Механическая пакерная система

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерным системам из двух пакеров для изоляции участков в обсадной колонне труб, например, при ее негерметичности. Обеспечивает упрощение установки и эксплуатации пакеров и расширение эксплуатационных возможностей системы. Сущность изобретения: система содержит верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, якорь, уплотнители, и трубы, размещенные между пакерами. Согласно изобретению на вале верхнего пакера выполнен копир с фиксирующим устройством транспортного и рабочего положения якоря и переводник. Последний имеет возможность осевого перемещения и вращения относительно вала. Переводник неподвижно соединен с корпусом пакера и имеет возможность осевого перемещения и вращения относительно копира. Переводник размещен на трубах между пакерами, сопряжен с нижним пакером и не имеет возможности осевого вращения и перемещения относительно их оси при рабочем положении нижнего пакера. На валу нижнего пакера выполнен копир с возможностью осевого перемещения с ним для взаимодействия с якорем и перемещения его из транспортного положения в рабочее. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерным системам из двух пакеров для изоляции участков в обсадной колонне труб, например, при ее негерметичности.

Известен механический пакер, содержащий ствол, фигурный паз, опору, жестко связанную со стволом, с размещением на ней уплотнительного элемента и конуса, установленного с возможностью осевого перемещения относительно ствола, обойму с шлипсами, см. патент Российской Федерации №2148700 по кл. Е 21 В 33/12, опубл. 2000 г.

Известно пакерующее устройство для избирательного испытания пластов, содержащее верхний и нижний пакеры с гидравлическими уплотнительными элементами, подвижные штоки, выполненные с осевыми каналами, размещенные в полостях пакеров, см. патент Российской Федерации №2101463 по кл. Е 21 В 33/124, опубл. 1998 г.

Установка пакеров в этом устройстве является гидравлической.

Известна пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, якорь, уплотнители, и трубы, размещенные между пакерами, см. патент Российской Федерации №2071545 по кл. Е 21 В 33/12, опубл. 1997 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

Установку пакеров в системе прототипа производят комплексно с использованием гидравлических устройств, что усложняет установку и ограничивает эксплуатационные возможности.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей упростить установку и эксплуатацию пакеров и расширить эксплуатационные возможности системы.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что механическая пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, якорь, уплотнители, и трубы, размещенные между пакерами; на валу верхнего пакера выполнен копир с фиксирующим устройством транспортного и рабочего положения якоря и переводник с возможностью осевого перемещения и вращения относительно вала, неподвижно соединенный с корпусом пакера, имеющего возможность осевого перемещения и вращения относительно копира, при этом переводник размещен на трубах между пакерами, сопряжен с нижним пакером и не имеет возможности осевого вращения и перемещения относительно их оси при рабочем положении нижнего пакера, на валу нижнего пакера выполнен копир с возможностью осевого перемещения с ним для взаимодействия с якорем и перемещения его из транспортного положения в рабочее.

Кроме того, размещение пакеров выполнено обратным.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Механическая установка пакеров в скважину упрощает эксплуатацию системы.

Применение двух разных по установке пакеров - нижнего, за счет осевого движения труб, верхнего, за счет поступательно-вращательного движения труб, позволяет упростить установку их в скважину.

Выполнение копира на валу верхнего пакера и телескопическое соединение вала с копиром относительно переводника, труб между пакерами и нижнего рабочего пакера создает возможность для установки пакеров и упрощает процесс установки.

Установка пакеров в обратном положении расширяет эксплуатационные возможности системы.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены

на фиг.1 - механическая пакерная система в сборе;

на фиг.2 - размещение вала с копиром относительно переводника /узел А/;

на фиг.3 - геометрическая форма паза для фиксирующего устройства копира.

Механическая пакерная система содержит:

Нижний пакер 1.

Верхний пакер 2.

Трубы (между пакерами 1 и 2) 3.

Переводник 4.

Колонну насосно-компрессорных труб 5.

Негерметичный участок обсадной трубы 6.

Нижний пакер 1 включает:

Корпус 7.

Вал 8.

Копир (на валу 8) 9.

Якорь 10.

Уплотнители 11.

Верхний пакер 2 включает:

Корпус 12.

Вал 13,

- копир (на валу 13) 14,

- фиксирующее устройство (копира 14) 15,

- транспортное положение (устройства 15) 16,

- рабочее положение (устройства 15) 17.

Якорь 18.

Уплотнители 19.

Механическая пакерная система состоит из нижнего 1 и верхнего 2 пакеров. Пакеры 1 и 2 изолируют негерметичный участок обсадной трубы 6. Между пакерами 1 и 2 размещены одна или несколько труб 3. Пакеры 1 и 2 спускают на колонне насосно-компрессорных труб 5.

Нижний пакер 1 включает корпус 7, вал 8, якорь 10 и уплотнители 11. На валу 8 выполнен копир 9 с возможностью осевого перемещения с ним для взаимодействия с якорем 10 и перемещения его из транспортного положения в рабочее.

Верхний пакер 2 включает корпус 12, вал 13, якорь 18 и уплотнители 19. На валу 13 установлен переводник 4 с возможностью осевого перемещения и вращения на нем. Переводник 4 жестко соединен с корпусом 12. На валу 13 установлен копир 14 без возможности перемещения и вращения. Вал 13 имеет возможность перемещения и вращения вдоль оси корпуса 12. Копир 14 выполнен в виде втулки и содержит фиксирующий элемент 15 в виде пальца, который, перемещаясь по втулке, фиксирует транспортное 16 или рабочее 17 положение якоря 18.

Установку пакерной системы осуществляют следующим образом.

Спуск начинают с нижнего пакера 1. Нижней пакер 1 спускают в скважину на определенную глубину, затем его свинчивают с одной или несколькими трубами 3 и продолжают спуск еще на некоторую глубину. Трубы 3 свинчивают с верхним пакером 2. Систему продолжают спускать на два метра ниже отметки негерметичности. Негерметичный участок на обсадной трубе 6 должен находиться между верхним 2 и нижним 1 пакерами. Приподнимают систему на два с половиной метра. Копир 9, установленный на валу 8, имеет возможность осевого перемещения с валом 8 и взаимодействия с пальцами якоря 10, переключая его в рабочее положение. Вновь спускают пакер 1 вниз при этом якорь 10 притормаживает корпус 7, расклинивает пакер 1 и уплотняет с помощью уплотнителей 11. Проведена осевая посадка нижнего пакера 1. После установки пакера 1 переводник 4, сопряженный с трубами 3 и верхним пакером 2, станет неподвижным.

Для установки верхнего пакера 2 колонну насосно-компрессорных труб 5 поворачивают вправо (по часовой стрелке) на несколько оборотов и продолжают спуск. Вал 13, вместе с выполненным на нем копиром 14, имеет возможность поступательно-вращательного движения, при этом вал 13 соединен с переводником 4, который не имеет возможности такого перемещения. Телескопическое соединение копира 14 с переводником 4 позволяет сделать осевое движение валом 13 для того, чтобы использовать геометрию паза фиксирующего устройства 15 для посадки пакера 2, так как переводник 4 находится в неподвижном положении на трубах 3 и нижнем пакере 1. Тогда вал 13 переместиться вниз по переводнику 4 и фиксирующее устройство 15 из транспортного положения 16 переместиться в рабочее 17. Вал 13 переместит корпус якоря 18 вниз с помощью переводника 4. Якорь 18 займет рабочее положение, уплотнители 19 будут удерживать корпус якоря 18 в неподвижном положении. Верхний пакер 2 посажен.

Проводят подъем колонны насосно-компрессорных труб 5 вверх.

Пакеры 1 и 2 остаются в скважине, при этом нижний пакер 1 является опорой для верхнего 2, а через трубы 3 осуществляется добыча нефти или газа.

Предложенная пакерная система изготовлена промышленным способом на заводе “Измерон”, а испытания опытной партии будут проведены в Тюменской Нефтяной Компании (Оренбург-Нефть), и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию “промышленная применимость”.

Предложенная механическая пакерная система позволяет:

- упростить установку системы за счет использования механически устанавливаемых пакеров;

- упростить установку системы за счет использования двух разных по установке пакеров;

- создать возможность для установки пакеров и упростить процесс установки за счет телескопического соединения вала с копиром относительно переводника, труб между пакерами и нижнего рабочего пакера;

- расширить эксплуатационные возможности системы за счет установки пакеров в обратном положении.

Механическая пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, якорь, уплотнители, и трубы, размещенные между пакерами, отличающаяся тем, что на вале верхнего пакера выполнен копир с фиксирующим устройством транспортного и рабочего положения якоря и переводник с возможностью осевого перемещения и вращения относительно вала, неподвижно соединенный с корпусом пакера, имеющего возможность осевого перемещения и вращения относительно копира, при этом переводник размещен на трубах между пакерами, сопряжен с нижним пакером и не имеет возможности осевого вращения и перемещения относительно их оси при рабочем положении нижнего пакера, а на вале нижнего пакера выполнен копир с возможностью осевого перемещения с ним для взаимодействия с якорем и перемещения его из транспортного положения в рабочее.