RU2057896C1

RU2057896C1 - Packer

Info

Publication number: RU2057896C1
Application number: RU93002684A
Authority: RU
Inventors: Ш.Ф. Тахаутдинов; А.Ф. Сливченко; Л.С. Сидоров
Original assignee: Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: gas and oil industry. SUBSTANCE: packer has shaft, sealing member with upper and lower rests, conical bushing with splines mounted for axial translation relative to shaft and rigidly jointed to hollow fairing tightly divided by diaphragm into low-pressure chamber and high-pressure chamber filled with liquid where piston rigidly jointed to shaft is placed. Conical bushing is rigidly jointed to fairing, piston - to shaft and plunger stopper has duct and is mounted for limited translation after its connection to catching head with lifting cable-rope. EFFECT: simplified process of lifting of packer out of well without complications after operation is terminated. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметичного разобщения отдельных интервалов скважин при проведении работ, связанных с испытанием обсадной колонны на герметичность. The invention relates to the oil and gas industry and is intended for tight separation of individual intervals of wells during work related to the test of casing for leaks.

Известен пакер, включающий корпус с уплотнительным элементом, коническую втулку со шлицами, клапан с электронагревателем, поршень и цилиндр (1). Недостатком указанного устройства является то, что установка пакера производится при перетоке жидкости из полости цилиндра в полость обтекателя через клапан, приводимый электродвигателем, соединенным с токоведущим кабель-канатом, на котором пакер спускается в скважину. Кроме того, сложность конструкции пакера приводит к осложнениям при его извлечении из скважины. Known packer, comprising a housing with a sealing element, a conical sleeve with slots, a valve with an electric heater, a piston and a cylinder (1). The disadvantage of this device is that the installation of the packer is performed when the fluid flows from the cylinder cavity into the fairing cavity through a valve driven by an electric motor connected to a current-carrying cable-rope, on which the packer is lowered into the well. In addition, the complexity of the design of the packer leads to complications when it is removed from the well.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа, пакер, спускаемый в скважину под тяжестью собственного веса, содержащий корпус с осевым каналом, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлицами, жестко соединенной с нижним упором, обтекатель с камерами высокого и низкого давления, причем камера низкого давления сверху перекрыта извлекаемой пробкой [2] Недостатком известного пакера является сложность освобождения и подъема из скважины с предварительным извлечением верхней пробки, а потом собственно пакера, что требует дополнительных затрат времени. The closest in technical essence to the claimed device is a protector selected as a prototype, a packer lowered into the well under its own weight, comprising a body with an axial channel, a sealing element with upper and lower stops, a tapered sleeve with splines, rigidly connected to the lower stop, fairing with high and low pressure chambers, the low pressure chamber being blocked from above by an extractable plug [2] A disadvantage of the known packer is the difficulty of releasing and lifting from the well with by removing the top plug, and then the packer itself, which requires additional time.

Целью изобретения является упрощение процесса подъема пакера из скважины без осложнений после завершения работ. The aim of the invention is to simplify the process of lifting the packer from the well without complications after completion of work.

Достигается это тем, что пакер содержит ствол, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлицами, жестко соединенную и установленную с возможностью осевого перемещения относительно ствола, с полым обтекателем, разделенным герметично диафрагмой на камеру низкого давления и заполненную жидкостью камеру высокого давления, с установленным поршнем, жестко соединенным со стволом, при этом полость пакера низкого давления сообщается с надпакерным пространством скважины через подвижный плунжер-пробку. This is achieved by the fact that the packer contains a barrel, a sealing element with upper and lower stops, a conical sleeve with splines, rigidly connected and mounted with the possibility of axial movement relative to the barrel, with a hollow cowling, hermetically sealed by a diaphragm into a low-pressure chamber and a high-pressure chamber filled with liquid , with an installed piston, rigidly connected to the barrel, while the cavity of the low-pressure packer communicates with the above-packer space of the well through a movable plunger plug.

На чертеже показан пакер в транспортном положении, общий вид в разрезе. The drawing shows the packer in the transport position, a General view in section.

Пакер содержит ствол 1, уплотнительный элемент 2 с верхним 3 и нижним 4 упорами, коническую втулку 5 со шлицами 6 и пружинами 7, полый обтекатель 8, в котором установлено диафрагменное устройство 9 с полостью низкого давления 10 и заполненную жидкостью полость 11, снизу закрытой поршнем 12, соединенным со стволом 1. Обтекатель 8 снизу соединен жестко с конической втулкой 5, а сверху закрыт плунжером-пробкой 13 с ловильным приспособлением 14 и каналом 15. The packer comprises a barrel 1, a sealing element 2 with upper 3 and lower 4 stops, a tapered sleeve 5 with slots 6 and springs 7, a hollow cowling 8 in which a diaphragm device 9 with a low-pressure cavity 10 and a fluid-filled cavity 11 is installed, closed by a piston from below 12 connected to the barrel 1. The bottom fairing 8 is rigidly connected to the conical sleeve 5 from the bottom, and the top is closed by a plug plunger 13 with a fishing device 14 and a channel 15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Пакер спускается в скважину 16 под тяжестью собственного веса. При этом плунжер-пробка 13 находится в нижнем положении. При спуске пакера жидкость из затрубного пространства перетекает через зазор между пакером и внутренней стенкой скважины в пространство над пакером. По мере увеличения глубины спуска пакера давление через отверстия 17 и полость 18, сообщающихся с затрубным пространством, передается на поршень 12 и через жидкость камеры 11 на диафрагму устройства 9, которое при достижении пакером заданной глубины, а следовательно, и расчетного давления, разрушается. The packer descends into the well 16 under the weight of its own weight. When this plunger plug 13 is in the lower position. During the descent of the packer, fluid from the annulus flows through the gap between the packer and the inner wall of the well into the space above the packer. As the depth of descent of the packer increases, the pressure through the holes 17 and the cavity 18 communicating with the annulus is transmitted to the piston 12 and through the fluid of the chamber 11 to the diaphragm of the device 9, which, when the packer reaches the specified depth and, consequently, the design pressure, is destroyed.

При этом поршень 12 и жестко связанный с ним ствол 1 и упор 4 начинают двигаться вверх и перемещать уплотнительный элемент 2 и упор 3. Последний толкает шлицы 6, перемещающиеся по конусу 5 до упора на стенки скважины. При дальнейшем движении поршня 12 вверх происходит прижатие уплотнительного элемента 2 к стенке скважины 16 и таким образом происходит надежная герметизация пакеруемого участка на заданной глубине под расчетным гидростатическим давлением скважинной жидкости. При этом плунжер-пробка 13 остается неподвижной из-за значительной разницы объемов полостей 10 и 11. In this case, the piston 12 and the barrel 1 and the support 4 rigidly connected to it begin to move upward and move the sealing element 2 and the support 3. The latter pushes the slots 6, which move along the cone 5 against the borehole wall. With the further movement of the piston 12 upward, the sealing element 2 is pressed against the wall of the well 16 and thus, the packaged area is sealed reliably at a predetermined depth under the estimated hydrostatic pressure of the wellbore fluid. In this case, the plunger plug 13 remains stationary due to a significant difference in the volumes of the cavities 10 and 11.

Извлечение пакера из скважины после завершения работ производится с помощью ловителя, спускаемого на тросе. Ловитель захватывает головку 14 плунжера-пробки 13 и натяжением троса перемещает ее вверх. При этом полость 10 сообщается со скважиной через канал 15 плунжера-пробки 13. Давление в полостях 10, 11, 18 выравнивается. Removing the packer from the well after completion of work is done using a catcher, lowered on a cable. The catcher captures the head 14 of the plug plunger 13 and pulls the cable upwards. In this case, the cavity 10 communicates with the well through the channel 15 of the plug plunger 13. The pressure in the cavities 10, 11, 18 is equalized.

Уплотнительный элемент 2 разжимается, перемещает ствол 1 вниз и освобождает шлицы 6. Происходит распакеровка и подъем пакера на устье скважины. Соотношение объемов камер 10 и 11 и диаметр плунжера-пробки 13 рассчитаны таким образом, что усилие перемещения плунжера-пробки 13 при распакеровке не превышает разрывного усилия кабеля-каната. The sealing element 2 is expanded, moves the barrel 1 down and releases the splines 6. Unpacking and lifting of the packer at the wellhead occurs. The ratio of the volumes of the chambers 10 and 11 and the diameter of the plug plug 13 are calculated in such a way that the force of movement of the plug plug 13 during unpacking does not exceed the breaking strength of the cable rope.

Технико-экономический эффект от использования пакера заключается в сокращении затрат на его подъем из скважины за счет исключения дополнительной операции по извлечению пробки. The technical and economic effect of using the packer is to reduce the cost of lifting it from the well by eliminating the additional operation of removing the plug.

Claims

A PACKER, comprising a barrel with a piston, a sealing element with upper and lower stops, a conical sleeve with slips, a cowling, the cavity of which is divided by a diaphragm assembly into a high-pressure cavity filled with liquid, bounded by a piston, the space under which is connected with the borehole space, and a low-pressure cavity, a plunger plug made with a fishing head for communicating the low-pressure cavity with the space of the well when removing the packer, characterized in that the conical sleeve is rigidly connected with the streamline elem, and the piston is rigidly connected with the barrel, wherein the plunger tube is provided with a channel and is mounted for limited movement after its junction with a fishing head lifting cable-rope.