RU174919U1

RU174919U1 - Пакер с упором на забой

Info

Publication number: RU174919U1
Application number: RU2017126417U
Authority: RU
Inventors: Расих Нафисович Файзуллин; Олег Александрович Дульский; Валерий Юрьевич Акуляшин; Айрат Алмазович Халимов; Алсу Ильдусовна Исмагилова
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина"
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2017-11-10

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции в скважине затрубного пространства от трубного.Пакер с упором на забой содержит патрубок, уплотнительные элементы, шайбу, расположенную между уплотнительными элементами, верхний и нижний упоры, имеющие форму "тарелки". Верхний упор выполнен с коническим элементом. Новым является то, что шайба выполнена с выступом в форме полого цилиндра, расположенного на нижней стороне шайбы и соосно ей. На наружной боковой стенке полого цилиндра с нижнего конца снята фаска. На полый цилиндр установлена внутренним диаметром пружина сжатия. Она упирается нижним концом на дно цилиндрической выборки, выполненной на диске, имеющей в центре отверстие. Диаметр отверстия диска выбран больше наружного диаметра полого цилиндра. Наружный диаметр диска выбран равным наружному диаметру шайбы.В предложенном пакере с упором на забой повышается надежность работы.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции в скважине затрубного пространства от трубного. Известен пакер [1], содержащий уплотнительный узел, состоящий из деформируемого патрубка, эластичной манжеты и расширяющего элемента, взаимодействующего через срезной элемент с цилиндром, связанным с приводом, включающим шток. Внутренний диаметр расширяющего элемента выбран под наружный диаметр плунжера и снабжен кольцевым уступом, установленным на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб, и уплотнительными элементами для взаимодействия с внутренней стенкой расширяющего элемента. Недостатком данного технического решения являются сложность конструкции, работающей на гидравлическом принципе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является пакер с упором на забой [2], содержащий патрубок, уплотнительные элементы, шайбу, расположенную между уплотнительными элементами, верхний и нижний упоры, имеющие форму "тарелки", при этом верхний упор выполнен с коническим элементом. Недостатком данного пакера является низкая надежность работы. При посадке пакера на забой верхний уплотнительный элемент расширяется в диаметре от действия конического элемента и от действия осевого сжатия между верхним упором и шайбой. Нижний уплотнительный элемент расширяется в диаметре только от действия осевого сжатия между нижним упором и шайбой. Поэтому нижний уплотнительный элемент давит на стенку скважины с меньшей нагрузкой, чем верхний уплотнительный элемент и вследствие этого он с недостаточной силой взаимодействует со стенкой скважины.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы пакера с упором на забой.

Поставленная задача решается тем, что в пакере с упором на забой, содержащем патрубок, уплотнительные элементы, шайбу, расположенную между уплотнительными элементами, верхний и нижний упоры, имеющие форму "тарелки", при этом верхний упор выполнен с коническим элементом, новым является то, что шайба выполнена с выступом в форме полого цилиндра, расположенного на нижней стороне шайбы и соосно ей, причем на наружной боковой стенке полого цилиндра с нижнего конца снята фаска, причем на полый цилиндр установлена внутренним диаметром пружина сжатия, упирающаяся нижним концом на дно цилиндрической выборки, выполненной на диске, имеющей в центре отверстие, причем диаметр отверстия диска выбран больше наружного диаметра полого цилиндра, а наружный диаметр диска выбран равным наружному диаметру шайбы.

На фигуре схематично изображен пакер с упором на забой в продольном разрезе.

Пакер с упором на забой (далее - пакер) содержит патрубок 1, уплотнительные элементы 2 и 3, шайбу 4, расположенную между уплотнительными элементами 2 и 3, верхний и нижний упоры 5 и 6, имеющие форму "тарелки". Верхний упор 5 выполнен с коническим элементом 7. Шайба 4 выполнена с выступом 8 в форме полого цилиндра 9, расположенного на нижней стороне шайбы 4 и соосно ей. На наружной боковой стенке полого цилиндра 9 с нижнего конца снята фаска 10. На полый цилиндр 9 установлена внутренним диаметром пружина сжатия 11. Она упирается нижним концом на дно цилиндрической выборки 12, выполненной на диске 13, имеющей в центре отверстие 14. Диаметр отверстия 14 диска выбран больше наружного диаметра полого цилиндра 9, чтобы при посадке пакера выступ 8 свободно проходил вниз за диск 13. Наружный диаметр диска 13 выбран равным наружному диаметру шайбы 4. При таком равенстве диаметров диск 13 не задевает стенку скважины при подъеме и спуске пакера. Пружина сжатия 11, находясь в цилиндрической выборке 12, удерживает диск 13 соосно полому цилиндру 9.

При сборке пакера верхний упор 5 с патрубком 1 крепятся между собою резьбовым соединением. Затем устанавливаются на патрубок 1 верхний уплотнительный элемент 2, шайба 4 с пружиной сжатия 11, диск 13, нижний уплотнительный элемент 3. После этого устанавливается нижний упор 6, который может свободно перемещаться вдоль патрубка 1. На нижний конец патрубка 1 закручивается муфта 15, и нижний упор 6 соединяется с переводником 16.

Работает пакер следующим способом.

Для герметизации эксплуатационной колонны от действия агрессивных сред и перепадов давления в стволе скважины пакер спускается в скважину на (НКТ) насосно-компрессорных трубах. Посадка пакера производится путем разгрузки веса НКТ на забой, после чего на пакер действует осевая нагрузка на сжатие и радиальная нагрузка на расширение при помощи верхнего упора 5 и нижнего упора 6. В результате действия осевых нагрузок происходит сдавливание уплотнительных элементов 2 и 3, и герметизация пространства путем растекания их по стенке скважины. Радиальная нагрузка на расширение, действующая на верхний уплотнительный элемент 2, образуется за счет верхнего упора 5, имеющего конический элемент 7, который входит в верхний уплотнительный элемент 2. Радиальная нагрузка на расширение, действующая на нижний уплотнительный элемент 3, образуется за счет шайбы 4, имеющего выступ 8, нижний конец которого с фаской 10 входит в нижний уплотнительный элемент 3. При этом пружина сжатия 11 деформируется. Также верхний и нижний уплотнительные элементы 2 и 3 расширяются в диаметре от действия осевой нагрузки, возникающей при уменьшении расстояния между верхним и нижним упорами 5 и 6. Срыв пакера осуществляется путем подъема НКТ. При этом под действием силы упругости пружины сжатия 11 выступ 8 поднимается вверх относительно диска 13, и нижняя часть полого цилиндра 9 с фаской 10 выходит из полости нижнего уплотнительного элемента 3. Из-за этого нижний уплотнительный элемент 3 уменьшается в диаметре и не препятствует подъему пакера вверх. В предложенном пакере повышается надежность работы, так как при посадке пакера на забой верхний и нижний уплотнительные элементы расширяется в диаметре от действия осевой и радиальной нагрузок. В прототипе же нижний уплотнительный элемент расширяется в диаметре только от осевой нагрузки, возникающей от сжатия друг к другу нижнего упора и шайбы. Из сравнительного анализа вытекает, что в предложенном пакере по сравнению с прототипом повышается надежность работы.

Ипользованная информация: 1. Патент РФ 2184209, МПК Е21В 33/12, опубл. 27.06.2002.

2. Патент РФ 52080, МПК Е21В 33/12, опубл. 10.12.2009.

Claims

Пакер с упором на забой, содержащий патрубок, уплотнительные элементы, шайбу, расположенную между уплотнительными элементами, верхний и нижний упоры, имеющие форму "тарелки", при этом верхний упор выполнен с коническим элементом, отличающийся тем, что шайба выполнена с выступом в форме полого цилиндра, расположенного на нижней стороне шайбы и соосно ей, причем на наружной боковой стенке полого цилиндра с нижнего конца снята фаска, причем на полый цилиндр установлена внутренним диаметром пружина сжатия, упирающаяся нижним концом на дно цилиндрической выборки, выполненной на диске, имеющей в центре отверстие, причем диаметр отверстия диска выбран больше наружного диаметра полого цилиндра, а наружный диаметр диска выбран равным наружному диаметру шайбы.