Механический пакер

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и м.б. использовано при проведении технологических операций по изоляции зон поглощения в процессе проводки скважин, при цементировании под давлением, гидроразрыве пластов и т.д. Цель - повышение надежности механического пакера (МП) в работе за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки. Для этого МП содержит ствол 1 с опорой 2 и нажимным уплотнительным элементом в виде манжет 3 и 4, конус (К) 5 и обойму 6. В обойме 6 установлены шлипсы (Ш) 7 с пружинами 8. Для управления положением Ш 7 имеется кольцевой фигурный паз на теле fe о 00 а ГС а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„!Ж„, 1686128 А1 (я)э Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР -,:, с„,, „;х(Ъ Р « -1 » и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-":: . - -: -": ("""" ;- -""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739024/03 (22) 19.09.89 (46) 23.10.91. Бюл. й. 39 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) P.Ñ.ßðåìèé÷óê, В.Н.Лотовский, В.И.Арциховский, Т.P.Шандровский и И.В,Лотовский (53) 622.245.4 (088.8) (56) Справочник мастера по капитальному ремонту скважин.-М.,Недра, 1985, с.104,105.

Композит-каталог фирмы "Бейкер", том

1,1984-1985, с.685,696,изделие hh 739-08. (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти и м.б. использовано при проведении технологических операций по изоляции зон поглощения в процессе проводки скважин, при цементировании под давлением, гидроразрыве пластов и т.д.

Цель — повышение надежности механического пакера (МП) в работе за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки.

Для этого МП содержит ствол 1 с опорой 2 и нажимным уплотнительным элементом в виде манжет 3и4,,конус (К) 5 и обойму 6. В обойме 6 установлены шлипсы (Ш) 7 с пружинами 8. Для управления положением Ш 7 имеется кольцевой фигурный паэ на теле

1686128 ствола 1 и кулачки 14, установленные неподвижно на К5 и геометрически размещенные со смещением на величину А относительно оси длинного участка 16 фигурного паза, что обеспечивает прохождение Ш 7 при их движении в крайнее верхнее положение. Короткие участки 17 фигурного паза обеспечивают взаимодействие Ш 7 с кулачками 14.

При спуске МП на НКТ совместно с обоймой б эа счет.сил трения LLI 7 перемещается вверх по стволу 1, При провороте обоймы LLI

7 прижимаются кулачками 14 к стволу 1. На

Изобретение стносится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении технологических операций по изоляции зон поглощения в процессе проводки скважин, при цементировании под давлением, гидроразрыве пластов и т.д, Цель изобретения — повышение надежности работы механического пакера за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки.

На фиг, 1 представлен механический пакер, общий вид; на фиг, 2 — элементы конструкции в положении нагружения; на фиг, 3— тоже, в транспортном положении; на фиг. 4— развертка, циклогэамма перемещения элементов конструкции при работе пакера и переводе его из транспортного положения в рабочее.

Механический пакер (фиг. 1) выполнен в виде сборной конструкции и состоит из ствола 1 c ollopov 2 и нажимным уплотнительным элементом в виде манжет 3 и 4.

Кроме того, на стволе 1 подвижно установлен конус 5, ниже которого подвижно установлена обойма 6. Б теле обоймы 6 в гнездах установлены шлипсы 7, поджимаемые в радиальном направлении пружинами

8. Конструктивно шлипсы 7 (фиг. 2) выполнены в виде двуплечих рычагов, имеющих на одном конце упор 9, в средней части — ограничитель 10, а на свободной части — зубья

11 с наружными наклонными поверхностями 12.

Для обеспечения управления положением шлипсов 7 имеются кольцевой фигурный паз 13 на теле с вола 1 и кулачки 14 (фиг. 3), которые установлены неподвижно на конусе 5 посредством винтов 15. Кольцевой фигурный паз 13 (фиг. 4) имеет длинные

16 и короткие 17 участки. Для обеспечения

40 проектной глубине производится остановка и некоторый подъем МП с перемещением обоймы 6 вниз. При этом Ш 7 выходят из зацепления с кулачками 14 и прижимаются к стенке колонны. При незначительном перемещении МП вниз Ш 7 разжимаются К 5, что обеспечивает установку МП в рабочее положение, Распакеровка осуществляется путем натяжения НКТ, При этом Ш 7 сходят с К 5 и прижимаются к с-.енке колонны только незначительным усилием пружин 8, не препятствуя подъему Mll, 4 ил. перехода выступа 18 из длинных участков в короткие на стволе выполнены наклонные участки 19 и наклонные фаски 20 и 21. Конфигурация кольцевого паза выбирается, исходя из согласования работоспособности элементов конструкции, а его геометрия имеет особенности согласования конфигурации и размещения кулачков 14. Количество кулачков 14 равно количеству шлипсов и находится в пределах 4-6. Геометрически кулачки 14 размещены со смещением на величину А относительно оси длинного участка 16, что обеспечивает свободное прохождение шлипсов 7 при их движении в крайнее верхнее положение.

Короткие участки 17 размещены соосно кулачкам 14 и обеспечивают взаимодействие шлипсов 7 с кулачками 14 для прижатия шлипсов к телу ствола 1 при перемещении пакера к зоне установки.

Механический пакер работает следующим образом.

Начальное положение выступа 18 в

/ крайнем нижнем положении. точка 1 (фиг. 4).

При этом шлипсы разжаты пружинами 8 и находятся в контакте с эксплуатационной колонной.

При спуске механического пакера в скважину происходит некоторое обжатие шлипсов 7 и сжатие пружин 8, при этом за счет трения о стенки колонны шлипсы 7 увлекают обойму 6 вверх. При перемещении выступа 18 по наклонной фаске 20 (фиг. 4) за счет ее наклона к оси ствола 1 происходит проворот обоймы 6 и переход выступа 18 в короткий участок 17. Дальнейшее перемещение обоймы 6 приводит к тому, что шлипсы 7 (фиг. 3) достигают места размещения кулачков 14 и, скользя наружными наклонными поверхностями 12 по внутренним наклонным поверхностям кулачков, прижимаются к стволу 1, образуя зазор Ь, точка 2 (фиг, 4). Наличие такого зазора обеспечива1686128 ет исключение контакта со стенкой колонны и износа зубьев 11.

При достижении места установки механического пакера производится его остановка и некоторый подъем, при этом за счет сил трения гладкой части шлипсов о стенку колонны происходит некоторое перемещение обоймы 6 вниз. Выступ 18 скользит по короткому участку 17 и переходит в наклонный участок 19, точка 3 (фиг. 4), В начале своего движения шлипсы 7 выходят из зацепления с кулачками 14 и прижимаются к стенке колонны эа счет усилия, создаваемого пружинами 8.

При незначительном перемещении вниз механического пакера происходит перемещение выступа 18 в длинный участок

16, точка 4 (фиг, 4). При этом шлипсы 7 входят в контакт с конусом 5 и прижимаются к внутренней поверхности стенки колонны, что обеспечивает установку механического пакера в рабочее положение (фнг, 2).

После проведения всего регламента запланированных работ производят распакеровку пу гем натяженйя колонны НКТ, при этом шлипсы 7 сходят с конуса 5 и прижимаются к стенке колонны только незначительным усилием пружин 8.

Формула изобретения

Механический пакер, включающий ствол с кольцевым фигурным пазом на наружной поверхности с равномерно располо3кг.пвуатаиионн женными чередующимися продольными короткими и длинными участками, жестко связанную со стволом опору, расположенные под ней нажимной уплотнительный элемент

5 и конус, установленный с возможностью осевого перемещения относительно ствола, расположенную на стволе с возможностью радиально-осевого перемещения обойму с выступом на внутренней поверхности, раз10 мещенным в кольцевом фигурном пазу ствола, и установленные в обойме равномерно по ее окружности шлипсы, подпружиненные относительно обоймы в радиальном направлении, отличающийся тем,что, 15 с целью повышения надежности работы механического пакера за счет увеличения ресурса работы шлипсов при одновременном повышении качества пакеровки, он снабжен установленными на конусе кулачками, рав20 номерно расположенными по окружности в продольных плоскостях коротких участков фигурного паза на расстоянии друг 0Т друга не менее ширины шлипса, а внутренние поверхности кулачков выполнены наклонными

25 к продольной оси ствола с вершиной угла наклона, обратной вершине угла наклона поверхности конуса к продольной оси ствола, при этом наружные поверхности шлипсов в верхней части выполнены ответными

30 наклонным поверхностям кулачков для взаимодействия с последними в транспортном положении шлипсов, ая ги оюаг

1686128

Составитель С.Морозов

Техред М. Моргентэл Корректор M.Äåì÷èê

Редактор И.Шулла

П роизеодстае нна-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3583 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскаю нвб., 4!5