RU158151U1 - Устройство для приведения в действие уплотнительного элемента пакера - Google Patents

Abstract

1. Устройство для приведения в действие уплотнительного элемента пакера, включающее полый корпус с радиальным отверстием и продольным каналом, кожух, установленный снаружи полого корпуса и образующий с ним кольцевую полость, гидравлически связанную с внутренней полостью устройства, запорную втулку, расположенную в кольцевой полости и зафиксированную срезным элементом, отличающееся тем, что в кольцевой полости размещена заслонка, зафиксированная срезным элементом, герметично перекрывающая полость уплотнительного элемента пакера от внутренней полости устройства, обладающая возможностью перемещения при достижении определённого по величине давления во внутренней полости устройства и гидравлического соединения этой полости с полостью уплотнительного элемента пакера.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в радиальном отверстии полого корпуса установлен герметично полый срезной штифт.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что запорная втулка и заслонка оснащены фиксаторами конечных положений.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в полом корпусе размещено несколько продольных каналов.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в пакерующих и др. устройствах для изоляции пластов при креплении нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для приведения в действие и последующего перекрытия уплотнительного элемента пакера, включающее корпус с цилиндрической полостью и каналами для сообщения с уплотнительным элементом пакера, а также поршень (Патент на ПМ RU №105350, МПК Е21В 33/12, 2011 г.).

Недостатком данного устройства является сложность изготовления, низкая надежность и производительность, связанная с малыми габаритами клапана и каналов.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее полый корпус с радиальным отверстием, кожух, установленный на корпусе и образующий с ним кольцевую полость, рабочую втулку и гидравлический пакер (Патент на ПМ RU №124725, МПК Е21В 33/12, 2012 г.).

Недостатком данного устройства является большая себестоимость и сложность изготовления, связанная с трудностью изготовления пружины с необходимыми силовыми параметрами для возврата рабочей втулки в первоначальное положение из-за естественного конструктивного ограничения пространства по толщине, необходимого для размещения требуемой пружины, а также, наличием в конструкции пальца, который может быть разрушен, при воздействии на него переключателя положений устройства, в случае создания повышенного давления в скважине, что приведет к разгерметизации заколонного пространства.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее ступенчатый корпус с радиальным отверстием, кожух, образующий с корпусом кольцевую камеру, в которой размещена втулка с внутренней кольцевой расточкой (Патент RU 2425954, МПК Е21В 33/12, 2010 г.).

Недостатком данного устройства является наличие большого числа деталей во внутренней полости устройства, что уменьшает площадь проходного сечения, а также необходимость перекрытия внутренней полости устройства для приведения его в действие. Детали, находящиеся во внутренней полости устройства необходимо разбуривать после проведения всех работ, что также является недостатком.

Известно устройство для изоляции пластов в скважине, включающее составной полый корпус с продольными пазами и радиальным отверстием, кожух, установленный снаружи полого корпуса и образующий с ним кольцевую полость, гидравлически связанную с полостью уплотнительного элемента пакера, запорную втулку, расположенную в кольцевой полости (Патент на ПМ RU 130341, МПК Е21В 33/12, 2013 г.).

Данное устройство надежное и простое в изготовлении, однако, имеет ограничения по применению, связанное с необходимостью его активации от воздействия избыточного затрубного давления в скважине, которое выталкивает поршень, герметично закрывающий радиальное отверстие в полом корпусе, что не всегда возможно, например, при поглощающих пластах.

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции и расширение области применения.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для приведения в действие уплотнительного элемента пакера, включающее полый корпус с радиальным отверстием и продольным каналом, кожух, установленный снаружи полого корпуса и образующий с ним кольцевую полость, гидравлически связанную с внутренней полостью устройства, запорную втулку, расположенную в кольцевой полости и зафиксированную срезным элементом, согласно полезной модели, в кольцевой полости размещена заслонка, зафиксированная срезным элементом, герметично перекрывающая полость уплотнительного элемента пакера от внутренней полости устройства, обладающая возможностью перемещения при достижении определенного по величине давления во внутренней полости устройства и гидравлического соединения этой полости с полостью уплотнительного элемента пакера.

Кроме того:

в радиальном отверстии полого корпуса может быть установлен герметично полый срезной штифт;

запорная втулка и заслонка могут быть оснащены фиксаторами конечных положений;

полый корпус может иметь несколько продольных каналов.

Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что в кольцевой полости, образованной полым корпусом и кожухом расположена заслонка зафиксированная срезным элементом, которая герметично изолирует полость уплотнительного элемента пакера от внутренней полости устройства, что упрощает существующую конструкцию, уменьшает число сопрягаемых деталей и позволяет применять устройство в условиях отсутствия избыточного давления в затрубном пространстве скважины.

На фигуре изображен общий вид устройства в транспортном положении.

Устройство состоит из полого корпуса 1 с радиальным отверстием 2 и продольным каналом 3, кожуха 4, образующего с полым корпусом 1 кольцевую полость 5, гидравлически связанную с внутренней полостью устройства 6, запорной втулки 7, зафиксированной срезным элементом 8 и заслонки 9, зафиксированной срезным элементом 10.

Устройство включает в себя пакер гидравлического или гидромеханического действия с уплотнительным элементом (на фигуре условно не показан).

Герметизация контактных поверхностей деталей устройства обеспечивается уплотнительными кольцами 11 (на фигуре отмечено одно из них).

Для повышения надежности от непредвиденных скачков давления при спуске устройства в скважину, в радиальное отверстие 2 полого корпуса 1 может быть дополнительно герметично установлен полый срезной штифт (на фигуре не показан), выступающий во внутреннюю полость устройства 6. Радиальное отверстие 2 может быть также герметично перекрыто сдвижной втулкой (на фигуре не показана) со стороны внутренней полости устройства 6.

Устройство работает следующим образом (одна из технологий применения).

После спуска обсадной колонны с данным устройством в скважину, с устья скважины, производят закачку расчетного объема тампонажного раствора и пускают, например, цементировочную пробку (на фигуре не показана). После окончания процесса цементирования и посадки цементировочной пробки на «стоп-кольцо» (на фигуре не показано), создают в обсадной колонне необходимое по величине избыточное давление, при достижении которого, срезной элемент 10 разрушается и заслонка 9 смещаясь в зону продольного канала 3 за счет разности давлений, действующих на ее торцевые поверхности, открывает доступ жидкости из внутренней полости устройства 6 в полость уплотнительного элемента пакера (на фигуре не показан).

Далее продолжают создавать давление до достижения определенной величины, необходимой для приведения пакера в рабочее положение, после чего, происходит разрушение срезного элемента 8, и запорная втулка 7 смещаясь условно вверх, герметично перекрывает доступ жидкости в полость уплотнительного элемента пакера.

При оснащении устройства полым срезным штифтом, цементировочная пробка при прохождении разрушает его, в результате чего происходит соединение кольцевой полости 5 с внутренней полостью устройства 6.

Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить более простое и дешевое в изготовлении устройство, работающее, в том числе при отсутствии перепада давления со стороны затрубного пространства.

Claims (4)

1. Устройство для приведения в действие уплотнительного элемента пакера, включающее полый корпус с радиальным отверстием и продольным каналом, кожух, установленный снаружи полого корпуса и образующий с ним кольцевую полость, гидравлически связанную с внутренней полостью устройства, запорную втулку, расположенную в кольцевой полости и зафиксированную срезным элементом, отличающееся тем, что в кольцевой полости размещена заслонка, зафиксированная срезным элементом, герметично перекрывающая полость уплотнительного элемента пакера от внутренней полости устройства, обладающая возможностью перемещения при достижении определённого по величине давления во внутренней полости устройства и гидравлического соединения этой полости с полостью уплотнительного элемента пакера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в радиальном отверстии полого корпуса установлен герметично полый срезной штифт.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что запорная втулка и заслонка оснащены фиксаторами конечных положений.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в полом корпусе размещено несколько продольных каналов.

Images