EA010849B1

EA010849B1 - Устройство для закрепления пакера

Info

Publication number: EA010849B1
Application number: EA200702151A
Authority: EA
Inventors: Руне Фрейер
Original assignee: Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2008-12-30
Also published as: NO20052260D0; EA200702151A1; EP1888875A4; US20110088892A1; US20090159265A1; CA2606771A1; CA2606771C; WO2006121340A1; NO20052260L; CN101171399B; NO327157B1; US7874354B2; WO2006121340B1; CN102817574B; EP1888875A1; AU2006244742A1; US8141626B2; CN101171399A; AU2006244742B2; CN102817574A

Abstract

Предложено анкерное устройство для пакера, размещаемое между кольцевым пакером (1) и телом (2). Кольцевой пакер (1) снабжен по меньшей мере на одном из своих торцевых участков расширяющимся торцевым кольцом (14).

Description

Изобретение относится к устройствам для закрепления пакеров. Более конкретно, изобретение относится к прикреплению расширяющегося кольцевого пакера к трубчатому объекту при помощи усилительного элемента и расширяющегося торцевого кольца и в особенности предназначено для использования в скважине в связи с добычей нефти.

Предшествующий уровень техники

Известно размещение расширяющихся кольцевых пакеров вокруг эксплуатационной насоснокомпрессорной колонны или инжекционной трубы до того момента, когда колонна или труба будет введена в скважину. Задача обычно заключается в изолировании части скважины от остальной части скважины. Кольцевой пакер может быть выполнен из набухающего материала, который набухает при контакте с имеющейся в скважине текучей средой или может расширяться посредством диффузии.

Оказалось, что известные приемы химического связывания кольцевого пакера с трубой, такие как приклеивание или вулканизация, не обеспечивают достаточную прочность, когда пакер подвергается воздействию относительно высокой температуры в процессе эксплуатации скважины, например при добыче нефти.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является устранение или снижение по меньшей мере одного из недостатков известных решений.

В соответствии с изобретением задача решается за счет признаков, приведенных в нижеследующем описании и формуле изобретения.

Кольцевой пакер в соответствии с изобретением снабжен по меньшей мере на одном из своих торцевых участков расширяющимся торцевым кольцом, окружающим тело, с которым соединен кольцевой пакер. Кольцевой пакер предпочтительно снабжен усилительным элементом, окружающим тело и расположенным между внутренним и внешним слоями пакера.

Обычно расширяющееся торцевое кольцо имеет радиальные прорези, проходящие с чередованием от его внутренней и внешней сторон. В поперечном сечении торцевое кольцо имеет форму уголка, одна полка которого образует выступающую внутрь часть в виде диска, а вторая полка образует втулочную часть, проходящую с окружением торцевого участка кольцевого пакера.

Расширяющееся торцевое кольцо предпочтительно изготовлено из синтетического материала, например политетрафторэтилена (ПТФЭ). Усилительный элемент, который расположен в материале пакера, предпочтительно имеет спиральную форму и предназначен для прижатия материала кольцевого пакера к телу. Предпочтительно усилительный элемент выполнен из металлического материала.

Использование анкерного устройства согласно изобретению, по существу, устраняет недостатки известных анкерных устройств, предназначенных для расширяющихся пакеров. Изобретение в значительной степени уменьшает риск отделения кольцевого пакера от тела.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем описан неограничивающий пример предпочтительного варианта осуществления, представленного на сопроводительных чертежах, где фиг. 1 представляет относительно протяженный расширяющийся кольцевой пакер, окружающий трубу;

фиг. 2 представляет в увеличенном масштабе разрез пакера по фиг. 1;

фиг. 3 представляет в перспективе расширяющееся торцевое кольцо.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертежах под номером 1 обозначен относительно протяженный расширяющийся кольцевой пакер, окружающий тело 2 в виде трубы.

Кольцевой пакер 1 образован расположенными друг поверх друга слоями, внутренний слой 4 из которых окружает трубу 2 и прижат к ней спиральным усилительным элементом 6. Усилительный элемент 6 обычно представляет собой проволоку из нержавеющей стали.

Промежуточный слой 8 окружает внутренний слой 4 с усилительным элементом 6, а внешний слой 10 окружает промежуточный слой 8. Предпочтительно, чтобы слои 4, 8 и 10 были сцеплены вместе, например, посредством вулканизации.

Слои 4, 8 и 10 могут быть снабжены волокнами и имеют одинаковые или различные степени набухания. Труба 2 предпочтительно снабжена резьбовой канавкой 12 в области кольцевого пакера 1.

На торцевых участках кольцевой пакер 1 снабжен расширяющимся торцевым кольцом 14, окружающим трубу 2 и имеющим поперечное сечение в форме уголка. Первая полка уголка образует диск 16, выступающий радиально внутрь, а вторая полка уголка образует проходящую в осевом направлении втулку 18.

Торцевое кольцо 14 снабжено прорезями, см. фиг. 3, причем первые радиальные прорези 20 проходят от внутренней стороны, а чередующиеся с ними вторые радиальные прорези 22 проходят от внешней стороны. Таким образом, торцевое кольцо 14 достаточно ослаблено, чтобы расширяться в радиальном направлении.

Диск 16 примыкает к торцевому участку кольцевого пакера 1, в то время как втулка 18 охватывает

- 1 010849 этот же торцевой участок и проходит по нему на некоторое расстояние.

Торцевое кольцо 14 поддерживается опорной втулкой 24, которая соединена с трубой 2 и окружает ее.

Когда кольцевой пакер 1 введен в скважину (не показана), в которой он набухает под воздействием текучей среды, увеличивается объем кольцевого пакера 1, следовательно, и его внешний диаметр. Во время такого расширения напрягается усилительный элемент 6, в связи с увеличением диаметра, на котором расположен усилительный элемент 6. Это способствует дальнейшему прижатию кольцевого пакера 1 к трубе 2.

Диаметр расширяющегося торцевого кольца 14 увеличивается вместе с наружным диаметром кольцевого пакера 1, в результате чего предотвращается проникновение материала пакера в кольцевое пространство (не показано), окружающее опорную втулку 24.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Анкерное устройство для кольцевого пакера (1), имеющего первый торцевой участок и второй торцевой участок и выполненного с возможностью расположения на трубчатом элементе (2), отличающееся тем, что содержит втулку (24), соединенную с внешней поверхностью трубчатого элемента (2) и окружающую указанную поверхность, и расширяющееся кольцо (14), часть (16) которого размещена между первым торцевым участком пакера (1) и опорной поверхностью втулки (24).
2. Анкерное устройство по п.1, в котором кольцо (14) содержит упругий материал, имеющий множество отстоящих друг от друга и проходящих в радиальном направлении прорезей (20, 22), причем кольцо (14) выполнено с возможностью расширения от первого радиального положения, по существу, соответствующего нерасширенному состоянию указанного пакера, до второго радиального положения, по существу, соответствующего расширенному состоянию указанного пакера.
3. Анкерное устройство по п.2, в котором указанное радиальное расширение кольца (14) обеспечивается за счет расширения пакера (1).
4. Анкерное устройство по одному из пп.1-3, в котором часть (16) кольца (14) поддерживается опорной поверхностью втулки (24) и скользит в радиальном направлении относительно трубчатого элемента при расширении указанного пакера.
5. Анкерное устройство по п.1, в котором пакер (1) содержит спиральный усилительный элемент (6), проходящий по окружности пакера (1) и расположенный между внутренним слоем (4) пакера и промежуточным слоем (8) пакера.
6. Анкерное устройство по п.1, в котором трубчатый элемент (2) снабжен резьбой (12), выполненной на его наружной поверхности в области кольцевого пакера (1).
7. Анкерное устройство по п.1, в котором пакер (1) выполнен с возможностью расширения за счет набухания под воздействием текучей среды или за счет диффузии.