RU156735U1 - Пакер заколонный гидромеханический - Google Patents

Abstract

Пакер заколонный гидромеханический, включающий корпус с центральным проходным и радиальными каналами и установленным на корпусе с фиксацией одного конца манжетным уплотнителем и гидроцилиндром, сообщенным радиальными каналами с проходным каналом корпуса, оснащенным стопорным кольцом для фиксации в рабочем положении и выполненным с возможностью фиксации срезными винтами в транспортном положении и продольного перемещения в рабочее положение относительно корпуса для прижатия манжетного уплотнителя к стенкам скважины, отличающийся тем, что торец цилиндра, обращенный к незафиксированному концу манжетного уплотнителя, изготовлен в виде полого конуса, который выполнен с возможностью входа внутрь манжетного уплотнителя с герметичным прижатием его к стенкам скважины при перемещении цилиндра, причем внутри цилиндра установлен кольцевой поршень с наружными кольцевыми проточками под стопорное кольцо, герметично размещенный на корпусе с возможностью перемещения в сторону манжетного уплотнителя.

Description

Предлагаемая полезная модель предназначена для использования в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использован для разобщения пространства между обсадной колонной и открытым стволом скважины в процессе строительства нефтяных и газовых скважин.

Известен «Пакер» (см. патент №2143053, МПК E21B 33/12, опубл. 20.12.1999), устанавливаемый на колонне обсадных труб в скважине, включающий корпус с центральным и впускным каналами, уплотнительный элемент и размещенную на корпусе оболочку, образующую с его наружной стенкой гидравлическую камеру, сообщенную впускным каналом, перекрытым обратным клапаном, с центральным каналом корпуса, при этом оболочка выполнена продольно-гофрированной, а уплотнительный элемент размещен снаружи ее средней части, причем концевые участки оболочки, примыкающие к уплотнительному элементу, выполнены с диаметрами описанных вокруг них окружностей, большими по сравнению со средней ее частью на величину, обеспечивающую предотвращение трения этого элемента о стенки при спуске пакера в скважину, а периметр их после выправления гофр оболочки изнутри давлением равен периметру скважины в месте установки пакера.

Недостатками данного пакера являются низкая надежность герметизации, так как при выходе из строя обратного клапана под действием внутреннего напряжения оболочка отойдет от стенок скважины, нарушив герметичность разобщения, и наличие гофрированной оболочки, технологически сложной для изготовления, при этом толщина оболочки препятствует размещению ее в конструкции хвостовиков стандартных размеров.

Известен «Пакер заколонный» (см. патент ПМ №99813, МПК E21B 33/12, опубл. 27.11.2010), включающий цилиндрический корпус с центральным осевым и радиальным впускным каналами, размещенную снаружи корпуса оболочку, концевые участки которой выполнены с наружными диаметрами элементов спускаемого хвостовика, уплотнительного элемента цилиндрической формы, размещенного по наружной поверхности оболочки, обратного клапана, соединяющего центральный осевой канал корпуса с гидравлической камерой, образованной наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью оболочки, при этом оболочка выполнена переменной толщины в осевом направлении между концевыми цилиндрическими участками и имеет свободу осевых перемещений по цилиндрическому корпусу при радиальных деформациях, периметр оболочки выполнен меньше периметра пакеруемого участка скважины.

Недостатками данного пакера являются низкая надежность герметизации, так как при выходе из строя обратного клапана под действием внутреннего напряжения оболочка отойдет от стенок скважины, нарушив герметичность разобщения, при этом оболочка выполнена переменной толщины, что значительно усложняет ее изготовление.

Наиболее близким по технической сущности является «Пакер заколонный герметизирующий отсекающий» (см. патент ПМ №125247, МПК E21B 33/12, опубл. 27.02.2013), включающий в себя корпус с центральным проходным каналом и установленными на корпусе манжетными уплотнителями и гидроцилиндром, выполненным с возможностью продольного перемещения относительно ствола, при этом гидроцилиндр закреплен на корпусе от несанкционированного перемещения при спуске в скважину срезными винтами и соединен со стопорным кольцом, имеющим возможность перемещения в сторону сжатия манжетных уплотнителей, при этом манжетные уплотнители выполнены плавной дугообразной формы с треугольными выемками.

Недостатками данного пакера являются низкая надежность герметизации, так как герметизация идет только при помощи тонкостенных манжетных уплотнителей, которые с большой вероятностью могут быть повреждены при спуске, при этом уплотнители выполнены сложной формы, что значительно усложняет их изготовление.

Технической задачей является создание простой и надежной конструкции пакера заколонного гидромеханического за счет механического прижатия простой в изготовлении манжетного уплотнения к стенкам скважины.

Техническая задача решается пакером заколонным гидромеханическим, включающим корпус с центральным проходным и радиальными каналами и установленным на корпусе с фиксацией одного конца манжетным уплотнителем и гидроцилиндром, сообщенным радиальными каналами с проходным каналом корпуса, оснащенным стопорным кольцом для фиксации в рабочем положении и выполненным с возможностью фиксации срезными винтами в транспортном положении и продольного перемещения в рабочее положение относительно корпуса для прижатия манжетного уплотнителя к стенкам скважины.

Новым является то, что торец цилиндра, обращенный к незафиксированному концу манжетного уплотнителя, изготовлен в виде полого конуса, который выполнен с возможностью входа внутрь манжетного уплотнителя с герметичным прижатием его к стенкам скважины при перемещении цилиндра, причем внутри цилиндра установлен кольцевой поршень с наружными кольцевыми проточками под стопорное кольцо, герметично размещенный на корпусе с возможностью перемещения в сторону манжетного уплотнителя.

На чертеже изображен пакер в продольном разрезе.

Пакер заколонный гидромеханический, включающий корпус 1 с центральным проходным 2 и радиальными каналами 3 и установленным на корпусе 1 с фиксацией одного конца упором 4 манжетным уплотнителем 5 и гидроцилиндром 6, сообщенным радиальными каналами 3 с проходным каналом 2 корпуса 1, оснащенным стопорным кольцом 7 для фиксации в рабочем положении и выполненным с возможностью фиксации срезными винтами 8 в транспортном положении и продольного перемещения в рабочее положение относительно корпуса 1 для прижатия манжетного уплотнителя 5 к стенкам скважины (не показаны). Торец цилиндра 6, обращенный к незафиксированному концу манжетного уплотнителя 5, изготовлен в виде полого конуса 9, который выполнен с возможностью входа внутрь манжетного уплотнителя 5 с герметичным прижатием его к стенкам скважины. Внутри цилиндра 6 установлен кольцевой поршень 10 с наружными кольцевыми проточками 11 под стопорное кольцо 7, герметично размещенный на корпусе 1 с возможностью перемещения в сторону манжетного уплотнителя 5. Для облегчения сборки входа внутрь конуса 9 манжетное уплотнение 5 изнутри может быть покрыто смазкой (автол, нигрол, машинное масло и т.п.). Технические элементы, не влияющие на работоспособность пакера, и уплотнительные кольца, исключающие несанкционированные перетоки жидкости внутри пакера, показаны условно и не пронумерованы.

Пакер заколонный гидромеханический работает следующим образом.

При сборке на корпус 1 с манжетным уплотнителем 5, конец которого зафиксирован упором 4, надевают гидроцилиндр 6, внутрь которого вставляют поршень 10, поджимая его муфтой 12. Цилиндр 6 фиксируют на корпусе 1 в транспортном положении срезными винтами 8. После сборки пакер в составе обсадной колонны труб (не показаны) спускают в скважину, в интервал установки (не показан). Производят цементирование заколонного пространства обсадной колонны. После того как разделительная пробка сядет в посадочное кольцо (не показаны) в обсадной колонне труб начинает расти давление, передающееся через проходной канал 2 и радиальные каналы 3 внутрь гидроцилиндра 6, который после разрушения срезных винтов 8 начинает перемещаться в сторону манжетного уплотнителя 5 и своим конусом 9, входящим внутрь манжетного уплотнитель 5, герметично прижимает уплотнитель 5 к стенкам скважины - рабочее положение. При этом стопорное кольцо 7, перемещаясь по наружным кольцевым проточкам 11 кольцевого поршня 10, фиксирует гидроцилиндр 6 в рабочем положении.

После снятия давления внутри обсадной колонны труб перепад давлений снаружи и внутри обсадной колонны из-за разности плотностей цементного раствора снаружи и продавочной жидкости внутри воздействует через радиальные отверстия 3 на поршень 10, который через стопорное кольцо 7 давит на цилиндр 6, прижимающего дополнительно конусом 9 манжетное уплотнение 5 к стенкам скважины.

Так как гидроцилиндр 6 с конусом 9 находится внутри манжетного уплотнения 5 и постоянно поджимается поршнем 10, то разгерметизации заколонного пространства не может быть даже при незначительном нарушении целостности манжетного уплотнения 5 до схватывания цементного раствора.

Все конструктивные элементы просты в изготовлении и обслуживании.

Предлагаемый пакер заколонный гидромеханический прост и надежен за счет механического прижатия манжетного уплотнителя к стенкам скважины.

Claims (1)

1. Пакер заколонный гидромеханический, включающий корпус с центральным проходным и радиальными каналами и установленным на корпусе с фиксацией одного конца манжетным уплотнителем и гидроцилиндром, сообщенным радиальными каналами с проходным каналом корпуса, оснащенным стопорным кольцом для фиксации в рабочем положении и выполненным с возможностью фиксации срезными винтами в транспортном положении и продольного перемещения в рабочее положение относительно корпуса для прижатия манжетного уплотнителя к стенкам скважины, отличающийся тем, что торец цилиндра, обращенный к незафиксированному концу манжетного уплотнителя, изготовлен в виде полого конуса, который выполнен с возможностью входа внутрь манжетного уплотнителя с герметичным прижатием его к стенкам скважины при перемещении цилиндра, причем внутри цилиндра установлен кольцевой поршень с наружными кольцевыми проточками под стопорное кольцо, герметично размещенный на корпусе с возможностью перемещения в сторону манжетного уплотнителя.

   

Images