Пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб

 

Использование: в строительстве и ремонте нефтяных и газовых скважин, в частности, при разобщении пластов в скважине друг от друга или внутритрубного пространства. Обеспечивает упрощение конструкции пакера и повышение его работоспособности. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с гидравлической камерой и распорной пробкой. С пробкой жестко соединен шток. Устройство имеет также уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку. Корпус по внутренней поверхности выполнен с расточкой и имеет перемычку с отверстиями. Эта перемычка разделяет полость на части. Наружная поверхность распорной пробки выполнена с зубчатой нарезкой. Уплотнительный элемент размещен верхним концом в расточке. Гидравлическая камера образована стенкой внутренней расточки корпуса, верхним торцем уплотнительного элемента и нижним торцем перемычки. Отверстия ее сообщают часть полости корпуса над перемычкой с гидравлической камерой, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин и предназначено, в частности, для разобщения пластов в скважине друг от друга или внутритрубного пространства.

Известно устройство для перекрытия внутренней полости колонны труб в скважине, содержащее полый корпус, распорную пробку, шток, жестко соединенный с распорной пробкой, уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку и гидравлическое устройство для перемещения штока с распорной пробкой [1] Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является устройство для перекрытия внутренней полости колонны труб в скважине, включающее полый корпус, распорную пробку и жестко соединенный с ней шток, уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку и гидравлический приводной узел для перемещения штока с распорной пробкой при запакеровке уплотнительного элемента [2] Недостатком указанных известных устройств является сложность их конструкций из-за наличия в них гидравлических приводных узлов для перемещения штока с распорной пробкой с целью запакеровки уплотнительного элемента, что снижает работоспособность устройств в целом, особенно при работе их в условиях содержания в скважинной жидкости шлама или песка, препятствующих нормальной работе движущихся деталей, таких как поршни, жиклеры, уплотнения.

Цель изобретения упрощение конструкции пакера и повышение его работоспособности.

Указанная цель достигается тем, что в описываемом пакере, включающем полый корпус с гидравлической камерой, распорную пробку, жестко соединенный с ней шток и уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку, согласно изобретению, корпус по внутренней поверхности выполнен с расточкой и имеет перемычку с отверстиями, разделяющую его полость на части и связанную с верхним концом штока, а наружная поверхность распорной пробки выполнена с зубчатой нарезкой, при этом уплотнительный элемент размещен верхним концом в расточке, а гидравлическая камера образована стенкой внутренней расточки корпуса, верхним торцом уплотнительного элемента и нижним торцом перемычки, отверстия которой сообщают часть полости корпуса над перемычкой с гидравлической камерой.

На фиг. 1 показан пакер в продольном разрезе; на фиг.2 элемента пакера после его установки в эксплуатационной колонне скважины в продольном разрезе.

Пакер состоит (фиг.1) из полого корпуса 1 с резьбой 2 для соединения с колонной труб 3, на внутренней поверхности которого выполнена расточка 4 для размещения в ней верхнего конца уплотнительного элемента 5, имеющего осевой канал 6, в котором размещена распорная пробка 7 с зубчатой нарезкой 8 на ее наружной конической поверхности, изготавливаемая из легкоразбуриваемого материала, например дюралюминия, чугуна и т.д. Распорная пробка 7 с помощью срезного штифта 9 закреплена на штока 10, жестко соединенном с перемычкой 11 корпуса 1, разделяющей полость корпуса на две части, сообщенные между собой отверстиями 12, в нижней из которых имеется гидравлическая камера 13, образованная верхним торцом 14 уплотнительного элемента 5, нижним торцом 15 перемычки 11 и стенкой 16 внутренней расточки 4 корпуса 1.

Работа пакера заключается в следующем. На колонне труб 3 (например, НКТ) пакер спускают в скважину (в открытый ствол или в эксплуатационную колонну) до места, где необходимо разобщить скважинное пространство, например с целью раздельного воздействия на пласты. В процессе спуска внутренняя полость труб 3 заполняется скважинной жидкостью через боковой клапан, устанавливаемый над пакером (на фиг. не показан). Затем в колонне труб 3 закачкой жидкости создают давление, которое распространяясь через отверстия 12 перемычки 11 в гидравлическую камеру 13, перемещает уплотнительный элемент 5 из внутренней расточки 4 корпуса 1, надвигая его на распорную пробку 7. При этом зубчатая нарезка 8 препятствует обратному скольжению уплотнительного элемента 5 относительно распорной пробки 7. Далее, натяжкой колонны труб 3 распорную пробку 7 с помощью штока 10 втягивают еще больше в осевой канал 6 уплотнительного элемента 5, создавая, тем самым дополнительное деформирующее воздействие на него, до тех пор пока втягивающее усилие не превысит предел прочности штифта 9, который при этом срезается и корпус 1 со штоком 10 поднимаются из скважины. В скважине же остаются распорная пробка 7 с надвинутым на нее уплотнительным элементом 5 (фиг.2), которые после окончания работ с верхним пластом разбуривают.

Таким образом обеспечивается надежно разобщение скважинного пространства двумя деталями.

Формула изобретения

Пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб, включающий полый корпус с гидравлической камерой, распорную пробку, жестко соединенный с ней шток и уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку, отличающийся тем, что корпус по внутренней поверхности выполнен с расточкой и имеет перемычку с отверстиями, разделяющую его полость на части и связанную с верхним концом штока, а наружная поверхность распорной пробки выполнена с зубчатой нарезкой, при этом уплотнительный элемент размещен верхним концом в расточке, а гидравлическая камера образована стенкой внутренней расточки корпуса, верхним торцем уплотнительного элемента и нижним торцем перемычки, отверстия которой сообщают часть полости корпуса над перемычкой с гидравлической камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2