Пакер

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для перекрытия затрубного пространства. Цель - повышение надежности работы пакера за счет возможности снижения потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений при пропуске флюида через пакер. Для этого пакер снабжен фиксирующими элементами 18, каждый из которых выполнен с выступом 22 на конце, а корпус 1, дно опорного стакана 14 и седло 20 с шаром 30 имеют радиальные каналы для размещения в них соответственно фиксирующих элементов 18 и их выступов 22. Пакер имеет манжеты 2, 3, которые для предотвращения их повреждения о стенку эксплуатационной колонны защищены кожухом 5 с дном 6. При этом расстояния между верхним торцом стакана 14 и нижним торцом кожуха 5 перед спуском пакера в скважину, между верхним торцом кожуха 5 и нижней кромкой рабочей манжеты 3, расположенной над ограничительной манжетой 4, и между верхним торцом кожуха 5 и нижней кромкой манжеты 4 определяют из соотношения этих расстояний. Седло 20 с шаром падает на забой скважины. Давление жидкости на наружную и внутреннюю поверхности дна 6 кожуха выравнивается и дает возможность пружине 17 стакана 14 разжаться. Пружина 17 разжимается и передвигает кожух 5 до упора его торца в манжету 3. Это дополнительно увеличивает эффект прижатия концевого участка пружины 17 к стенке эксплуатационной колонны и повышает надежность герметизации манжетой затрубного пространства над пакером. После этих операций скважина осваивается и пускается в работу. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

«а «11 (51 )5 E 21 В 33/12

r Д; г "i, 4

OllHCAHNE HSOEPETEHHH

2II

73

ХУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) . 4458347/ 24-03 (22) I I 07.88 (46) 15.06.90. Бюл. Ф 22 (71) Научно-производственное объединение "Тюменгазтехнология" (72) В.Я.Протасов, В.M.Нелепченко и В.П.Коршунов (53) 622. 245.4(088.8) (56) Зайцев 1 1.В, и др. Пакеры и . технологические схемы ик установок, М.: ВНИИОЭНГ, 1969, с. 9,10. (54) ПАКЕ Р (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для перекрытия затрубного пространства. Цель изобретения — повышение надежности работы пакера за счет воэможности снижения потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений при пропуске флюида через пакер. Для этого пакер снабжен фиксирующими элементами 18, каждый из которых выполнен

) 571217 ют из соотношения этих расстояний.

Седло 20 с шаром падает на забой скважины. Давление жидкости на наружную и внутреннюю поверхности дна 6 кожуха выравнивается и дает возможность пружине 17 стакана ) 4 разжаться. Пружина 17 разжимается и передвигает кожух 5 до упора его торца в

1ð манжету 3. Это дополнительно увеличивает .эффект прижатия концевого участка пружины 17 к стенке эксплуатационной колонны и повышает надежность герметизации манжетой затруб" ного пространства над пакером. После. этих операций скважина осваивается и пускается в работу. 3 ил.

Изобретение. относится к горной промышленности, в частности к устрой- я5 ствам для перекрытия затрубного пространства скважин.

Цель изобретения — повышение надежности работы пакера за счет возможности снижения потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений при пропуске флюида через пакер.

На фиг. l представлен пакер при транспортировке к забою скважины„ на фиг. 2 — то же, в момент запакеровки; на,фиг. 3 — то же, после запакеровки.

Пакет содержит корпус 1, выполненный в виде трубы. На нем закреплены 4 рабочие самоуплотняющиеся манжеты 2 и 3 и ограничительная манжета 4.

Количество рабочих и ограничительных манжет может быть любое: в зависимости от технических требований к на- 45 дежности герметизации затрубного пространства скважины, надежности съема кожуха с рабочих самоуплотняющихся манжет, надежность среза седла, Для предотвращения повреждения манжет О о с те нку эк сплуа тационной к олон ны они защищены кожухом 5 с одном 6, стенкой 7 с верхним торцом 8 и направляющей втулкой 9, установленной с зазором 10, 55

Кожух 5, корпус 1 и нижняя ограничительная манжета 4 образуют кольцев ло камеру 11, гидродинамически связанную радиальным отверстием 12 с внутс выступом 22 на конце, а корпус ), дно опорного стакана 14 и седло 20 с шаром 30 имеют радиальные каналы для размещения ъ них соответственно фиксирующих элементов 18 и их выступов

22. Пакер имеет манжеты 2, 3, которые для предотвращения их повреждения о стенку эксплуатационной колон ны. ващищены кожухом 5 с дном 6. При этом расстояния между верхним торцом ! стакана 14 и нижним торцом кожуха,5 перед спуском пакера в скважину, между верхним торцом кожуха 5 и нижней ! кромкой рабочей манжеты 3, расположенной над ограничительной манжетой

4, и между верхним торцом кожуха 5 и нижней кромкой манжеты 4 определяренней полостью 13 колонны насоснокомпрессорных труб.

Под ограничительной манжетой 4 на расстоянии, обеспечивающем съем кожуха 5 только с рабочих манжет 2 и 3, исключая съем с манжеты 4, установлен опорный стакан 14 с торцом

15. В кольцевом пространстве 16 опорного стакана 14 установлена пружина 17, которая поджимает кожух 5 в направлении расположения самоуплотняящихся рабочих манжет 2 и 3.

Фиксирующими элементами ) 8 опорный стакан 14 крепится к корпусу 1. В полости 13 на уровне дна 19 опорного стакана 14 установлено срезное седло 20 с отверстием 21, которое в верхней части седла из цилиндрического переходит в конусообразное.

Цилиндрические выступы 22 на концах элементов 18 установлены в каналах 23 седла 20 и крепят его в полости 13 пакера. Между наружной стенкой кожуха 5 и внутренней поверхностью 24 эксплуатационной колонны образован. зазор 25 для обеспечения беспрепятственного спуска пакера в скважину к месту его установки.

Концевой участок 26 рабочей манжеты, расположенной над ограничительной манжетой 4, ограничивает передвижение кожуха 5 под действием пружины 17 после распакеровки пакера.

С помощью муфт 27 пакер крепится и устанавливается в колонне лифтовых

7 l? l 7 6

1 11 ).

5 г труб 28. Сборку пакера осуществляют следующим образом. На самоуплотняющиеся манжеты 2 - 4 одевается кожух

5, а на корпус 1 " пружина 17.

Стакан 14 и седло 20 монтируют на корпусе 1 таким образом, чтобы каналы в дне стакана и в седле расположились соосно реэьбовому отверстию 29.

Элементами 18 с цилиндрическими выступами 22 стакан и седло крепят к корпусу I на расстоянии от манжет, достаточном для снятия кожуха 5 при распакеровке пакера только с рабочих манжет 23. С ограничительной манжетой

4 кожух 5 при распакеровке пакера не стаскивается, Гидродинамическая связь камеры ll с полостью колонны насосно-компрессорных труб осуществляется только через отверстия 1 2.

При этом величины расстояний между верхним торцом опорного стакана

14 и нижним торцом кожуха 5 заряженного и подготовленного к спуску в скважину пакера, между верхним тор цом кожуха 5 и нижней кромкой рабочей самоуплотняющейся манжеты> расположенной над ограничительной манжетой 4, а также расстояние между верхним торцом кожуха и нижней кромкой ограничительной манжеты 4 определяются из соотношения где 1 — расс то ян ие между в ерхним

1 торцом опорного стакана и нижним торцом кожуха, заряженного и подготовленного к спуску в скважину пакера;

) — расстояние между верхним торцом кожуха и нижней кромкой рабочей самоуплотняющейся манжеты, расположенной над ограничительной манжетой;, 1 — расстояние между верхним торцом кожуха и нижней к ромк о и î r ра нич и тель ной манжеты.

При 1 ). кожух стаскивается только с рабочих манжет 2 и 3 (фиг. 2). Манжета 4 остается под кожухом. Камера 11 постоянно сохраняет гидродинамическую связь с полостью

13 колонны лифтовых труб до момента освобождения кожухом 5 манжеты 4.

Но освобождение манжеты 4 может произойти только в том случае, если 11

40 больше 1 т.е. ), w .. Так как в

3> соотношении )., 1, то ограничцтель— ная манжета кожухом 5 не освобождается. Значит камера 11 постоянно сохраняет гидродинамическу>> свя и с полостьюю лифтов ой к оло ниы.

Пакер работает следующим образом.

Перед спуском пакера скважина за— давливается жидкостью требуемого удельного веса. Собранный пакер с манжетами 2 — 4 монтируется с помощью резьбовых муфт 28 в листовую колонну и спускается в скважину к месту его установки.

После окончания спуска глинистый раствор меняется на воду, Стенки скважины около пакера очищан>тся от глины и цемента, В скважину сбрасывается запорный орган — шар 30 °

После достижения шаром 30 седла 20 он перекрывает его отверстие, Давление в полости лифтовой колонны и полости 13 пакера повышают. Отверстие 21 срезного седла 20 при этом заглушено шаром 30. Жидкость устремляется из полости 13 пакера через отверстие 12 в камеру 11 Так как камера, 11 выполнена герметичной, то давление жидкости в ней повышается °

Результирующая давления действует на внутреннюю стенку дна 6 и стаскивает кожух 5 только с рабочих самоуплотняющихся манжет 2 и 3, так как расстояние от дна 6 кожуха в верхнем его положении до торца 15 стакана 14 является достаточным только для съема кожуха 5 с манжет 2 и 3.

Постоянное соединение отверстием

12 полости колонны насосно-компрессорных труб и камеры 11 не нарушается, так как кожух 5 с ограничительной манжеты не снимается.

После снятия кожуха 5 с манжет 2 и 3 .давление в полости колонны насосно-компрессорных труб вновь повышают закачкой жидкости до момента среза цилиндрических выступов 22. Седло 20 вместе с шаром 30 падает на забой скважины. Давления жидкости на наружную и внутреннюю поверхности дна

6 кожуха 5 выравниваются и дают возможность разжаться пружине 17. Пружина разжимается и передвигает кожух 5 до упора его торца 8 в рабочую ман— жету 3, чем дополнительно увеличивается эффект прижатия ее концевого участка к стенке эксплуатационнои колонны и повышается надежность rep157 1 2l 7, Формула изобретения

1 1 а1 где 1, гз

24

4

Я

11

11

18

У

4

Фиг.г

Фигд

Составитель А, Симецкая

Техред M.Õîäàíè÷ В, Гирняк

Редактор И. Касарда, Заказ 1 494 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,103 метиэации самоуплотняющейся рабочей манжетой 3 эатрубного пространства над .пакером и работы пакера в целом.

После этих операций скважива осваива5 ется и пускается в:работу.

° Пакер, содержащий корпус с радиальными отверстиями, на котором размещены самоуплотняющиеся ограничительная манжета и рабочая манжета над

1 ней, опорный стакан, установленное концентрично s корпусе седло под сбра= сываемый с поверхности запорный орган и кожух,.образующий с ограничительной манжетой и корпусом кольцевую камеру, отличающийс я тем, что, с целью ровьппения 20 надежности работы пакера за счет ..воэможности снижения .потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений при пропуске флюида через пакер, он снабжен фиксирующими элементами, каждый из которых выполнен с выступом на конце, а корпус, дно опорного стакана и седло имеет радиальные и выполненные соосно каналы для размещения в них соответственно фиксирующих элементов и их выступов, при этом расстояния между верхним торцом опорного стакана и нижним торцом кожуха перед спуском пакера в скважину, между верхним торцом кожуха и нижней кромкой рабочей манжеты, расположенной над ограничительной манжетой, и между верхним торцом кожуха и нижней кромкой ограничительной манжеты определяются из соотношения — расстояние между верхним торцом опорного стакана и нижним торцом кожуха перед спуском пакера в скважину, м;

- расстояние между верхним торцом кожуха и нижней кромкой рабочей манжеты, расположенной над ограничительной манжетой, м; — расстояние между верхним торцом кожуха и нижней кромкой ограничительной манжеты, м.