RU2105864C1

RU2105864C1 - Packer

Info

Publication number: RU2105864C1
Application number: RU96109446A
Authority: RU
Inventors: Мирсат Мирсалимович Нагуманов; Тамара Шакировна Нагуманова; Марат Мирсатович Нагуманов
Original assignee: Мирсат Мирсалимович Нагуманов; Тамара Шакировна Нагуманова; Марат Мирсатович Нагуманов
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1998-02-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: packer has rod, sealing member with cones, spring-loaded stops, adapters. Rigidly connected to adapters by protrusions are bushes. Also provided are moving-apart supports with tail-piece. Supports are mounted on protrusions of bush. Bush protrusion has inner slots, and tail-piece of moving-apart support has side slots and side protrusions. Tail-piece of moving-apart support is seated inside slot of bush protrusion and is engaged with it by side protrusions. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакеру для герметизации затрубного пространства. The invention relates to the oil and gas industry, namely to a packer for sealing annulus.

Известен пакер с перекидывающим устройством, включающий толкатель, конус и взаимосвязанные между собой верхний и нижний ряды раздвижных опор (плашек) пакера, причем нижний ряд раздвижных опор пакера находится в зацеплении с толкателем, а верхней связан штифтами с нижним рядом [1]
В этой конструкции перекрывающее устройство удерживается в сложенном состоянии только под действием веса труб ниже пакера, что приведет к преждевременному срабатыванию раздвижных опор при спуске пакера в скважину. Кроме того, использование раздвижных опор (плашек), связанных штифтами и скользящих по направляющим пазам по конусу, усложняет конструкцию пакера и снижает надежность его работы.Known packer with a throwing device, including a pusher, cone and interconnected upper and lower rows of sliding bearings (dies) of the packer, and the lower row of sliding bearings of the packer is engaged with the pusher, and the upper is connected by pins to the lower row [1]
In this design, the overlapping device is kept folded only under the influence of the weight of the pipes below the packer, which will lead to premature operation of the sliding supports when the packer is lowered into the well. In addition, the use of sliding supports (dies), connected by pins and sliding along the guide grooves along the cone, complicates the design of the packer and reduces its reliability.

Известен пакер, содержащий шток, уплотнительный элемент с конусами, раздвижные опоры (плашки) с хвостовиком, переводники и жестко связанные с ними втулки с внутренними выступами, подпружиненные упоры [2]
Взаимодействующие поверхности раздвижных опор с кожухами и упорами выполнены коническими, причем раздвижные опоры установлены на выступах втулок и имеют пальцы, а выступы втулок торцевые пазы под них.Known packer containing a rod, a sealing element with cones, sliding bearings (dies) with a shank, sub and rigidly connected bushings with internal protrusions, spring-loaded stops [2]
The interacting surfaces of the sliding supports with casings and stops are made conical, and the sliding supports are mounted on the protrusions of the bushings and have fingers, and the protrusions of the bushings have end grooves under them.

В предложенной конструкции для зацепления раздвижных опор с выступом втулки в хвостовой части раздвижной опоры предусмотрен радиальный паз. Однако размещение выступа втулки внутри радиального паза раздвижных опор уменьшает возможность более широкого их раскрытия, тем самым уменьшается возможность перекрытия кольцевого пространства с увеличением диаметра скважины. При этом уменьшается полезная площадь проходного штока пакера для прохождения жидкости и приборов. В результате ухудшается технологические возможности конструкции. Кроме того, наличие радиального паза для зацепления с выступом втулки уменьшает прочностные характеристики раздвижных опор. In the proposed design, a radial groove is provided for engaging the sliding supports with the protrusion of the sleeve in the rear of the sliding support. However, the placement of the protrusion of the sleeve inside the radial groove of the sliding supports reduces the possibility of their wider disclosure, thereby reducing the possibility of overlapping the annular space with increasing borehole diameter. This reduces the usable area of the packer through passage for the passage of fluid and devices. As a result, the technological capabilities of the structure deteriorate. In addition, the presence of a radial groove for engagement with the protrusion of the sleeve reduces the strength characteristics of the sliding supports.

По вышеуказанным причинам уменьшается надежность работы пакера и поэтому применение предложенного оборудования имеет ограничение. For the above reasons, the reliability of the packer is reduced and therefore the application of the proposed equipment has a limitation.

Цель изобретения повышение надежности работы пакера. The purpose of the invention to increase the reliability of the packer.

Достигается это тем, что в пакере, содержащем шток, уплотнительный элемент с конусами, подпружиненные упоры, переводчики и жестко связанные в ними втулки с выступами, раздвижные опоры с хвостовиком, размещенные на выступах втулки, выступ втулки выполнен с внутренними пазами, а хвостовик раздвижной опоры с боковыми пазами и боковыми выступами, причем хвостовик раздвижной опоры размещен внутри паза выступа втулки и находится в зацеплении с ним боковыми выступами. This is achieved by the fact that in a packer containing a rod, a sealing element with cones, spring-loaded stops, translators and rigidly connected bushes with protrusions, sliding bearings with a shank placed on the ledges of the sleeve, the protrusion of the sleeve is made with internal grooves, and the shank of the sliding support with lateral grooves and lateral protrusions, the shank of the sliding support located inside the groove of the protrusion of the sleeve and is engaged with the lateral protrusions.

Существенным отличием заявленного решения от известных является то, что выступ втулки выполнен с внутренними, а хвостовик раздвижной опоры с боковыми пазами и боковыми выступами, причем хвостовик раздвижной опоры размещен внутри паза выступа втулки и находится в зацеплении с ним боковыми выступами. A significant difference of the claimed solution from the known ones is that the protrusion of the sleeve is made with internal, and the shank of the sliding support with side grooves and side protrusions, and the shank of the sliding support is located inside the groove of the protrusion of the sleeve and is engaged with the side protrusions.

На фиг. 1 изображен пакер в исходном положении; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 внешний вид раздвижной опоры снаружи; на фиг. 4 внешний вид раздвижной опоры с торца. In FIG. 1 shows the packer in the initial position; in FIG. 2 section aa in figure 1; in FIG. 3 appearance of the sliding support outside; in FIG. 4 the appearance of the sliding support from the end.

Пакер содержит шток 1, уплотнительный элемент 2 с конусами 3, подпружиненные с помощью пружин 4 упоры 5, верхний 6 и нижний 7 переводники, на которые навернуты жестко связанные с ними втулки 8 с выступами. Между штоками 1 и втулкой 8 имеются раздвижные опоры 9. Выступ втулки 8 выполнен с внутренними пазами 10, а хвостовик раздвижной опоры 9 с боковыми пазами 11 и боковыми выступами, причем хвостовик раздвижной опоры 9 размещен внутри паза 10 выступа втулки 8 и находится в зацеплении с ним боковыми выступами 12. The packer contains a rod 1, a sealing element 2 with cones 3, spring stops 5 with springs 4, upper 6 and lower 7 sub, onto which bushings 8 with protrusions are tightly connected. Between the rods 1 and the sleeve 8 there are sliding supports 9. The protrusion of the sleeve 8 is made with internal grooves 10, and the shank of the sliding support 9 with side grooves 11 and side protrusions, the shank of the sliding support 9 is located inside the groove 10 of the protrusion of the sleeve 8 and is engaged side projections 12.

Для передачи крутящего момента от штока к нижнему переводнику 7 предусмотрена шпонка 13. Для предотвращения попадания твердых частиц пород в зазоры между раздвижными опорами 9 после их раскрытия они снабжены козырьками 14 и выступом 15. To transmit torque from the rod to the lower sub 7, a key 13 is provided. To prevent solid rock particles from entering the gaps between the sliding supports 9 after they are opened, they are provided with visors 14 and a protrusion 15.

Выполнение взаимодействующих поверхностей упора 5 и хвостовика раздвижной опоры 9 коническими обеспечивает постоянное прижатие раздвижных опор к штоку 1. The implementation of the interacting surfaces of the stop 5 and the shank of the sliding support 9 conical provides a constant pressing of the sliding supports to the rod 1.

Все перекрывающие узлы пакера выполнены взаимозаменяемыми. All overlapping packer nodes are made interchangeable.

После спуска оборудования в скважину до намеченного интервала на пакер создают сжимающую нагрузку. При этом верхний переводник 6 вместе с верхней втулкой 8 и штоком 1 перемещаются вниз относительно нижнего переводника 7. В процессе деформации уплотнительного элемента 2, при определенном значении осевой нагрузки, пружины 4 сжимаются и раздвижные опоры 9, размещенные над и под уплотнительным элементом 2, под действием конусов 3 расходятся по внутренним пазам 10 выступа втулки 8 в радиальном направлении до диаметра скважины и перекрывают кольцевое пространство между конусом 3 и стенкой скважины. При этом упор 5, размещенный в верхней части пакера, перемещается вверх, а упор 5, размещенный в нижней части, перемещается вниз относительно втулки 8. Размеры козырька 14 и выступа 15 раздвижных опор подобраны с таким расчетом, чтобы при их раскрытии было исключено образование бокового сквозного зазора во внутрь между раздвижными опорами. After the equipment is lowered into the well to the intended interval, a compressive load is created on the packer. In this case, the upper sub 6 together with the upper sleeve 8 and the stem 1 are moved downward relative to the lower sub 7. In the process of deformation of the sealing element 2, at a certain value of the axial load, the springs 4 are compressed and sliding bearings 9 placed above and below the sealing element 2, under the action of the cones 3 diverge along the internal grooves 10 of the protrusion of the sleeve 8 in the radial direction to the diameter of the well and overlap the annular space between the cone 3 and the wall of the well. In this case, the stop 5, located in the upper part of the packer, moves up, and the stop 5, located in the lower part, moves down relative to the sleeve 8. The dimensions of the visor 14 and the protrusion 15 of the sliding supports are selected so that the lateral formation is excluded end-to-end clearance inward between the sliding supports.

Для распакеровки скважины на пакер создают растягивающее усилие. В результате верхний переводник 6 вместе с штоком 1 перемещается вверх относительно нижнего переводника 7, уплотнительный элемент 2 принимает первоначальное положение. Под действием подпружиненного упора 5 раздвижные опоры 9 возвращаются в исходное положение (фиг. 1). For unpacking the well to the packer, a tensile force is created. As a result, the upper sub 6 together with the rod 1 moves upward relative to the lower sub 7, the sealing element 2 takes its initial position. Under the action of the spring-loaded stop 5, the sliding supports 9 return to their original position (Fig. 1).

Все узлы перекрытия пакера выполнены взаимозаменяемыми. All packer overlap nodes are interchangeable.

В предложенном пакере, при таком конструктивном исполнении, увеличивается диапазон раскрытия раздвижных опор. Поэтому этот пакер может быть использован для перекрытия кольцевого пространства в скважинах с различными внутренними диаметрами. Конструктивно, при технологической необходимости диаметр проходного канала штока предложенного пакера можно выполнить большим, чем у прототипа, не уменьшая при этом прочностные характеристики раздвижных опор. In the proposed packer, with this design, the disclosure range of the sliding supports increases. Therefore, this packer can be used to overlap the annular space in wells with different internal diameters. Structurally, with technological need, the diameter of the passage channel of the rod of the proposed packer can be made larger than that of the prototype, without reducing the strength characteristics of the sliding supports.

В зависимости от технологических условий применения узлы перекрытия пакера могут быть установлены по обоим концам уплотнительного элемента (фиг. 1) или только с одного конца уплотнительного элемента. Depending on the technological conditions of use, packer overlap nodes can be installed at both ends of the sealing element (Fig. 1) or only at one end of the sealing element.

Экономический эффект от применения предложенного пакера достигается за счет повышения надежности его в работе. The economic effect of the application of the proposed packer is achieved by increasing its reliability.

Claims

A packer comprising a rod, a sealing element with cones, spring-loaded stops, sub and rigidly connected bushings with protrusions, sliding bearings with a shank placed on the ledges of the sleeve, characterized in that the protrusion of the sleeve is made with internal grooves, and the shank of the sliding support with side grooves and lateral protrusions, the shank of the sliding support located inside the groove of the protrusion of the sleeve and is engaged with the lateral protrusions.