Пакер

 

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности, а именно, при изоляции межтрубного пространства в скважинах при проведении технологических операций по повышению нефтеотдачи продуктивных пластов. Обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства и упрощение его конструкции. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус. Он выполнен с радиальным отверстием и кольцевой канавкой. На корпусе помещена манжета и втулка-толкатель. Последняя размещена с возможностью взаимодействия с возможностью взаимодействия с манжетой. Втулка-толкатель выполнена с радиальными отверстиями и имеет кулачки. Они фиксируют втулку-толкатель в кольцевой канавке на корпусе. Устройство имеет упорную гильзу. Она соединена с корпусом над манжетой. При этом она имеет отверстие в стенке и образует с корпусом и втулкой-толкателем кольцевую полость. Корпус имеет возможность перемещения относительно втулки-толкателя и сообщения его полости с внешней средой. Это сообщение обеспечивается над манжетой через радиальное отверстие в корпусе, кольцевую полость и отверстие в упорной гильзе. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к пакерам для изоляции межтрубного пространства в скважинах при проведении гидравлического разрыва пластов, закачке жидкости или газа в пласты и др. технологических операций по повышению нефтегазоотдачи продуктивных пластов.

Известен пакер, включающий полый корпус с радиальным каналом, обратный клапан, уплотнительный элемент, полый цилиндр, образующий с корпусом кольцевую полость, шлипсы, кольцевой конус и втулку-седло под бросовый элемент [1] Недостаток конструкции пакера в том, что не предусмотрена промывка межтрубного пространства скважины над пакером через каналы, сообщающие внутреннюю полость пакера с межтрубным пространством, перед извлечением пакера из скважины для повышения надежности извлечения пакера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пакер, включающий полый корпус с радиальным отверстием, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе с возможностью осевого перемещения, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, храповик для фиксации втулки-толкателя относительно конуса и плашек с плашкодержателем, упорную гильзу, соединенную с корпусом над манжетой и седло с шаром, помещенное в корпусе [2] Конструкция пакера также не предусматривает возможность сообщения полости ствола пакера с межтрубным пространством скважины для промывки скважины над пакером. Кроме того, конструкция сложна в изготовлении, а следовательно, имеет высокую стоимость.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и упрощение конструкции пакера.

Это достигается тем, что в пакере, включающем полый корпус с радиальным отверстием, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе, с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе с возможностью осевого перемещения, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, храповик для фиксации втулки-толкателя относительно конуса и плашек с плашкодержателем, упорную гильзу, соединенную с корпусом над манжетой и седло с шаром, помещенное в корпусе, последний выполнен с кольцевой канавкой, а втулка-толкатель выполнена с радиальными отверстиями и имеет кулачки, фиксирующие втулку-толкатель в кольцевой канавке на корпусе, при этом упорная гильза имеет отверстие в стенке и образует с корпусом и втулкой-толкателем кольцевую полость, а корпус имеет возможность перемещения относительно втулки-толкателя и сообщения его полости с внешней средой над манжетой через радиальное отверстие в конусе, кольцевую полость и отверстие в упорной гильзе.

На фиг. 1 изображен общий вид пакера перед установкой в скважине; на фиг. 2 то же, после установки в скважине с запакерованной манжетой и выдвинутыми плашками до упора о стенку обсадной колонны; на фиг. 3 то же, после сообщения внутренней полости пакера с внешней при распакерованной манжете и убранными плашками.

Пакер состоит (фиг. 1) из полого корпуса 1 с кольцевой канавкой А и радиальным отверстием 2, втулки-толкателя 3, с радиальными отверстиями 3 манжеты 4, цилиндра 5, кольцевого конуса 6, упорной гильзы 7 с отверстием 8 в ее стенке кольцевой полости 9, храповика 10, стопорного кольца 11, плашек 12, плашкодержателя 13, муфты 14, седла 15 с шаром 16, кулачков 17, срезных штифтов 18, 19, 20.

Устройство работает следующим образом. В скважине с обсадной колонной 21 пакер устанавливают на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 22. С устья скважины через НКТ 22 создают избыточное давление во внутренней полости пакера, которое через радиальное отверстие 2 корпуса 1 передается на верхнюю торцевую поверхность кольцевого конуса 6 и нижнюю торцевую поверхность втулки-толкателя 3. Избыточное давление создает осевые усилия, действующие на кольцевой конус сверху вниз, а на втулку-толкатель, соответственно, снизу вверх. При определенном по величине осевом усилии происходит срез штифтов 18, и кольцевой конус 6 с цилиндром 5 перемещаются вниз под плашки 12, выдвигая последние в радиальном направлении до упора во внутреннюю поверхность обсадной колонны 21. При этом кольцевой конус 6 освобождает кулачки 17 для возможности перемещения в радиальном направлении из кольцевой канавки А корпуса 1 под действием осевого усилия вверх со стороны втулки-толкателя 3. После выхода кулачков 17 из кольцевой канавки А втулка-толкатель 3 перемещается вверх и сжимает манжету 7, запакеровывая ее в обсадной колонне 21. Храповик 10 фиксирует втулку-толкатель 3 относительно кольцевого конуса 6 соответственно в крайнем верхнем и нижнем положениях. С увеличением избыточного давления во внутренней полости пакера до расчетной величины происходит срез штифтов 20, и седло 15 с шаром 16 падают из муфты вниз. Пакер установлен и может быть использован по своему назначению для изоляции межтрубного пространства между НКТ 22 и обсадной колонной 21 при проведении различных технологических операций в скважине по повышению нефтегазоотдачи продуктивных пластов.

Перед извлечением пакера из скважины необходимо провести промывку межтрубного пространства скважины над пакером (от всевозможной механической примеси, образовавшейся в период работы пакера в скважине). В противном случае при извлечении пакера из скважины могут возникнуть осложнения, связанные с прихватом пакера в эксплуатационной колонне.

Для извлечения пакера из скважины производят натяжение НКТ 22 с осевым усилием, превышающим их вес в скважине на величину, достаточную для среза винтов 19. При этом корпус 1 с упорной гильзой 7 перемещается вверх относительно втулки-толкателя 3, манжеты 4, конуса 6, цилиндра 5 и плашкодержателя 13 с плашками 12 до упора стопорного кольца 11 о втулку-толкатель 3, а плашкодержателя 13 до упора о муфту 20. В этом положении пакера радиальное отверстие 2 корпуса 1 совмещается с кольцевой полостью 9, что обеспечивает сообщение внутренней полости пакера с межтрубным пространством скважины. Промывку межтрубного пространства осуществляют через НКТ 22 с устья скважины, после чего пакер извлекают из скважины без осложнений.

Формула изобретения

Пакер, включающий полый корпус с радиальным отверстием, манжету, втулку-толкатель, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с манжетой, конус, установленный на корпусе с возможностью осевого перемещения, цилиндр, соединенный с конусом, плашки с плашкодержателем, установленные на корпусе с возможностью выдвижения плашек в радиальном направлении при взаимодействии с конусом, храповик для фиксации втулки-толкателя относительно конуса и плашек с плашкодержателем, упорную гильзу, соединенную с корпусом над манжетой, и седло с шаром, помещенное в корпусе, отличающийся тем, что последний выполнен с кольцевой канавкой, а втулка-толкатель выполнена с радиальными отверстиями и имеет кулачки, фиксирующие втулку-толкатель в кольцевой канавке на корпусе, при этом упорная гильза имеет отверстие в стенке и образует с корпусом и втулкой-толкателем кольцевую полость, а корпус имеет возможность перемещения относительно втулки-толкателя и сообщения его полости с внешней средой над манжетой через радиальное отверстие в корпусе, кольцевую полость и отверстие в упорной гильзе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3