Пакер преимущественно для опрессовки соединений труб в скважине

 

О П И С А Н И Е „„987075

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АИТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.03.81 (21) 3255268/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.83 (51) М. Кл. з

Е 21 В 33/12

Е21 В! 7/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 622.245..4 (088.8) IIo делам каобретенкй и открытий (72) Авторы изобретения

А. К. Шевченко, Н. Н. Блинков.;!

Волгоградский государственный научно-.исследовательск1 и и проектный институт нефтяной промйшлеиности (71) Заявитель (54) ПАКЕР ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ

СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть применено для опрессовки муфтовых соединений насосно-компрессорных труб при спуске их в скважину.

Известно устройство для опрессовки заколонного пространства в скважинах, состоящее из полого ствола с радиальными каналами, установленных на стволе уплотнительных элементов, запорного элемента с хвостовиком и перепускного клапана с втулкой (1) .

Недостаток этого устройства заключается в необходимости механической установки уплотнительных элементов в рабочее положение.

Наиболее близким к изобретению является пакер для интервальной опрессовки скважин, включающий полый корпус с радиальными отверстиями, установленные на нем верхний и нижний уплотнительные элементы с упорами и фиксатором рабочего положения, якорь, телескопический поршень, установленный с возможностью взаимодействия с нижним уплотнительным элементом и образующий с корпусом гидравлическую камеру, и шток с осевым и радиальными каналами (2) .

Однако данное устройство характеризуется сложностью конструкции, наличием большого количества взаимодействующих деталей для предварительного закрепления устройства в стволе скважины, механическим приводом уплотнительных элементов в рабочее положение с последующим гидравлическим поджатием нижнего уплотнительного элемента.

Цель изобретения — упрощение конструкции пакера.

Указанная цель достигается тем, что пакер, включающий полый корпус с радиаlbными отверстиями, установленные на нем

15 верхний и нижний уплотнительные элементы с упорами и фиксатором рабочего положения, телескопический поршень, установленный с возможностью взаимодействия с нижним уплотнительным элементом и образую20 щий с корпусом гидравлическую камеру, и шток с осевым и радиальными каналами, снабжен подпружиненным дифференциальным поршнем, установленным в кольцевой полости между штоком и корпусом и перекрывающим радиальные каналы корпуса до

987075 опрессовки, причем полость между телескопическим поршнем и корпусом гидравлически связана с осевым каналом штока.

Кроме того, дифференциальный поршень может иметь фиксатор его положения во время опрессовки.

Причем фиксаторы телескопического и дифференциального поршней могут быть выполнены в виде разрезных колец.

На фиг. изображен пакер, преимущественно для опрессовки резьбовых соединений труб в скважине, общий вид, разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 узел (1 на фиг. I.

Г1акер преимущественно для опрессовки соединений труб в скважине содержит полый цилиндрический корпус, состоящий из гильзы 1 и распределителя 2. В нижней части корпуса расположены телескопический поршень 3, верхний 4 и нижний 5 резиновые уплотнительные элементы, установленные с возможностью взаимодействия с телескопическим поршнем 3 и распределителем 2 соответственно. Через корпус, телескопический поршень 3 и резиновые плотнительные элементы 4 и 5 пропущен полый шток 6, имеющий радиальные отверстия 7 и 8. На концах штока 6 навинчены переводник 9 и башмак 10, являющиеся упорами для уплотнительных элементов. В кольцевой полости между цилиндрическим корпусом и штоком 6 помещается дифференциальный поршень 11, поджатый пружиной 12 и перекрывающий радиальные каналы корпуса до опрессовки. Для фиксации резиновых уплотHèòåëьных элементов 4 и 5 в исходном положении и после пакеровки в нижней части гильзы 1 выполнены проточки 13 и 14 с взаимно противоположными углами конусности, и Р< соответственно, а на телескопическом поршне 3 — прямоугольная кольцевая проточка 15 для установки разрезного упругого кольца 16.

Угол о(! подбирается таким, чтобы разрезное упругое кольцо 16 срабатывало при давлении начала пакеровки, а угол Р обеспечивал возврат телескопического поршня 3 в исходное положение под действием упругих свойств резиновых уплотнительных элементов 4 и 5 только после полного снятия давления.

При фиксации дифференциального поршня 11 в верхнем положении при пакеровке и в нижнем положении при опрессовке в гильзе 1 выполнены проточки 17 и 18 с взаимно противоположными углами конусности о(и ф, а на дифференциальном поршне

11 — — прямоугольная кольцевая проточка

19 для установки разрезного упругого кольца 20. Угол подбирается таким, чтобы разрезное упругое кольцо 20 срабатывало при достижении давления начала опрессовки, большего давления пакеровки, давая возможность дифференциальному поршню 11 опуститься, открывая при этом опрессовочные отверстия 21 корпуса. Нижнее положе5 ! о

5S ние дифференциального поршня 11 фиксируется заходом разрезного упругого кольца

20 в проточку 18, угол конусности которой Р подбирается таким, чтобы обеспечить возврат поршня 11 в исходное положение под действием пружины 12 при снятии опрессовочного давления.

Для предотвращения возможных утечек жидкости в местах соединения деталей установлены уплотнительные резиновые кольца 22 — 26.

Между корпусом (гильзой 1) и телескопическим поршнем 3 выполнена расширительная гидравлическая камера 27, а между распределителем 2 и дифференциальным поршнем 11 — камера 28.

Пакер преимущественно для апрессовки соединений труб в скважине работает следующим образом.

После его спуска на гибком высоконапорном шланге (либо на трубках) в колонну труб до места опрессовки, его устанавливают так, чтобы испытываемое соединение труб находилось между верхним 4 и нижним

5 резиновыми уплотнительными элементами. После этого в шток 6 пакера нагнетается рабочая жидкость, которая через отверстие 8 поступает в расширительную камеру 27, и, действуя на гильзу 1 и телескопический поршень 3. раздвигает их в противоположные стороны, сжимая резиновые уплотнительные элементы 4 и 5, которые, увеличиваясь в диаметре, герметично изолируют соединение труб. При окончательной пакеровке телескопический поршень 3 фиксируется разрезным упругим кольцом 16 в проточке 14, исключая возможность распакеровки при снижении давления.

При движении корпуса вверх после полной герметизации испытываемого соединения отверстие 7 совмещается с камерой 28, вследствии чего давление из центрального канала передается на торец дифференциального поршня 11. При дальнейшем повышении давления в устройстве дифференциальный поршень 11 преодолевает сопротивление пружины 12 и разрезного упругого кольца 20, опускается, открывая опрессовочные отверстия 21, и фиксируется в нижнем положении разрезным упругим кольцом 20 в проточке

18, не давая поршню 11 возвращаться в исходное положение при снижении давления ниже опрессовочного.

После проведения опрессовки давление внутри пакера снижается, при этом дифференциальный поршень под действием пружины 12, преодолев сопротивление разрезного упругого кольца 20, возвращается в исходное положение, перекрывая опрессовочные отверстия 21. Телескопический поршень 3 также, преодолевая сопротивление разрезного упругого кольца 16 за счет упругих свойств уплотнительных элементов, возвращается в исходное положение. После этого пакер переустанавливают на следующее испытываемое соединение труб без подь987075

Формула изобретения юг. т ема на поверхность для каких-либо настроек.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в полном использовании гидропровода на ус- 5 тье скважины как для пакеровки, так и для последующей опрессовки соединений труб, увеличив при этом производительность труда путем снижения времени на подготовительные и промежуточные операции и снижение

10 материальных затрат на изготовление пакера.

1. Пакер преимущественно для опрессовки соединений труб в скважине, включающий полый корпус с радиальными отверстиями, установленные на нем верхний и нижний уплотнительные элементы с упорами и фиксатором рабочего положения, телескопический 20 поршень, установленный с возможностью взаимодействия с нижним уплотHèòåëьным элементом и образующий с корпусом гидравлическую камеру, и шток с осевым и радиальными каналами, отличающийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, пакер снабжен подпружиненным дифференциальным поршнем, установленным в кольцевой полости между штоком и корпусом и перекрывающим радиальные каналы корпуса до опрессовки, причем полость между телескопическим поршнем и корпусом гидравлнчески связана с осевым каналом штока.

2. Пакер по п. 1, отличающийся тем, что дифференциальный поршень имеет фиксатор его положения во время опрессовки.

3. Пакер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фиксаторы поршней выполнены в виде разрезных колец.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 642469, кл. E 21 В 33/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 643625, кл. Е 21 В 33/12, 1977.

987075

Редактор М. Бандура

Заказ 10238/10

Составитель В. Родина

Техред И. Верес Корректор У. Пономаренко

Тираж 5QQ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4