Пакер

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для герметичного разобщения отдельных интервалов скважин при проведении работ, связанных с испытанием обсадной колонны на герметичность, для упрощения процесса подъема пакера из скважины без осложнений после завершения работ. Пакер содержит ствол, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлицами, жестко соединенную и установленную с возможностью осевого перемещения относительно ствола, с полым обтекателем, разделенным герметично диафрагмой на камеру низкого давления и заполненную жидкостью камеру высокого давления с установленным поршнем, жестко соединенным со стволом, при этом коническая втулка жестко связана с обтекателем, а поршень - со стволом, плунжерная пробка выполнена с каналом и установлена с возможностью ограниченного перемещения после соединения ее ловильной головкой с подъемным кабелем-канатом. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметичного разобщения отдельных интервалов скважин при проведении работ, связанных с испытанием обсадной колонны на герметичность.

Известен пакер, включающий корпус с уплотнительным элементом, коническую втулку со шлицами, клапан с электронагревателем, поршень и цилиндр (1). Недостатком указанного устройства является то, что установка пакера производится при перетоке жидкости из полости цилиндра в полость обтекателя через клапан, приводимый электродвигателем, соединенным с токоведущим кабель-канатом, на котором пакер спускается в скважину. Кроме того, сложность конструкции пакера приводит к осложнениям при его извлечении из скважины.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа, пакер, спускаемый в скважину под тяжестью собственного веса, содержащий корпус с осевым каналом, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлицами, жестко соединенной с нижним упором, обтекатель с камерами высокого и низкого давления, причем камера низкого давления сверху перекрыта извлекаемой пробкой [2] Недостатком известного пакера является сложность освобождения и подъема из скважины с предварительным извлечением верхней пробки, а потом собственно пакера, что требует дополнительных затрат времени.

Целью изобретения является упрощение процесса подъема пакера из скважины без осложнений после завершения работ.

Достигается это тем, что пакер содержит ствол, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлицами, жестко соединенную и установленную с возможностью осевого перемещения относительно ствола, с полым обтекателем, разделенным герметично диафрагмой на камеру низкого давления и заполненную жидкостью камеру высокого давления, с установленным поршнем, жестко соединенным со стволом, при этом полость пакера низкого давления сообщается с надпакерным пространством скважины через подвижный плунжер-пробку.

На чертеже показан пакер в транспортном положении, общий вид в разрезе.

Пакер содержит ствол 1, уплотнительный элемент 2 с верхним 3 и нижним 4 упорами, коническую втулку 5 со шлицами 6 и пружинами 7, полый обтекатель 8, в котором установлено диафрагменное устройство 9 с полостью низкого давления 10 и заполненную жидкостью полость 11, снизу закрытой поршнем 12, соединенным со стволом 1. Обтекатель 8 снизу соединен жестко с конической втулкой 5, а сверху закрыт плунжером-пробкой 13 с ловильным приспособлением 14 и каналом 15.

Устройство работает следующим образом.

Пакер спускается в скважину 16 под тяжестью собственного веса. При этом плунжер-пробка 13 находится в нижнем положении. При спуске пакера жидкость из затрубного пространства перетекает через зазор между пакером и внутренней стенкой скважины в пространство над пакером. По мере увеличения глубины спуска пакера давление через отверстия 17 и полость 18, сообщающихся с затрубным пространством, передается на поршень 12 и через жидкость камеры 11 на диафрагму устройства 9, которое при достижении пакером заданной глубины, а следовательно, и расчетного давления, разрушается.

При этом поршень 12 и жестко связанный с ним ствол 1 и упор 4 начинают двигаться вверх и перемещать уплотнительный элемент 2 и упор 3. Последний толкает шлицы 6, перемещающиеся по конусу 5 до упора на стенки скважины. При дальнейшем движении поршня 12 вверх происходит прижатие уплотнительного элемента 2 к стенке скважины 16 и таким образом происходит надежная герметизация пакеруемого участка на заданной глубине под расчетным гидростатическим давлением скважинной жидкости. При этом плунжер-пробка 13 остается неподвижной из-за значительной разницы объемов полостей 10 и 11.

Извлечение пакера из скважины после завершения работ производится с помощью ловителя, спускаемого на тросе. Ловитель захватывает головку 14 плунжера-пробки 13 и натяжением троса перемещает ее вверх. При этом полость 10 сообщается со скважиной через канал 15 плунжера-пробки 13. Давление в полостях 10, 11, 18 выравнивается.

Уплотнительный элемент 2 разжимается, перемещает ствол 1 вниз и освобождает шлицы 6. Происходит распакеровка и подъем пакера на устье скважины. Соотношение объемов камер 10 и 11 и диаметр плунжера-пробки 13 рассчитаны таким образом, что усилие перемещения плунжера-пробки 13 при распакеровке не превышает разрывного усилия кабеля-каната.

Технико-экономический эффект от использования пакера заключается в сокращении затрат на его подъем из скважины за счет исключения дополнительной операции по извлечению пробки.

Формула изобретения

ПАКЕР, содержащий ствол с поршнем, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлипсами, обтекатель, полость которого разделена диафрагменным узлом на заполненную жидкостью полость высокого давления, ограниченную поршнем, пространство под которым связано с пространством скважины, и полость низкого давления, выполненную с ловильной головкой плунжерную пробку для сообщения полости низкого давления с пространством скважины при извлечении пакера, отличающийся тем, что коническая втулка жестко связана с обтекателем, а поршень жестко связан со стволом, при этом плунжерная пробка выполнена с каналом и установлена с возможностью ограниченного перемещения после соединения ее ловильной головкой с подъемным кабелем-канатом.

РИСУНКИ

Рисунок 1