Пакер

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства и взаимодействующих пластов друг от друга. Обеспечивает изоляцию зон поглощения и водопороявления с помощью тампонажных смесей с крупноразмерными и волокнистыми наполнителями. Сущность изобретения: узел управления посадкой пакера выполнен в виде раздвижного штуцерного устройства. Это устройство размещено соосно с полым стволом пакера и закрыто кожухом. При этом упоры уплотнительных элементов выполнены профильными. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для разобщения затрубного пространства и взаимодействующих пластов друг от друга.

Известен пакер, включающий корпус, выполненный из двух частей, связанных между собой шлицевым соединением, верхний и нижний упоры и уплотнительный элемент (а.с. СССР N 681179, E 21 B 33/12, оп. 25.08.79, бюл. N 31). Однако для срабатывания пакера проходное сечение колонны перекрывают пробкой-отсекателем, что затрудняет его использование при работе с тампонажными смесями с крупноразмерными и волокнистыми наполнителями.

Наиболее близким по назначению и совокупности существенных признаков является пакер по а.с. 1514905, E 21 B 33/12, оп. 15.10.89, бюл. N 38.

Пакер включает полый ствол с переводником и радиальным каналом, установленный на стволе уплотнительный элемент с упором, якорный узел с конусом с пазами и плашками, связанными тягами с обоймой, гидроцилиндр с полостью, в которой размещен подпружиненный поршень, связанный с обоймой, при этом к гидроцилиндру присоединен кожух, внутри которого размещен штуцерный наконечник, выполняющий функцию управления посадкой пакера. Известное устройство предусматривает работу с тампонажными смесями, содержащими крупноразмерные и волокнистые наполнители за счет выполнения проходного канала ствола равномерным с внутренним каналом колонны бурильных труб, что исключает его закупорку.

Однако конструкция штуцерного наконечника опять-таки вызывает затруднения при работе с крупноразмерными наполнителями тампонажных смесей, так как штуцерное отверстие является препятствием на пути движения смеси и может быть забито длинномерными частицами наполнителей, вследствие чего служить причиной аварийной ситуации.

Кроме того, гладкие торцевые поверхности упоров для уплотнительных элементов предопределяют неустойчивую работу последних в условиях больших осевых нагрузках или перепадов давления, так как при этом имеет место затекание резиновых элементов в кольцевое пространство против упоров, приводящее к застреванию пакера и быстрому изнашиванию резины.

Таким образом, возникла проблема создания пакера, который сможет надежно выполнять свои функции при работе с тампонажными смесями, содержащими крупноразмерные и волокнистые наполнители в условиях работы с большими осевыми нагрузками и перепадами давлений.

Указанная проблема решается предлагаемым пакером, содержащим полый ствол, проходной канал которого выполнен равноразмерным с внутренним каналом колонны бурильных труб, с переводником и радиальным каналом, установленные на стволе уплотнительные элементы с упорами, размещенный под ним якорный узел, включающий корпус с конусом с пазами и установленными в них плашками, связанными тягами с поршнем гидроцилиндра, полость которого сообщена с полостью ствола через радиальный канал и узел управления посадкой пакера, установленный на нижнем его конце, в котором, согласно изобретению, узел управления посадкой пакера выполнен в виде раздвижного штуцерного устройство, размещенного соосно с полым стволом пакера, элементы которого закрыты кожухом, при этом упоры уплотнительных элементов выполнены профильными.

Выполнение узла управления посадкой пакера в виде раздвижного штуцерного устройства дает возможность осуществить посадку пакера, а затем вывести уплотнительные элементы в рабочее состояние, после чего элементы раздвижного штуцерного устройства раскрываются, обеспечивая тем самым равнопроходность ствола скважины и бурильных труб, что дает возможность спокойно работать с тампонажными смесями, содержащими крупноразмерные и волокнистые наполнители.

Выполнение уплотнительных элементов профильными делает их более прочными при посадке и предотвращает затекание резины в кольцевое пространство скважины против упорных элементов, что обеспечивает увеличение срока ее службы. Кроме того, указанная форма выполнения позволяет пакеру работать в условиях больших перепадов давления.

На фиг. 1 представлен пакер в транспортном состоянии, на фиг. 2 - сечение части пакера.

Пакер содержит полый ствол 1 с переводником 2 и радиальным каналом 3, резиновые уплотнительные элементы 4 и 5 с упором 6, направляющий цилиндр 7, по наклонным пазам 8 которого перемещаются плашки 9. Каждая плашка связана через тяги 10 с кольцевым поршнем 11, размещенным в гидроцилиндре 12, который сообщен через радиальный канал 3 с полостью ствола 1. На нижнем конце пакера размещено раздвижное штуцерное устройство 13, скрытое кожухом 14.

Устройство работает следующим образом. На колонне бурильных труб пакер спускают в скважину до заданной глубины. В колонну труб нагнетают буровой раствор. За счет дросселирующего эффекта, создаваемого сложенными элементами раздвижного штуцерного устройства 13, возникает перепад давления, под действием которого кольцевой поршень 11 перемещается вверх и через тяги 10 выталкивает плашки 9 в рабочее положение до упора в стенки скважины. При одновременном движении колонны бурильных труб вниз происходит посадка пакера и часть веса инструмента передается на уплотнительные элементы 4 и 5, которые сжимаются и герметизируют кольцевое пространство между трубами и стенками скважины. Сжатие уплотнительных элементов 4 и 5 сопровождается перемещением ствола 1 пакера в нижнее положение, при котором элементы раздвижного штуцерного устройства раскрываются, обеспечивая тем самым равномерность ствола пакера и бурильных труб. Убедившись в герметичности установки пакера, проводят гидродинамические исследования зоны поглощения или водопроявления и закачивают в нее тампонажную смесь, содержащую разноразмерные наполнители, например, смесь резины дробленой, дробленой пластмассы, древесных стружек, опилок суммарной объемной долей до 30%, содержащую частицы поперечным размером до 1/3 внутреннего диаметра труб. Раскрытое раздвижное штуцерное устройство позволяет беспрепятственно прокачивать эту смесь в скважину. После закачки смесь продавливают расчетным количеством продавочной жидкости и выдерживают до схватывания.

При снятии пакера натяжением колонны бурильных труб вверх раздвижное штуцерное устройство втягивается внутрь кожуха 14, элементы устройства смыкаются, плашки 9 сдвигаются и опускаются вниз по наклонным пазам 8 направляющего цилиндра 7 под своим весом; пакер приобретает транспортное положение.

Предлагаемый пакер обладает простотой в изготовлении и надежностью в работе и дает возможность изолировать пласты с помощью тампонажных смесей с самыми различными как по размерам, так и по качеству наполнителями.

Формула изобретения

Пакер, содержащий полый ствол, проходной канал которого выполнен равноразмерным с внутренним каналом колонны бурильных труб с переводником и радиальным каналом, установленные на стволе уплотнительные элементы с упорами, размещенный под ними якорный узел, включающий корпус с конусом с пазами и установленными в них плашками, связанными с тягами с поршнем гидроцилиндра, полость которого сообщена с полостью ствола через радиальный канал и узел управления посадкой пакера, установленный на нижнем его конце, отличающийся тем, что узел управления посадкой пакера выполнен в виде раздвижного штуцерного устройства, размещенного соосно с полым стволом пакера и закрытого кожухом, при этом упоры уплотнительных элементов выполнены профильными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2