RU11260U1

RU11260U1 - PACKER FOR DIVISION OF INTERDIGITAL SPACE

Info

Publication number: RU11260U1
Application number: RU99106480U
Authority: RU
Inventors: М.М. Панасюченко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Опытный завод "ЭЛЕКТРОН"
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 1999-09-16

Description

МПК 6 Е21В IPC 6 Е21В

Пакер для разобщения межтрубного пространства.Packer for separation of annulus.

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническим средствам для разобщения эксплуатационной колонны нагнетательных и поглощающих скважин при проведении в ней различных технологических операций, в том числе связанных с циклическим изменением температуры закачиваемых рабочих агентов.The proposed utility model relates to the oil and gas industry, namely, technical means for separating the production casing of injection and absorbing wells during various technological operations, including those associated with a cyclic change in temperature of injected working agents.

Известен пакер, ( см. Например, Патент СССР Ко839447, М.кл. Е 21В 33/12, 1977), включающий связанную с колонной труб муфту с патрубком, корпус с кольцевой проточкой, ствол с установленным на нем уплотнительным элементом, порщень со стопором, опорное кольцо со штифтами, установленными в проточке корпуса, взаимодействующие между собой разъемный фиксатор с гильзой, снабженный связанной резьбой с корпусом ходовой гайкой с цапфой, а патрубок выполнен с окном для размещения в нем цапфы.A well-known packer (see, for example, USSR Patent Ko839447, M.cl. E 21B 33/12, 1977), including a coupling with a pipe string connected to a pipe string, a housing with an annular groove, a barrel with a sealing element mounted on it, a piston with a stopper , a support ring with pins installed in the groove of the housing, a detachable latch interacting with a sleeve provided with a threaded nut and a trunnion connected to the housing, and the nozzle is made with a window for accommodating the trunnion.

Однако освобождение уплотнителя от осевой сжимающей нагрузки осуществляется путем длительного вращения колонны труб, что усложняет процесс съема пакера в наклонно- направленных скважинах, особенно при использовании термоизолированных труб, требует использования дополнительных технических средств и труб более высокой группы прочности.However, the sealant is released from the axial compressive load by prolonged rotation of the pipe string, which complicates the packer removal process in directional wells, especially when using thermally insulated pipes, requires the use of additional technical equipment and pipes of a higher strength group.

Известен также трехпроходной пакер с у плотните л ьным узлом ( см. например, описание к А.С. СССР №1500761, М.кл. Е 21В 33/12, опубл. 15.08.89, бюл. КоЗО ), содержащим упругий элемент с выемками на торцовых поверхностях и каналами под стволы пакера и размещенные на торцах упругого элемента упорные щайбы с выступами с поверхностями, ответными поверхностям выемок упругого элемента, при этом упомянутые выемки на торцовых поверхностях упругого элемента выполнены полусферической формы и расположены диаметрально противоположно каналам под стволы пакера, а торцовые поверхности упругого элемента между выемками выполнены с кольцевыми канавками сферической формы.Also known is a three-pass packer with a tight knot (see, for example, description to AS USSR No. 1500761, Mcl E 21В 33/12, publ. 15.08.89, bull. KOZO), containing an elastic element with recesses on the end surfaces and channels for packer trunks and thrust washers placed on the ends of the elastic element with protrusions with surfaces corresponding to the surfaces of the recesses of the elastic element, the recesses on the end surfaces of the elastic element being made hemispherical and located diametrically opposite to the channels for the packer trunks, and then end surfaces of the elastic element between the recesses are made with annular spherical grooves.

Недостатком пакера с известным уплотнительным элементом является высокая себестоимость. Данный недостаток обусловлен сложностью конструкции уплотнительного элемента и его установкой, а также невысокой надежностью и долговечностью, особенно в наклонных скважинах, когда радиальные канавки, после попадания в них под больщим давлением рабочей среды скважины, деформируются.A disadvantage of a packer with a known sealing element is its high cost. This drawback is due to the complexity of the design of the sealing element and its installation, as well as low reliability and durability, especially in deviated wells, when the radial grooves, after falling into them under high pressure of the working medium of the well, are deformed.

Наиболее близким к заявляемому яв.пяется принятый за прототип пакер (см. Патент РФ №2084614, М кл. Е 21 В 33/12, опубл. 20.07.97. Бюл. № 20), содержащий ствол, на котором установлен посадочный пшипсовый узел и ушютнительный элемент с гидроприводом, имеющим фиксатор положения поршня, дополнительный посадочный пшипсовый узел, установленный на стволе, к которому крепится цилиндр гидропривода уплотнительного элемента, причем шток поршня гидропривода выполнен в виде патрубка, взаимосвязанного с уплотнительным элементом.Closest to the claimed one, the packer accepted for the prototype is seen (see RF Patent No. 2084614, M CL E 21 B 33/12, publ. 07/20/97. Bull. No. 20), containing a barrel on which the landing pips unit is mounted and a clutch element with a hydraulic actuator having a piston position lock, an additional landing pivot assembly mounted on the barrel to which the cylinder of the hydraulic actuator of the sealing element is attached, and the piston rod of the hydraulic actuator is made in the form of a pipe interconnected with the sealing element.

Недостатком известного пакера с уплотнительным элементом является недостаточная герметичность и надежность и долговечность. Данный недостаток обусловлен особенностью конструкции уплотнительного элемента и его установкой, допускающей при спуске и подъеме пакераA disadvantage of the known packer with a sealing element is insufficient tightness and reliability and durability. This disadvantage is due to the design feature of the sealing element and its installation, which allows for the lowering and raising of the packer

перекосы, фактически такой пакер не выдерживает более одного подъема.distortions, in fact, such a packer does not withstand more than one lift.

Техническая задача на решение которой направлена заявляемая полезная модель - повышение надежности и увеличение герметичности работы пакера при одновременном упрошении его конструкции.The technical problem to be solved by the claimed utility model is aimed at increasing reliability and increasing the tightness of the packer while simultaneously hardening its design.

Технический результат достигается тем, что в известном пакере, для разобшения межтрубного пространства, включаюшего ствол с установленными на нем корпусом, соединенным с гидроприводом с поршнем, шлипсовыми узлами нижним и верхним, центральной оправки с установленным на ней уплотнительным элементом, согласно полезной модели, уплотнительный элемент выполнен в виде пакета эластичных манжет, чередующихся с металлическими шайбами, установленными с возможностью свободного перемещения по центральной оправке, причем каждая металлическая шайба выполнена с выемками на торцевых поверхностях в виде усеченных или двухсторонних усеченных конусов, при этом каждая верхняя поверхность и каждая нижняя поверхность плоскостей металлических шайб выполнена с кольцевыми проточками, кроме того, каждая нижняя и каждая верхняя поверхность плоскостей металлических шайб может быть выполнена с радиальными проточками.The technical result is achieved by the fact that in the known packer, for the disclosure of the annular space, including the barrel with a housing mounted on it, connected to a hydraulic actuator with a piston, slip assemblies lower and upper, a central mandrel with a sealing element installed on it, according to a utility model, a sealing element made in the form of a package of elastic cuffs, alternating with metal washers installed with the possibility of free movement along the central mandrel, each metal bar the washer is made with recesses on the end surfaces in the form of truncated or bilateral truncated cones, with each upper surface and each lower surface of the planes of metal washers made with annular grooves, in addition, each lower and each upper surface of the planes of metal washers can be made with radial grooves .

Применение в качестве уплотнительного элемента резиновых манжет, чередующихся с металлическими шайбами, установленными с возможностью свободного перемещения по центральной оправке, исключает перекосы уплотнительного элемента при сжатии, и манжет, в частности, относительно друг друга, как то - несоосное выпучивание и перекос манжет, влекущий за собой полную потерю работоспособности или снижение герметичности пакера в обсадной колонне - одновременно повышает его эксплуатационные качества, прочность и надежность. Выполнение торцевых, нижних и верхних поверхностей металлических шайб с выемками на торцевых поверхностях в виде усеченных или двухсторонних усеченных конусов, а каждой верхней поверхности и каждой нижней поверхности плоскостей металлических шайбThe use of rubber cuffs as a sealing element, alternating with metal washers installed with the possibility of free movement along the central mandrel, eliminates distortions of the sealing element during compression, and the cuffs, in particular relative to each other, such as misaligned buckling and distortion of the cuffs, entailing a complete loss of performance or a decrease in the tightness of the packer in the casing - at the same time increases its performance, strength and reliability. The execution of the end, lower and upper surfaces of the metal washers with recesses on the end surfaces in the form of truncated or bilateral truncated cones, and each upper surface and each lower surface of the planes of metal washers

С кольцевыми и радиальными проточками позволит осуществить перемещение манжет по конусам щайб и кольцевым и радиальным проточкам, в результате чего достигается дополнительная фиксация положения и полная соосность манжет, и как следствие, полный и равномерный контакт манжет с уплотняемыми поверхностями.With annular and radial grooves, it will allow the cuffs to be moved along the cones of the washers and annular and radial grooves, which results in additional fixation of the position and full alignment of the cuffs, and as a result, full and uniform contact of the cuffs with the sealing surfaces.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию новизна.According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed utility model is not known from the prior art, which allows us to conclude that the utility model meets the criteria of novelty.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве пакеров с получением технического результата, заключающегося в надежной эксплуатации в течении длительного времени при разобщении межтрубного пространства эксплуатационных колонн различных типов.The set of essential features characterizing the essence of the utility model can be repeatedly used in the production of packers with obtaining a technical result consisting in reliable operation for a long time when disconnecting the annular space of production casing of various types.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by an example of a specific implementation, where:

на фиг. 1 - изображена пакер для разобщения межтрубного пространства; на фиг. 2 - расположение пакета манжет с кольцевыми щайбами;in FIG. 1 - shows a packer for separation of the annulus; in FIG. 2 - the location of the package of cuffs with ring washers;

Пакер для разобщения межтрубного пространства состоит из установленного на стволе, представляющим собой насосно-компрессорные трубы 1 корпуса 2 с верхним щлипсовым узлом 3 и гидроцилиндром 4, порщень 5 которого связан с уплотнительным элементом 6 в виде пакета манжет 7, состоящих из трех резиновых манжет 8 с установленными между ними металлическими щайбами 9, насаженными на центральную оправку 10 в виде ввинченой в ствол полой трубы, с возможностью свободного перемещения по ней. Центральная оправка 10 жестко связана с корпусом 2 пакера и с нижним щлипсовым узлом 11, установленным на опоре 12, насаженной на насосно-компрессорные трубы. Торцевые поверхности металлических щайб 9 выполнены с односторонними выемками 13, дающимиThe packer for separating the annular space consists of a tubing installed on the barrel, which is the tubing 1 of the housing 2 with the upper slotted unit 3 and the hydraulic cylinder 4, the piston 5 of which is connected to the sealing element 6 in the form of a pack of cuffs 7, consisting of three rubber cuffs 8 s metal washers 9 installed between them, mounted on a central mandrel 10 in the form of a hollow pipe screwed into the barrel, with the possibility of free movement along it. The Central mandrel 10 is rigidly connected with the housing 2 of the packer and the lower slotted unit 11 mounted on the support 12, mounted on the tubing. The end surfaces of the metal washers 9 are made with one-sided recesses 13, giving

шайбам 9 вид усеченных конусов, а верхняя 14 и нижняя 15 поверхности плоскостей метшшических шайб 9 выполнены с кольцевыми 16 и радиальными 17 проточками.the washers 9 are a view of truncated cones, and the upper 14 and lower 15 surfaces of the planes of the meshesh washers 9 are made with ring 16 and radial 17 grooves.

Собранный пакер опускают на насосно-компрессорных трубах 1 в скважину. После раскрытия верхнего 3 и нижнего 11 пшипсовых узлов при срабатывании гидроцилиндра 4 происходит сжатие уплотнительного элемента в виде пакета манжет 7 поршнем 5, в результате чего происходит перемещение каждой манжеты 8 по конусам металлических шайб 9 и проточкам, кольцевым 16 и радиальным 17 и, как следствие, полный и равномерный контакт манжет с уплотняемыми поверхностями. При складывании верхнего и нижнего шлипсовых узлов отключают гидроцилиндр и извлекают пакер из скважины, приложив к колонне насосно-компрессорных труб вертикальные тяговые усилия.The assembled packer is lowered on the tubing 1 into the well. After the upper 3 and lower 11 pivot assemblies are opened, when the hydraulic cylinder 4 is activated, the sealing element is compressed in the form of a pack of cuffs 7 by the piston 5, as a result of which each cuff 8 moves along the cones of the metal washers 9 and the grooves, ring 16 and radial 17 and, as a result , full and uniform contact of cuffs with condensed surfaces. When folding the upper and lower slip nodes, the hydraulic cylinder is turned off and the packer is removed from the well by applying vertical pulling forces to the tubing string.

Предложенный пакер для разобшения межтрубного пространства обладает повышенной надежностью и долговечностью, а также увеличивает герметичность в работе пакера при одновременном упрощении его конструкции удобной в сборке и эксплуатации.The proposed packer for breaking the annular space has increased reliability and durability, and also increases the tightness of the packer while simplifying its design, convenient for assembly and operation.

Claims

1. A packer for uncoupling of the annular space, including a barrel with a housing mounted on it, connected to a hydraulic actuator with a piston, slip assemblies - lower and upper, a central mandrel with a sealing element installed on it, characterized in that the sealing element is made in the form of a package of elastic cuffs alternating with metal washers installed with the possibility of free movement along the Central mandrel.

2. A packer for separating the annular space according to claim 1, characterized in that each metal washer is made with recesses on the end surfaces.

3. A packer for separating the annular space according to claim 1 or 2, characterized in that the metal washers with recesses on the end surfaces of each are made in the form of truncated cones.

4. A packer for separating the annular space according to claim 1 or 2, characterized in that the metal washers with recesses on the end surfaces of each are made in the form of two-sided truncated cones.

5. A packer for separating the annular space according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each upper surface of the planes of the metal washers is made with annular grooves.

6. A packer for separating the annular space according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each lower surface of the planes of the metal washers is made with annular grooves.

7. A packer for separating the annular space according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each lower surface of the planes of the metal washers is made with radial grooves.

8. A packer for separating the annular space according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each upper surface of the planes of the metal washers is made with radial grooves.