Пакер

 

Йзббретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к,оборудованию для перекрытия кольцевого пространства при испытании необсаженных скважин. Цель изобретения - повышение эффективности работы пакера с испытателем пластов за счет ограничения силы ежатия уплотнительного элемента прииспытании скважины.-Для этого каждый из поршней 7 узлафиксации, имеющий возвратные пружины 7 и установленный в окнах корпуса 1 с возможностью радиального перемещения; обращен своей зубчатой насечкой 10 к телескопически установленному в корпусе 1 полому штоку 18. На наружной поверхности последнего выполнена зубчатая насечка 19, ответная зубчатой насечке 10 поршней 7, а на уровне поршмей шток имеет радиальные отверстия 21. Для надежной фиксации полого штока 18 относительно корпуса 1 зубчатая насечка поршней 7 перпендикулярна продольной плоскости корпуса 1, Плоскость, проходящая,через верхний профиль зуба насечки поршня, расположена а продольной плоскости корпуса под острым углом. Корпус 1 под действий^ осевой нагрузки перемещается вниз, ужимая уплотнительный элемент 25 с обеспечением ограничения силы сжатия уплотИительного элемента, 5 ил.fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистическиХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ () (46) 15.02.92. Ьюл. % б (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный ин- . ститут нефтяной промышленности (72) П,С.Варламов и О.В.Пилюцкий (53) 622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1404636, кл. Е 21 В 33/12, 1988.

Зайцев Ю.В. и др. Пакеры и технологи-. ческие схемы их установок, 1969, с. 51. (54) ПАКЕ Р .(57) Изббретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к,обо.рудованию для перекрытия кольцевого пространства при испытании необсаженных

-скважин. Цель изобретения — повышенйе эффективности работы пакера с испытаталем пластов за счет ограничения силы..сжатия уплотнительного элемента при

Изобретение относится к нефтяной;::а газовой промышленности, а именно к 060- рудованию для перекрытия,кольцевого пространства при испытании необсажекйых скважин, Цель изобретения — повышение эфф@кктивности работы пакера с испытателетм Маг став за счет ограничения силы сжатия уплотнительного элемента при испытанйя скважин.

На фиг. 1 изображен общий вид пакора, разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг, 1; нафиг; 3

- вид А на фиг 2; на фиг. 4- сечение Б:-6:на фиг. 3; на фиг. 5- пакер, в момент испытаййя. объекта s скважине, разрез. () О,, 1712586 А1 поршне ла фи сации, имеющи воз вратные пружины 7 и установленный в окнах корпуса 1 с возможностью радиального перемещения; обращен своей зубчатой насечкой 10 к телескопически установленному в корпусе 1 полому штоку 18. На наружной поверхности последнего выполнена зубчатая насечка 19, ответная зубчатой насечке

10 поршней 7, а на уровне поршней шток имеет радиальные отверстия 21. Для надежной фиксации полого штока 18 относительно корпуса 1 зубчатая насечка поршней 7 пе рпендикуля рна и родоль ной плоскости корпуса 1. Плоскость, прохоДящая, через верхний профиль зуба насечки поршня, расположена в продольной плоскости корпуса под острым углом. Корпус 1 под действием Б осевой нагрузки перемещается вниз, сжимая уплотнительный элемент 25 с обеспечением ограничения силы сжатия уплотнительного элемента, 5 ил. ны

Устройство содержит (фиг. 1-5) полый р корпус 1 с верхним переводником 2, снаб-: у женным конической резьбой 3 и шлицевыми © каналами 4 во внутренней полости. В средней части корпус 1 имеет радиально и сим-, О" метрично расположенные окна:5 (фиг. 4), в которых уотеноееены поднружнненные 6 поршни 7, уплотненные по цилиндрической: в поверхности кольцами 8.

Для предотвращения вращения поршней 7 вокруг своей оси они снабжены прямоугольным пазом 9, в который входит конец пружины 6. Торцы поршней 7, обращенные во внутреннюю полость корпуса 1, снабжены зубчатой насечкой 10. Пружины 6

1712586 закреплены болтами 11 в пазах 12 с наклонным дном 13 корпуса 1. В нижней части корпус 1 снабжен резьбой 14 и уплотнениями 15 и 16, На резьбе 14 закреплен ограничитель 17.

Каждый из поршней 7 обращен зубчатой насечкой 10 к полому штоку 18, на наружной поверхности которого выполнена зубчатая насечка 19, ответная зубчатой насечке 10 поршней 7.

Плоскость, проходящая через нижний профиль каждого зуба насечки 10 поршня 7, перпендикулярна продольной плоскости корпуса 1, а плоскость, проходящая через верхний профиль зубка насечки поршня 7; расположена к продольной плоскости корпуса 1 под острым углом.

Во внутренней полости корпуса 1 телескопически установлен полый шток 18, снабженный в верхней части утолщением

20, которое находится в шлицевом зацеплении с каналами 4 корпуса 1. Радиальные отверстия 21 в штоке 18 выполнены на уровне поршней 7. Зубчатая насечка 19 выполнена в виде кольцевых выступов, а по профилю ответная зубчатой насечке поршней 7. Ниже кольцевых зубчатых насечек 19 полый шток 18 имеет наружный диаметр для подвижного уплотнения кольцами 22.

В нижней части полый шток.18 имеет присоеднительную резьбу 23, внутренняя полость штока 18 снабжена осевым каналом

24. К ограничителю 17 и корпусу 1 жестко и герметично присоединен уплотнительный элемент 25 через металлическую головку с одновременным подвижным соприкосновением с наружной поверхностью полого штока 18. Нижний торец уплотнительного элемента 25 снабжен промежуточной опорой, включающей шайбу 26 и резиновую втулку.27. Внизу резиновая втулка 27 поддерживается нижним опорным переводником 20 жестко свинченного с полым штоком

18 и снабженного конической резьбой 29.

На фиг. 5 показана установка пакера в открытом стволе скважины, спущенного в скважину на бурильных трубах 30 с хвостовиком — фильтром 31. снабженного опорой

32, на забой скважины, и уплотнение элемента 25 в кольцевом зазоре 33. Напраалеwe осевого сжатия компоновки показано стрелкой С.

Устройство работает следующим образом.

В компоновке пластоиспытательного оборудования пакер спускается в скважину

s положении его элементов, как показано на фиг. 1. При этом гидростатическое давление в скважине, действуя на внешний и внутренний торец поршней узла фиксации, обеспенительный элемент 25, которая необходима .

55 для герметизации кольцевого зазора с целью исключения просачивания жидкости над пакером в его подпакерную. зону, (т.е. действует эффект доуплотнения, пропорциональный перепад давления), что необходимо для надежной работы пакера.

50 чивает им состояние гидравлического равновесия, благодаря чему под действием пружин 6 поршни 7 находятся в исходном нейтральном положении. Действие гидростатического давления на зубчатые торцы поршней 7, обращенных к полому штоку 18, осуществляется через осевой канал 24 штока 18 и радиальные отверстия 21. При достижении забоя скважины опоры 32 разгружают колонну бурильных труб на хвостовик 31. Поскольку нижний опорный иереводник 29 при этом остается неподвижным, а корпус 1 пакера под действием передаваемой нагрузки перемещается вниз, уплотнительный элемент 25 сжимается, увеличиваясь в диаметре, и уплотняется, касаясь стенок скважины. Для предотвращения вытекания резины уплотнительного элемента 25 в кольцевой зазор служит промежуточная опора 26, 27. Далее под действием этой осевой нагрузки открывается клапан пластоиспытателя, в результате чего подпакерное пространство сообщается с внуритрубным пространством, давление под пакером резко падает, создается перепад давления (депрессия) на пласт, В результате. этого: перепада поршни 7 узла фиксации выводятся из равновесия, так как давление со стороны торцов зубчатыми выступами 10 поршней 7 также резко падает, достигая внутритрубного. Поршни 7 мгно венно перемещатюся к полому штоку 18.

Полый шток 18 фиксируется относительно корпуса 1, чем исключается передача до-, полни. тельной нагрузки (от действия гидростатического давления в скважине) на уплотнительный элемент 25 пакера. Зубчатые насечки 10 и 19 в этот момент времени соприкасаются плоскостями, расположенными под углом 90 градусов к оси полого штока, что исключает радиальное отталкивание пробок 6 от полого штока 16 и надежно фиксирует его относительно корпуса 1 на весь период действия перепада давления.

Следует отметить, что после фиксации полого штока 18 относительно корпуса 1 передача нагрузки через металлическую головку на уплотнительный элемент прекращается, однако кольцевой зазор между головкой уплотнительного элемента 25 и стенкой скважины остается под действием гидростатического давления и перепада, создавая дополнительную осевую нагрузку на уплот1712586,7

При снятии пакера с места (после завер- шения процесса испытания) зубчатые выступы 10, 19 теперь соприкасаютсяплоскостями под углом 45 градусов, что за счет осевой силы, направленной вверх,. со- 5. здает отталкивающую силу, которая ради-. ально смещает поршни 7 в исходнов состояние, расцепки зубчатые 10 и кольце. вые 19 насечки между собой. После этогокорпус 1 свободно перемещается вверх до 10 упора в утолщенную часть.20.полого штока

18, пакер снимается с места и поднимается на поверхность.

Зкономический эффект от предлагаемого пакера будет достигаться за счет сакра- 15 щения числа неудачных испытаний пластов в процессе бурения по причине негерметичности пакеровки в необсаженных стволах скважины, который в денежном выражении может составить до 30,0 тыс.руб. в год по 20 одному нефтедобывающему объединению.

Формула изобретения

Пакер, включающий полый корпус с ок-.. нами в боковой поверхности и ограничите- . 25 лем, телескопически установленный в корпусе полый шток с опорным переводником и нажимным уплотнительным элементом, расположенным между опорным переводником и ограничителем, узел фиксации корпуса в виде установленных в окнах корпуса с воэможностью радиального перемещения уплотнительных поршней с зубчатой насечкой и возвратными пружинами, связанными с корпусом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы пакера с испытателем пластов за счет ограничения силы сжатия уплотнительного элемента при испытании скважины, каждый из поршней узла фиксации обращен своей зубчатой насечкой к полому штоку. причем в последнем на уровне поршней выполнены радиальные отверстия, а на наружной поверхности полого штока выполнена зубчатая насечка, ответная зубчатой насечке поршня, перпендикулярно продольной плоскости корпуса, а плоскость, проходящая через верхний профиль зуба насечки поршня, расположена к продольной плоскости корпуса под острым углом.

1712586 д

7 б

77

Дуя

ФР8. 1

Составитель А.Солтанович

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор И.Сегляник

Заказ 519 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101