Гидравлический пакер

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для разобщения ствола скважины при ее испытании испытателем пластов . Цель изобретения - повышение надежности в работе уплотнительного элемента за счет поддержания в рабочей камере давления, необходимого для герметичного разобщения ствола скважины . Для этого гидравлический пакер, содержащий корпус 1 с осевыми центральным 2 и периферийными 3, 4 каналами и полостью в верхней части, соосно размещенные отноИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к испытанию продуктивных горизонтов с помощью испытателей пластов, спускаемых в скважину на трубах Известен гидравлический пакер, включающий корпус, уплотнительный элемент, гидроцилиндр с поршнем и штоком, причем подпоршневая полость связана с рабочей камерой уплотнительного элемента. Недостатком известного пакера является ненадежная работа уплотнительного элесительно корпуса патрубок 5 и ствол 6, жестко связанные соответственно с верхней и нижней частями корпуса 1, уплотнительный элемент 7, образующий со стволом рабочую камеру 8, снабжен полым цилиндром 17, установленным под уплотнительным элементом 7 концентрично стволу 6 и дополнительным поршнем 19. После установки хвостовой опоры на забой на шлицевой шток 9, связанный резьбой с колонной труб создают осевую нагрузку, под действием которой в полостях нагнетательной камеры 11 и рабочей камере 8 создают давление, обеспечивающее герметичное разобщение кольцевого зазора скважины, Поскольку объем нагнетательной камеры 11 постоянный, а объем рабочей камеры 8 переменный, лишняя рабочая жидкость через нагнетательный клапан 21 поступает в полость под дополнительным поршнем 19, установленным с возможностью осевого перемещения, а при снятии пакера и отсосе рабочей жидкости из камеры жидкость через обратный клапан 24,рабочую камеру 8 и обратный клапан 16 поступает в нагнетательную камеру 11. 1 ил. мента, поскольку отсутствует возможность поддержания в рабочей камере давления, необходимого для герметичного разобщения ствола скважины. Это вызвано тем, что не обеспечивается дозированная подача жидкости в рабочую камеру В результате этого при одной и той же осевой нагрузке, создаваемой с поверхности весом колонны труб, уплотнительный элемент оказывается либо перегруженным, что при действии перепада давлений приводит к его разрушению , либо недогруженным, что вызывает нарушение герметизации. сл с XJ сл о СП 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (51)5 Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4838402/03 (22) 12.06.90 (46) 23.08.92. Бюл. N. 31 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.Ф.Беленьков (56) Ясашин А,М . и др, Испытание скважин, — М.: Недра; 1973, с.95.

Авторское свидетельство СССР

N. 509710, кл. Е 21 В 33/12, 1974. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для разобщения ствола скважины при ее испытании испытателем пластов. Цель изобретения — повышение надежности в работе уплотнительного элемента за счет поддержания в рабочей камере давления; необходимого для герметичного разобщения ствола скважины. Для этого гидравлический пакер, содержащий корпус 1 с осевыми центральным 2 и периферийными 3; 4 каналами и полостью в верхней части, соосно размещенные отноИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к испытанию продуктивных горизонтов с помощью испытателей пластов, спускаемых в скважину на трубах.

Известен гидравлический пакер, включающий корпус, уплотнительный элемент, гидроцилиндр с поршнем и штоком, причем подпоршневая полость связана с рабочей камерой уплотнительного элемента.

Недостатком известного пакера являетсяненадежная работа уплотнительного эле„, . Ж „„1756536 А1 сительно корпуса патрубок 5 и ствол 6, жестко связанные содтветстввнно с верхней и нижней частями корпуса 1, уплотнительный элемент 7, образующий со стволом рабочую камеру 8, снабжен полым цилиндром 17, установленным под уйлотнительным элементом 7. концентрично стволу 6 и дополнительным поршнем 19. После установки хвостовой опоры на забой на шлицевой шток 9, связанный резьбой с колонной труб создают осевую нагрузку, под действйем ко.торой в полостях нагйетательной камеры 11 и рабочей камере 8 создают давление, обес печивающее герметичное разобщение кольцевого зазора скважины. Поскольку объем нагнетательной камеры 11 постоянный, а объем рабочей камеры 8 переменйый, лишняя рабочая жидкость через нагнетательный клапан 21 поступает в полость под дополнительным поршнем 19, установленным с возможностью осевого перемещения, а при снятии пакера и отсосе рабочей жидкости из камеры жидкость через обратный клапан 24,рабочую камеру 8 и обратный клапан 16 поступает в нагнетательную камеру 11. t ил. мента, поскольку отсутствует возможность поддержания в рабочей камере давления, необходимого для герметичного разобщения ствола скважины, Это вызвано тем, что не обеспечивается дозированная подача жидкости в рабочую камеру, В результате этого при одной и той же осевой нагрузке, создаваемой с поверхности весом колонны труб, уплотнительный элемент оказывается либо перегруженным, что при действии перепада давлений приводит к его разрушению, либо недогруженным, что вызывает нарушение герметизации.

1756536

15

25

Известен также гидравлический пакер, . включающий корпус с осевым центральным и периферийными каналами и полостью в верхней части, соосно размещенные относительно корпуса патрубок и ствол, жестко связанные соответственно с верхней и нижней частью корпуса, уплотнительный элемент, концентрично установленный относительно ствола и образующий с ним рабочую камеру, тел ескопически установленный относительно корпуса и патрубка шлицевой шток с резьбой для соединения с колонкой труб и поршнем, образующим с корпусом и патрубком нагнетательную камеру, установленный в полости корпуса с возможностью перекрытия его периферийного канала нагнетательный клапан, сообщающий в процессе пакеровки нагнетательную камеру с рабочей и установленный в другом периферийном канале корпуса обратный клапан, сообщающий в процессе распакеровки рабочую камеру с нагнетательной.

Недостатком этого пакера является ненадежная ра ота уплотнительного элемента; поскольку также отсутствует возможность поддержания в рабочей камере давления, необходимого для герметичного разобщения ствола скважины, Целью изобретения является повышенйе надежности в работе уплотнительного элемента эа счет поддержания в рабочей камере давления, необходимого для герметичного разобщения ствола скважины;-—

Поставленная цель достигается тем, что известный гидравлический пакер, включающий корпус с осевыми центральным и периферийными каналами и полостью в верхней части, соосно размещенные относительно корпуса патрубок и ствол, жестко связанные соответственно с верхней и нижней частью корпуса, уплотнительный элемент, концентрично установленный относительно ствола и образующий с ним рабочую камеру, телескопически установленный относительно корпуса и патрубка шлицевой шток с резьбой для соединения с колонной труб и поршнем, образующим с корпусом и патрубком нагнетагельную камеру, установленный в полости корпуса с возможностью перекрытия его периферийного канала нагнетательный клапан, сообщающий в процессе пакеровки нагнетагельную камеру с рабочей и установленный в другом периферийном канале корпу .а обратный клапан, сообщающий в процессе распакеровки рабочую камеру с нагнетательной, дополнительно снабжен полым цилиндром, установленным под уплогнительным элемектом концентрично стволу и образующим со стволом кольцевую:полость, дополнительным поршнем, установленным в кольцевой полости с возмо>кностью осевого перемещения, и дополнительными нагнетательным и обратным клапанами, установленными в цилиндре с возможностью сообщения рабочей камеры с кольцевой полостью над дополнительным поршне л, при этом цилиндр под дополнительным поршнем имеет радиальный канал для связи кольцевой полости под дополнительным поршнем с эатрубным Пространством, На чертеже показан пакер, IlpopollbHblA разрез.

Гидравлический пакер содержит корпус

1 с осевыми центральным 2 и периферийными 3 и 4 каналами и полостью в верхней части, соосно размещенные относительно корпуса патрубок 5 и ствол 6, жестко связанные соответственно с верхней и нижней частямй корпуса 1, уплотнйтельный, элемент 7, концентрично установленный относительно, ствола 6 и образующий с ним рабочую камеру 8, телескопически установленный относительно корпуса 1 и патрубка .

5 шлицевой шток 9 с резьбой для соедйнения с колонной труб и поршнем 10, образующим с корпусом 1 и патрубком 5 нагнетательную камеру 11. В полости корпуса 1 с возможностью перекрытия его периферийного канала 3 установлен нагнетательный клапан, состоящий из уплотнительной головки 12, штока 13, регулировочной гайки 14", -пружины 15 исообщающий в процессе пакеровки нагнетательную камеру 11 с рабочей камерой 8. В, периферийном канале 4 корпуса 1 установлен обратный клапан 16, сообщающий в процессе распакеровки рабочую камеру 8 с нагнетательной камерой 11.

Под уплотнительным элементом 7, концентрично стволу 6, установлен полый цилиндр 17, образующий со стволом кольцевую полость 18, в которой с возможностью осевого перемещения установлен дополнительный поршень 19, Кроме того в кольцевой полости 18 установлены дополнительные нагнетательный клапан, состоящий из уплотнительной головки 20, штока

21, регулировочной гайки 22, пружины 23, и обратный клапан 24 с воэможностью сообщения рабочей камеры 8 с кольцевой полостью над дополнительным поршнем 19, Полый цилиндр 17 имеет радиальный канал 25,;

Верхняя часть корпуса 1 заглушена, крышкой 26 со шлицами, взаимодействующими со шлицевым штоком 9, В крышку 26 ввернута упорная втулка 27, Гидравлический пакер работает следующим образом, 175653б

Все полости пакера предварительно за- Путем нагрузки и последующей натяжполняют рабочей жидкостью через радиаль- ки инструмента может осущегтвляться мноный канал 28 корпуса 1, который затем гократная герметизация и разгерметизация перекрывают пробкой, После этого к пакеру ствола скважины, присоединяют хвостовую опору и.испыта- 5 тель пластов, Собранную компоновку на Ф о р м у л а и з î 6 р е т е н и я трубах опускают в скважину. Гидравлический пакер, включающии

После установки хвостовой опоры на за- корпус с осевым центральным и периферийбой на шлицевой шток 9 и поршень 10 весом ными каналами и йолостью в верхней части, труб создают осевую нагрузку, под действи- 10 соосно размещенные относительно корпуса ем которой в полости нагнетательной каме- патрубок и ствол, жестко связанные соотры 11 создается давление. При этом ветственносверхнейинижнейчастямикорвеличинуосевой нагрузки подбираюттакой, пуса, уплотнительный элемент, чтобы в полости рабочей камеры 8 уплотни- концентрично установленный относительно тельного элемента 7 создать внутреннее из- 15 ствола и образующий с ним рабочую камеру, быточное давление, обеспечивающее телескопическиустановленныйотносительгерметичное разобщение кольцевого заза- . но корпуса и патрубка шлицевой шток с ра скважины, необходимое для испытания резьбой для соединения с колонной труб и продуктивного горизонта. поршнем, образующим с корпусом и патДля выполнения этого условия во внут- 20 рубком нагнетательную "камеру, установ реннюю полость рабочей камеры 8уплотни- ленный в полости корпуса с возможностью тельного элемента 7 из нагнетательной перекрытия его периферийного канала накамеры 11 необходимо закачать объем ра- гнетательный клапан, сообщающий в пробочей жидкости, равн и объему кольцевого цессе пакеровки нагнетательную камеру с зазора перекрываемой скважины. Посколь- 25 рабочей, и установленный в другом перифеку этот обьем переменный (зависит от диа- рийном канале корпуса обратный клапан, метра перекрываемой скважины и сообщающий в процессе распакеровки расостояния ее стенок), а обьем нагнетатель- . бочую камеру.с нагнетательной, о т л и ч аной камеры 11 постоянный, то после запол- ю шийся тем, что, с целью повышения ненип рабочей камеры 8 под определенным 30 надежности в работе уплотнительного эледавлением лишняя рабочая жидкость из нз- мента за счет поддержания в рабочей камегнетательной камеры 11 через дополнитель- ре давления, необходимого для ный нагнотательный клапан, пружина 23 герметичного разобщения ствола скважикоторого рассчитана на давление, обеспе- ны, пакер снабжен полым цилиндром, устачивающее герметичное разобщение кольце- 35 новленным под уплотнйтельным элементом вого зазора скважины, начинает поступает концентрично стволу и образующим со ствов кольцевую полость над дополнительным лом кольцевую полость, дополнительным поршнем 19, поршнем, установленным в кольцевой полоПосле проведения испытания продук- сти с возможностью осевого перемещения, . тивного горизонта по известной технологии 40 и дополнительными нагнетательным и обпроизводят снятие пакера с места, Для это- ратным клапанами, установленными в циго производят натяжку инструмента, При линдре с возможностью сообщения рабочей этом поршень 10 перемещается в верхнее камеры с кольцевой полостью над дополниположениедоупорной втулки 27, отсасывая тельным поршнем. при этом цилиндр под рабочую жидкость из рабочей камеры 8 че- 45 дополни ельным поршнем имеет радиальрез обратный клапан 1G и из кольцевой по- ный канал для связи кольцевой полости под лости 18 над дополнительным поршнем 19 дополнительным поршнем с затрубным через обратный клапан 24. пространством.

1756536

27

7

11! б

Составитель А, Беленьков

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор H. Тупица

Редактор О. Хрипта

Заказ 3071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

19

17 8 го

-21

22:

25