RU17333U1 - Пакер - Google Patents

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к механическим пакерам для перекрытия межтрубного пространства между насосно-компрессорными трубами (НКТ) и эксплуатационной колонной при проведении ремонтных работ, требующих временной герметизации скважин, а также при проведении технологических операций по воздействию на призабойную зону пласта.

Известен пакер, состоящий из ствола, цилиндрического уплотнительного элемента, раздвижной опоры, состоящей из подпружиненных секторов, установленных с возможностью перекрытия межтрубного кольцевого пространства (см. а.с, СССР №308183, кл. Е 21 В 33/12, от 1966 г.)

Недостатком известного пакера является низкая эксплуатационная надежность из-за наличия раздвижной опоры, а также из-за необходимости прикладывать к резиновому уплотнительному элементу значительных осевых усилий. Как следствие - не обеспечивается герметичное перекрытие кольцевого пространства скважины.

Известен другой механический пакер, включающий ствол с осевым каналом, установленные на стволе уплотнительный элемент, верхний и нижний конусы, якорный узел с подпружиненными плашками, и верхний переводник, связанный жестко со стволом (см. а.с. СССР № 883331, кл. Е 21 В 33/12, от 1979 г.)

.--г;:; .; :of.:-o МПК Е 21 в 33/12

ПАКЕР

Однако и этот известный пакер имеет недостаточную эксплуатационную надежность по причине ненадежного срабатывания раздвижных плашек, поскольку деформация уплотнительного элемента за счет осевой сжимающей нагрузки бывает недостаточной для надежного выдвижения плашек в радиальном направлении, например, по причине старения материала уплотнительного резинового элемента. По этой причине известный пакер нельзя использовать многократно без замены уплотнительного элемента. К тому же известное устройство имеет сложную конструкцию.

Целью полезной модели является повышение эксплуатационной надежности пакера при многократной его установке и снятии с места и упрош;ение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пакере, содержаш;ем ствол с осевым каналом, установленные на стволе уплотнительный элемент, верхний и нижний конусы, переводник, жестко связанный со стволом, и якорный узел с подпружиненными плашками, новым является то, что уплотнительный элемент выполнен в виде цилиндрической втулки с осевым каналом, имеюш,им коническую поверхность, верхний конус выполнен в виде втулки с буртиком на верхнем торце и внутренней резьбой по осевому каналу и установлен на стволе внутри уплотнительного элемента с возможностью сопряжения конических поверхностей верхнего конуса и уплотнительного элемента, при этом угол конуса верхнего конуса выполнен больше угла конуса в уплотнительном элементе, на верхнем конце ствола выполнена наружная резьба с возможностью образования соединения с верхним конусом и переводником, а якорный узел установлен под нижним конусом.

Благодаря предложенному конструктивному выполнению пакера исключается необходимость приложения значительных осевых усилий к уплотнительному элементу для надежного перекрытия кольцевого пространства. Высокая эксплуатациодная надежность пакера обеспечивается как за счет осевой (при осевом нагружении на буртик разжимного конуса), так и радиальной (при сопряжении конических поверхностей разжимного конуса и уплотнительного элемента) деформации уплотнительного элемента. Как следствие - надежное уплотнение ствола и закрепление пакера в колонне обсадных труб при сохранении деформационных свойств резинового уплотнительного элемента, что позволяет использовать его многократно. При этом пакер имеет простую конструкцию.

На чертеже изображен заявляемый пакер

Пакер содержит ствол 1 с осевым каналом, на котором концентрично установлен у плотните л ьный элемент 2. Выше уплотнительного элемента 2 на стволе 1 установлен верхний (разжимной) конус 3, а под ним - нижний (упорный) конус 4. На верхнем конце ствола 1 выполнена наружная резьба 5.

Уплотнительный элемент 2 выполнен в виде цилиндрической резиновой втулки с осевым каналом, имеющим коническую поверхность 6. Верхний разжимной конус 3 выполнен в виде конической втулки с буртиком 7 на верхнем торце, с конической наружной поверхностью 8 и резьбой 9 по осевому каналу. Верхний разжимной конус 3 закреплен на стволе 1 резьбовым соединением по резьбам 5 и 9 и размещен внутри уплотнительного элемента 2 с возможностью сопряжения конических поверхностей 6 и 8, для чего угол конуса верхнего разжимного конуса 3 выполнен больше угла конуса в уплотнительном элементе 2.

Уплотнительный элемент 2 снизу упирается в установленный на стволе 1 ниже него упорный конус 4, выполненный в виде втулки с цилиндрической и конической наружной поверхностью. А под упорным конусом 4 на стволе 1 свободно закреплен якорный узел 10 с подпружиненными плашками 11.

Перед спуском в скважину пакер через переводник 12 жестко соединяется с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ).

В процессе спуско-подъемных операций плашки 11 якорного узла 10 прижаты к стволу 1. Для установки пакера опускают его на колонне НКТ ниже места посадки на 15-20 м, затем сборку медленно поднимают выше места посадки пакера на 2-3 м и медленно поворачивают колонну НКТ на один оборот по часовой стрелке. Плашки 11 автоматически поворачиваются в якорном узле 10 относительно ствола 1 пакера. При последующем плавном медленном опускании колонны НКТ до уровня установки пакера плашки 11 под действием пружин выдвигаются до контакта с внутренней стенкой обсадной колонны и удерживаются на месте, а нижний конус 4 своей конической наружной поверхностью заклинивает их в обсадной колонне. Как следствие - уплотнительный элемент 2 получает устойчивую опору снизу. Приложенная к сборке пакер-якорный узел нагрузка от веса колонны НКТ через упор в буртик 7 верхнего разжимного конуса 3 передается уплотнительному резиновому элементу 2, который деформируется как в осевом, так и в радиальном направлениях и уплотняет при этом ствол 1 пакера и тем самым обеспечивая надежное закрепление пакера в требуемом месте обсадной колонны.

Заявляемая конструкция пакера и принцип его работы обеспечивают надежную его фиксацию и герметичность при действии механических и гидравлических нагрузок, а также проведение различных технологических операций в скважине.

Операция снятия пакера с места л подъем его из скважины осуществляется следующим образом. Стравливают давление в колонне НКТ. Натяжением колонны НКТ восстанавливают ушготнительный резиновый элемент 2 до своей первоначальной формы и тем самым освобождают ствол 1 для перемещения. Нижний конус 4 освобождает плашки 11, они отходят от стенок обсадной колонны, и вся сборка снимается с места установки.

Заявляемый пакер можно поднять и опустить в другом месте, повторив при этом операцию по приведению его в действие.

Промышленные испытания показали высокую эксплуатационную надежность пакера, возможность его многократного использования и простоту конструкции.

17 августа 2000 г.

Claims (1)

1. Пакер, содержащий ствол с осевым каналом, установленные на стволе уплотнительный элемент, верхний и нижний конусы, переводник, жестко связанный со стволом, и якорный узел с подпружиненными плашками, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде цилиндрической втулки с осевым каналом, имеющим коническую поверхность, верхний конус выполнен в виде втулки с буртиком на верхнем торце и внутренней резьбой по осевому каналу и установлен на стволе внутри уплотнительного элемента с возможностью сопряжения конических поверхностей верхнего конуса и уплотнительного элемента, при этом угол конуса верхнего конуса выполнен больше угла конуса в уплотнительном элементе, на верхнем конце ствола выполнена наружная резьба с возможностью образования соединения с верхним конусом и переводником, а якорный узел установлен под нижним конусом.