Пакер

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности разобщения полостей в скважине. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы за счет герметичного разобщения ствола скважины. Для этого пакер, включающий полый ствол 5 с наружным 31 и внутренним 9 выступами, связанный со стволом резьбовым соединением 4 корпус 1 с конической наружной поверхностью 3, втулку 11, размещенную на

,, SU 1747676A1

СО93 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

IM) ИЗИН ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЁТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (з1)з Е 21 8 33/12.: 1... -:,:: .-::,-: ..-- - -:::::::;:; 2, (2 1) 4859001/03,:.:::: : ;: .":: . (54} ПАКЕР

Юзтермнефть: . ":. - .::, :: :.:-.,-:::. :: ". : .,:-: повышение надежности работы за счет гер(72) ИХ.Калбазов и М.А.Бурштейн -"- : ":.:- -, - метйчного разобщения ствола скважины. (53) 622.265.4 (088,8) ;, : .:::: . . :-. -:.": "..::::.. Для этого пакер, вклвчающий полый ствол (56) Авторское свйдетельство СССР :: . 5 с-йаружным 31 и внутренним 9 выступами, ... " Авторскбе свидетельство СССР .;:::,: ., нием 4 корпус 1 с конической наружной поМ 1.148971, кл. Е21 В 33/12, 1985.:,...;::.. верхностью 3; втулку 11, размещенную на

1747676

4 стволе, уплотнительный элемент 14 с опорными шайбами 15 и 16, снабжен упором 30, жестко связанным с корпусом, установленным с возможностью взаимодействия с наружным еыстуйом 31 ствола при извлечении пакера, пружиной 17, размещенной между ний, перемещаясь вверх по конической поверхности корпуса 18 и взаимодейству.a.,;,;. червю: нижнюю шайбу 15 с уплотнительным элементом 14, сжимает последний и фиксирует его в скважине. Одновременно стопор 25 фиксируется в одной из канавок втулки 11. Для извлечения пакера вращают колонну труб и корпус 1 вправо.

Ствол 5 через винт 21 находится свободным концом в продольном пазу,13 ствола, отвинчивается от корпуса, якорь 24 выходит из зацепления с обсадной колонной. 1 ил. выступом 18 «орпуса и уплотнительным элементом 14, fTocrie ñïóñêà пакера и создания давления в колонне труб. связанной с корпусом 1, жидкость через отверстия 10 попа дает в цйлидндр 8 и перемещает вверх поршень (19л 20); жестко связанный хвосто- виками со стопором 25 и якорем 24. Послед-:, Изобретение относитСя к йефтьегаЗодьо-: — -с пдршнем, уплотняющий койутс; якорный бывающей промышленности, а имено кус- - - узел. состоящилй иэ верхнего и нижнего ко- . тРойствам длЯ РазобщвниЯ полостей в: нУсовСРазмвЩЕнноймеждУйймливплашькай, скважине, устанавливаемым в.обсадной ко-: и разрезной стопор, Причем уплоттнаощий лойне при выполнении разлйчныхл техйоло- 5 конус размещен с возможностью взаимо гических операций в нефтяник vi газовых:- действйя его конической части с уплоутни скважинах, в частности в паронатгйеттатеьль- . тельным элейетйтом, имеег в нижней части,,. Йзвестен гитдросмеханиьчесткий п4ктесрь бой, а в вврхйейчьаьсти снабжен размещенполненные с каналами, уплотнительный ::: элементоьм.хвостовиком и свяэанной с ним ; .:занным с плашками, упорное кольцо и воз- . . вующей с ралзрелзным стопором и йижнимс; . вРатнУю пРУжйнУ, поРшень с Размлеьщенлнотй:, КоНцом ЯкоРногоя Узла, ПакеР спУлскают на над ним пружин0й. расположенной под плун-, 15 гребуемую глубйну, в насосно-компресСор-, жером. Ilakep спускают на колонне труб до,: ные трубы бросавт шарь, птерекьрываяютт внут заданной глУбины.. Затем в колоннУ. тРУб: — Реннюьтю.палость пакеРа Клапатйом и porc передается в гидроцилиндр и вындалига- трубах давление, позволяющее сорздать на ., ет плашки до соприкосновения с обсадной 20 йоршне давление, оябеспьечливающее пере- - . колонной, после чего производят пакеровку меьщейие конуба в кратйнее верхнее положе- -

: весом колонны HKT,:::. -.,::.;.,,:..-:.;.:::.:::: ние. При этом конус сжимает по толщине

Основным недостатком известного iia- —. уплотненьие,те кера является низкая надежность работы,: .. дупьакеромиобсадной колонной, Придаьльобусловленная наличием промежуточных 25 нейшем перемещении поршень давит на дополнительных деталей между. поршнем и . - ййжнйй конус, который, пертемещаясь s на-: якорем; а также.тем, что пакеровткьа уптлтотунни- правлении к верхнему конусу; вводит плаштельного элемента производиться весом:: ки в соплрикосновение с внутренней

НКТ. 8 этом случае при закачке тепМолноси- поуверхностью обс теля создается повышенное давление на 30 эапакеровываяется..мым вес колонны НКТ, в результате чего при, кера ялвляется низкая надтежйость работы достаточно больших перепадах может Apo- .пакера, обусловьленная т имеет ограниченную область прйменеййя и 35 йромежутточных деталях, распо.еоженньых . при гермических методах ртаэработки нема- " мьеМду корпусом и утплоттненией, имеющих . жет бйть использован. - "-::-.-." .-:.:- " .воэможность перемещения Ьднз откоси-

Наиболее близким к и редлу агаемолму яв- л щий ствол с головкой, устайовленлный на 40 зотйы а межтрубное npoctpaHct80 через заствол уплотнйтельйый элемент с ©грйничи- Форы маету деталями. другим недостатком тельной и ул орной шайбами, тидроцилинйр иаавстното ласере является ниаяел еероят1747676 ность распакеровки при о .;,атном движе- . выполнена в форме обращенного вниз нии поршня в случае работы в паронагнета- меньшим осйованием усечейного конуса 3. тельных пескопроявляющих скважинах, в 45 Корпус 1 на внутренней поверхности имеет частностиприпароциклическихметодахдо- левую резьбу 4, по которой подвижно соебычи, когда цикл нагнетание — добыча мно- динен со стволом 5. На стволе 5 с помощью го ратно повторявтая. Р ро т :ость контргайки 6 неподвижно закреплена цираспакеровки в этом случае низка в реэуль- линдрическая втулка У, которая образует тате того, что все полости пакера, в том кольцевуюполость8.Внйжнейчастиствола числе и рабочие, забиваются пластовым пе- 50 5 на внутренней поверхности имеется фиском„что способствует заклиниванию дета- гурный выступ 9, который выполняет роль лей в промежуточном положении, Низкая седла. Кроме того, ствол 5 имеет средства надежность известного пакера обусловлена крепления к внутрискважинному оборудотакже сложностью его конструкции, наличи- ванию (не показаны). Кольцевая полость 8 ем дополнительных промежуточнйх дета- 55 соединена с внутренней полостью ствола 5 лей между поршнем и якорем, что, кроме:. с помощью отверстия 10. На наружной потого, снижает технологичность изготовле-: верхности ствола 5 в верхней его части нения. " ....: ..." .:. Подвижно с помощь о сварки закреплена

Цель изобретения -устранение этих не- стопорная втулка 11, на йаружной поверхдостатков. повышение надежности и упро- . ности которой выполнены кольцевые канавщение конструкции пакера..: ....: ки 12 треугольного профиля. Причем в

Поставленная цель достигается тем, что продольном сечении сторона"канавки, обрав пакере, включающем полый ствол с наруж-: щенная своей поверхностью вверх, перпенным выступом и внутренним выстуйом под . дикулярна вертйкальной оси пакера, В бросовый запорный элемент,связанный со 5 средйей части ствола 5 на наружной его стволом реэьбовым соединением корпус c поверхности выполнен продольнйй паэ 13. . конической наружной поверхностью, втул- Йа конической поверхности 3 корпуса 1 раску, размещенную на стволе под корпусом, . положен уплотнительный элемент 14, взаиуплотнительный элемент с опорными верх-. модействующий нижней торцовой ней и нижней шайбами, концентрично уста- 10 поверхностью с опорной шайбой 15, а верхйовленные относительно ствола, цилиндра:, ней торцовой поверхностью - с верхней с поршнем, образующие со стволом кольце-: шайбой 16, подпружиненной пружиной 17, вую полость; гидравлически связанную с по- которая упирается: другим концом в"выступ лостью ствола, якорь, установленныи на 18 на корпусе 1. конической поверхности корпуса и стопор с 15 В кольцевой полости 8установлен с воззубчатой внутренней поверхностьюдлявэа- можностью перемещения поршень, состояимодействия с наружной поверхностью;: щий из двух цилйндрических деталей 19 и втулки, пакер снабжен упором, жестко свя-.: - 20; соединенных между собой винтом 21, и эанным с корпусом и установленным с воз- уйлотнительных колец 22 и 23, Поршень можностью взаимодействия с наружнйм 20 расйоложен в кольцевой полости 8 так, что выступом ствола при вращенйи корпуса, выступающая за пределы поршня часть винвинтомжесткосвязанйымспоршйеми пру- - та 21 находится в пазу 13. Верхние части жиной, причем якорь и стопор снабжены деталей 19 и 20 выполнены в виде разрезхвостовиками. жестко связанными с порш- ных втулок соответственно 24 и 25 (типа нем, а ствол имеет на наружной поверхно- 25 цанги) и представляют собой якорь 24 и стости продольный паз, в котором размещей - пор 25. При этом верхняя часть" разрезного свободный конец винта, при этом корпус конца якоря взаимодействует с опорной выполнен с наружным выступом s верхней шайбой 15 и имеет участок 26 с зубчатой части, уплотнительный элемент размещен поверхностью, контактирующей в рабочем на конической поверхности корпуса и взаи.- 30 положении с обсадной колонной 27, и учамодействует с якорем, втулка выполнена с сток 28, находящийся на внутренней поверканавками под зубчатую поверхность сто- хности и взаимодействующий с конической пора, а пружина установлена на корпусе- поверхностью 3, а стопор 25 имеет с внутмежду его. наружным выступом и верхней ренней стороны ступенчатый выступ 29. На шайбой уплотнительного элемента. 35 нижнем конце корпуса 1 со стороны внутНа чертеже представлен пакер в рабо- ренней поверхности закреплен упор 30, а чем положении, продольный разрез; верхний конец ствола имеет выступ 31. Упор

Гидромеханический пакер состоит из.: 30 и выступ 31 служат для предотвращения корпуса 1, имеющего в верхней части сред- полного разъединения корпуса 1 со стволом ства крепления к колонне насосно-компрес- 40 5 при их перемещении один относительно сорных труб (НКТ) 2. Часть корпуса 1 другого.

1747676

ПакерраЦотаетследующимобразом. ной 27, после чего пакер извлекается на

На колонне НКТ пакер спускают до ме- поверхность.

° ста его установки в обсадной колонне 27, Для предотвращения полного разъедипосле чего перекрывают внутреннюю по- нения корпуса 1 и ствола 5 в осевом направлостьНКТвместефигурноговыступа9ство- 5 лении на нижней части корпуса 1, íà его ла 5 одним из известных способов внутренней поверхности, установлен упор (напрймер пробкой, спускаемой сверху на 30. а на верхнем конце ствола 5 установлен тросе) и подают жидкость по колонне НКТ. упор 31, которые в этом случае взаимодей:Жидкость через отверстие 10 попадает в ствуют между собой торцовыми поверхногидроцилиндр 8 и перемещает вверх пор- 10 стями, шень, состоящий из деталей 19 и 20. При Применение предлагаемого пакера поэтом якорь 24; являющийся верхней частью зволяет снизить в два раза расходы на кап. детали19, перемещаясь вверх, контактиру- ремонт скважины за счет повышения ет своей внутренней конической поверхно- надежности пакера и снизить íà 40% его стью с конической поверхностью 28 и 15 себестоимостьзасчетупрощения конструкполучает прй этом радиальное перемеще- ции. ниеякорь24;перемещаясьдотехпор,пока Формула изобретейия зубцы 26 не войдут в зацепление с обсадной Пакер, включающий полый ствол с наколонной 27, фиксируя тем самым пакер. ружным выступом и внутренним выступом

Одновременно с этим якорь 24 через опор- 20 под бросовый запорный элемент, связанную шайбу 15 перемещает по конической ный со стволом резьбовым соединением поверхности 3 уплотнительный элемент 14, корпус с конической наружной поверхнокоторыйзасчетполученногоприперемеще- стью, втулку. размещенную на стволе под нии увеличения своего внутреннего диамет- корпусом, уплотнительный элемент с опорра и торцового сжатия якорем 24 и 25 ными верхней и нижней шайбами, концентпружиной 14 получает радиальное переме- рично установленные относительно ствола щение к стенке обсадной колонны 27, Пру- цилиндр с поршнем, образующие со ствожина 17 также является компенсатором лом кольцевую полость, гидравлически свя погрешностей изготовления деталей и их занную с полостью ствола, якорь, сборки, а также для создания постоянного 30 установленный на конической поверхности .торцового давления на уплотнительный эле- корпуса, и стопор -с зубчатой внутренней мент 14. Одновременно с якорем 24 вдоль поверхнбстью для взаимодействия наруж- оси перемещается стопор 25, который явля- ной поверхности втулки, о т л и ч а ю щ и йется верхней частью детали 20, входящий в с я тем, что, с целью упрощения конструкции поршень, и который своим выступом 29, пе- 35 и повышения надежности работы за счет ремещаясь вдоль стопорной втулки 11; фик- герметичного разобщения ствола скважисируется.в одной из кольцевых канавок 11, ны, пакер снабжен упором, жестко связанпрепятствуя тем самым самопроизвольно- ным с корпусом и установленным с му перемещению якоря 24 вниз после пре- возможностью взаимодействия с наружным кращенияподачижидкостивгидроцилиндр 40 выступом ствола при вращении корпуса, 8,.... винтом, жестко связанным с поршнем и пруПослеустановки пакера, которую мож- жиной, причем якорь и стопор снабжены но определить flo индйкатору веса, вынима- хвостовиками, жестко связанными с поршют пробку из внутренней полости. нем, а ствол имеет на наружной поверхноДля извлечения пакера из скважины 45 сти продольный паз. в котором размещен вращают колонну НКТ, а с ней и корпус 1 свободный конец винта. при этом корпус

: вправо, ствол 5 через винт 21, находящийся выполнен с наружным выступом в верхней: в продольном пазу 13, и якорь 24 зафикси- части, уплотнительный элемент размещен рованнаобсаднойколонне27отпроворота. на конической поверхности корпуса и взаиВ результате вращения корпус 1 получает 50 модействует с якорем, втулка выполнена с осевое перемещение вверх за счет резьбы канавкамиподзубчатуюповерхностьстопо4. давая возможность якорю 24 переме- ра. а пружина установлена на корпусе межщаться к продольной оси пакера. Якорь 24 ду его наружным выступом и верхней выходит из зацепления с обсадной колон- . .шайбой уплотнительного элемента, 55