RU2133327C1

RU2133327C1 - Interval packer

Info

Publication number: RU2133327C1
Application number: RU97104557/03A
Authority: RU
Inventors: С.В. Шелемей; А.В. Федосеев; А.Р. Александров; Г.М. Марченко; С.В. Тимошин
Original assignee: Научно-исследовательский и проектный институт "Севернипигаз" РАО "Газпром" предприятие "Севергазпром"
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: interval packer is intended for isolation of well bore-hole in carrying out technological operations in treatment of oil bed. Packer is made up of upper sealing member and lower sealing member with bores, and lock of compressed position of sealing members. Also provided is anchor and valving mechanism in the form of stepped bush installed in housing in the form of upside-down turned sleeve. Control coupling has pin in its side surface. Housing of sleeve turned upside down is provided with shell having limiter on upper end of pipe string. Shell is connected with pump-compressor pipes. Stepped bush is located concentrically in turned upside down sleeve and is provided with two end protrusions and shaped slot for location of control coupling pin in it. Operating mechanism of valve is made in the form of lifting-plug cock. Spool of this cock has external tapered generant surface and is located on pipe string movably. Body of cock spool has internal tapered hole and internal bore at side of small taper diameter. It can turn on tapered generant surface of cock spool. Cock spool at side of small taper diameter has external cylindrical turning and external thread, and it is also is provided with intercrossing radial and axial holes. Cock spool body has radial hole. Radial holes of cock spool and of spool body must be aligned in one position, and be diametrically opposite in another position. Spool of cock at side of large taper diameter is rigidly connected with packer barrel. Aforesaid embodiment of packer allows for enhancing operational reliability combined with higher safety in operation at disconnecting of well bore-hole. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для разобщения ствола скважины при проведении технологических операций по воздействию на пласт. The invention relates to the oil and gas industry and is intended for the separation of the wellbore during technological operations on the impact on the reservoir.

Известен интервальный пакер для разобщения ствола скважины при проведении технологических операций по воздействию на пласт, взятый нами в качестве прототипа, состоящий из верхнего и нижнего герметизирующих элементов со стволами и фиксатором сжатого положения герметизирующих элементов, якоря и клапанного механизма, установленного на колонне труб с муфтой на нижнем конце. A well-known interval packer for separation of the wellbore during technological operations on the impact on the reservoir, taken as a prototype, consisting of the upper and lower sealing elements with trunks and a clamp of the compressed position of the sealing elements, the armature and valve mechanism mounted on the pipe string with the coupling on lower end.

Колонна труб в верхней части связана с насосно-компрессорными трубами (НКТ) переходной муфтой. Клапанный механизм выполнен в виде ступенчатой втулки, установленной концентрично в перевернутом станке, и управляющей муфты со штифтом, жестко закрепленным на ее боковой поверхности. Перевернутый стакан в верхней части связан обечайкой, имеющей продольный паз и ограничитель. В нижней части поверхностный стакан через патрубок связан с седлом, которое выполнено с пересекающимися радиальным и аксиальным отверстиями, причем в аксиальном отверстии размещен с возможностью перекрытия радиального отверстия запорный элемент, имеющий в верхней части выступ. Ступенчатая втулка выполнена с двумя наружными кольцевыми выступами и двумя фигурными пазами, верхним и нижним, для размещения в них штифта управляющей муфты и выступа запорного элемента. Фигурный паз выполнен с чередующимися вертикальными и наклонными участками, соединенными между собой, а нижний фигурный паз выполнен волнообразным с чередующимися горизонтальными и наклонными участками. Переходная муфта имеет жестко закрепленный на ней штифт, установленный в продольном пазу обечайки. The pipe string in the upper part is connected to the tubing by an adapter sleeve. The valve mechanism is made in the form of a stepped sleeve mounted concentrically in an inverted machine, and a control sleeve with a pin rigidly fixed to its side surface. The inverted glass in the upper part is connected by a shell having a longitudinal groove and a stop. In the lower part, the surface cup is connected through a nozzle to the saddle, which is made with intersecting radial and axial holes, and in the axial hole there is a locking element having a protrusion in the upper part with the possibility of overlapping the radial hole. The stepped sleeve is made with two outer annular protrusions and two curly grooves, upper and lower, to accommodate the pin of the control clutch and the protrusion of the locking element. The figured groove is made with alternating vertical and inclined sections interconnected, and the lower figured groove is made wavy with alternating horizontal and inclined sections. The adapter sleeve has a pin fixed to it, mounted in the longitudinal groove of the shell.

Недостатком данного интервального пакера является невозможность обеспечения надежности работы клапана пакера. При любой конструкции такой запорный элемент, выполненный в виде штыря (плунжера) с верхним выступом, имеющим консоль значительной длины, изгибаясь разбивает аксиальное отверстие седла клапана и заклинивается в нем. Например, длина консоли складывается из расчета: от расстояния для перекрытия радиального отверстия, от расстояния гарантированного плотного перекрытия, расстояния от нижнего конца и до середины горизонтального паза ступенчатой втулки. При подъеме или спуске НКТ ступенчатая втулка вращается, а вместе с ней по наклонному фигурному пазу опускается или поднимается этот консольный запорный элемент, в то же время, при вращении ступенчатой втулки, наклонно выполненные стенки паза, где размещен выступ запорного элемента, не только вертикально вниз давят или поднимают горизонтально вверх поршень запорного элемента, но его и изгибают в сторону вращения ступенчатой втулки, и поэтому в процессе открытия или закрытия клапана буквально через несколько циклов пакеровки отверстие седла разбивается и затем происходит разгерметизация пакера. The disadvantage of this interval packer is the inability to ensure the reliability of the packer valve. With any design, such a locking element, made in the form of a pin (plunger) with an upper protrusion having a console of considerable length, bends breaks the axial hole of the valve seat and wedges in it. For example, the length of the console is calculated from the distance from the distance for overlapping the radial hole, from the distance of the guaranteed tight overlap, the distance from the lower end to the middle of the horizontal groove of the stepped sleeve. When raising or lowering the tubing, the step sleeve rotates, and with it along the inclined figured groove, this cantilever locking element is lowered or raised, while at the same time, when the step sleeve is rotated, the inclined walls of the groove where the protrusion of the locking element is placed are not only vertically downward they press or lift the piston of the locking element horizontally upward, but they bend it in the direction of rotation of the stepped sleeve, and therefore, in the process of opening or closing the valve, literally after a few packing cycles, the hole with dla and then partitioned depressurization occurs packer.

Задачей изобретения является повышение надежности работы пакера за счет предотвращения заклинивания запорного элемента в аксиальном отверстии седла клапанного механизма в процессе открытия и закрытия клапана при одновременном повышении безопасности в эксплуатации. The objective of the invention is to increase the reliability of the packer by preventing jamming of the locking element in the axial hole of the valve seat during opening and closing of the valve while improving operational safety.

Поставленная задача решается тем, что в интервальном пакере, содержащем верхний и нижний герметизирующие элементы со стволами и фиксатором сжатого положения герметизирующих элементов, якорь, клапанный механизм, выполненный в виде ступенчатой втулки, установленной в корпусе, и управляющей муфты со штифтом, жестко закрепленным на ее боковой поверхности, а корпус имеет связанные между собой обечайку с ограничителем на верхнем конце, колонну труб с муфтой на нижнем конце, связанной в верхней части с насосно-компрессорными трубами НКТ переходной муфтой, повернутый стакан с центральным отверстием в дне и патрубок, установленный между стаканом и стволом пакера, при этом ступенчатая втулка размещена концентрично в стакане и выполнена с двумя наружными кольцевыми выступами и фигурным пазом для размещения в нем штифта управляющей муфты, причем фигурный паз выполнен с чередующимися вертикальными и наклонными участками, соединенными между собой, при этом переходная муфта имеет жестко закрепленный на ней штифт, установленный в продольном пазу обечайки, причем исполнительный механизм клапана выполнен в виде конусного крана, при этом золотник крана выполнен с наружной конусной образующей поверхностью и размещен подвижно на колонне, а корпус золотника крана, выполненный с внутренним конусным отверстием и внутренней расточкой со стороны малого конусного диаметра установлен с возможностью поворота на конусной образующей поверхности золотника крана, причем золотник крана со стороны малого конусного диаметра имеет наружную цилиндрическую обточку и наружную резьбу, при этом он выполнен с пересекающимися радиальным и аксиальным отверстиями, а корпус его выполнен радиальным отверстием, причем радиальные отверстия золотника и корпуса золотника крана выполнены совмещенными в одном положении, а в другом расположены диаметрально противоположно, причем золотник крана со стороны большего конусного диаметра жестко связан с корпусом пакера, причем в верхней части расточки корпуса золотника крана выполнены продольные концевые пазы, а в нижней части ступенчатой втулки выполнен кольцевой наружный выступ, на котором выполнены концевые шипы для размещения их в продольных концевых пазах верхней части расточки корпуса золотника крана с возможностью для свободного взаимодействия, а также на цилиндрической обточке золотника крана, между торцом внутренней расточки его корпуса со стороны малого диаметра конусного отверстия и торцом прижимной гайки, завинченной на наружную резьбу золотника крана, установлена нажимная втулка, контактирующая поверхность которой с торцом внутренней расточки корпуса золотника крана выполнена в разрезе с радиусом, равным не более 1/2 высоты бурта его внутренней расточки. The problem is solved in that in the interval packer containing the upper and lower sealing elements with trunks and a clamp of the compressed position of the sealing elements, an anchor, a valve mechanism made in the form of a stepped sleeve installed in the housing, and a control coupling with a pin rigidly fixed to it lateral surface, and the casing has an interconnected shell with a stopper at the upper end, a pipe string with a coupling at the lower end, connected at the top with tubing tubing bottom sleeve, a rotated cup with a central hole in the bottom and a nozzle mounted between the cup and the packer barrel, the stepped sleeve being concentrically placed in the cup and made with two outer annular protrusions and a figured groove for accommodating the pin of the control sleeve, the figured groove made with alternating vertical and inclined sections interconnected, while the adapter sleeve has a pin rigidly fixed to it, installed in the longitudinal groove of the shell, and the Executive fur the bottom of the valve is made in the form of a cone valve, while the valve spool is made with an external conical forming surface and is movably placed on the column, and the valve spool body, made with an internal conical hole and an internal bore from the side of the small conical diameter, is rotatably mounted on the conical forming surface valve spool, and the valve spool on the side of the small conical diameter has an external cylindrical turning and an external thread, while it is made with intersecting radial m and axial holes, and its body is made of a radial hole, and the radial holes of the spool and the valve body of the valve are made combined in one position, and in the other are diametrically opposed, and the valve valve from the side of the larger conical diameter is rigidly connected to the packer body, and in the upper parts of the bore of the valve spool housing are made of longitudinal end grooves, and in the lower part of the stepped sleeve an annular external protrusion is made on which end spikes are made for placement them in the longitudinal end grooves of the upper part of the bore of the valve spool body with the possibility for free interaction, as well as on the cylindrical turning of the valve spool, between the end of the inner bore of its body from the side of the small diameter of the conical hole and the end of the clamping nut screwed onto the external thread of the valve spool a pressure sleeve, the contacting surface of which with the end face of the internal bore of the valve spool housing is made in section with a radius equal to not more than 1/2 of the height of the shoulder of its inner ra stitches.

Поставленная задача также решается тем, что между торцом внутренней расточки корпуса золотника крана со стороны малого конусного отверстия и торцом нажимной втулки в местах взаимодействия установлен подшипник. The problem is also solved by the fact that between the end face of the internal bore of the valve spool housing from the side of the small conical hole and the end of the pressure sleeve in the places of interaction a bearing is installed.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения в сравнении с прототипом являются:
- исполнительный механизм клапана выполнен в виде конусного крана, при этом золотник крана выполнен с наружной конусной образующей поверхностью и размещен подвижно на колонне труб, а корпус золотника крана, выполненный с внутренним конусным отверстием и внутренней расточкой со стороны малого конусного диаметра установлен с возможностью поворота на конусной образующей поверхности золотника крана, причем золотник крана со стороны малого конусного диаметра имеет наружную цилиндрическую обточку и наружную резьбу, при этом золотник крана выполнен с пересекающимися радиальным и аксиальным отверстиями, а корпус его выполнен с радиальным отверстием, причем радиальные отверстия золотника и корпуса золотника крана должны быть в одном положении совмещены, а в другом - расположены диаметрально противоположно;
- причем золотник крана со стороны большего конусного диаметра жестко связан со стволом пакера, а в свою очередь в верхней части расточки корпуса золотника крана выполнены продольные концевые пазы, а в нижней части ступенчатой втулки выполнен кольцевой наружный выступ и на нем выполнены концевые шипы для размещения их в продольных концевых пазах верхней части расточки корпуса золотника крана с возможностью для свободного взаимодействия;
- а также на цилиндрической обточке золотника крана, между торцом внутренней расточки его корпуса со стороны малого диаметра конусного отверстия и торцом прижимной гайки, завинченной на наружную резьбу золотника крана, установлена нажимная втулка, контактирующая поверхность которой с торцом внутренней расточки корпуса золотника крана выполнена в разрезе с радиусом, равным не более 1/2 высоты бурта его внутренней расточки;
- между торцом внутренней расточки корпуса золотника крана со стороны малого конусного отверстия и торцом нажимной втулки в местах взаимодействия установлен подшипник.Salient features of the claimed invention in comparison with the prototype are:
- the actuator of the valve is made in the form of a cone valve, while the valve spool is made with an external conical forming surface and is movably placed on the pipe string, and the valve spool body made with an internal conical hole and an internal bore from the side of the small conical diameter is rotatably mounted the conical forming surface of the valve spool, and the valve spool on the side of the small conical diameter has an external cylindrical turning and an external thread, while the valve spool made with intersecting radial and axial holes, and its body is made with a radial hole, and the radial holes of the spool and the valve spool body must be combined in one position and in the other position diametrically opposed;
- moreover, the valve spool from the side of the larger conical diameter is rigidly connected with the packer barrel, and, in turn, longitudinal end grooves are made in the upper part of the valve spool body of the valve, and an outer ring protrusion is made in the lower part of the stepped sleeve and end spikes are made on it to accommodate them in the longitudinal end grooves of the upper part of the bore of the valve spool housing with the possibility for free interaction;
- as well as on the cylindrical turning of the valve spool, between the end face of the inner bore of its body from the side of the small diameter of the conical hole and the end of the clamping nut screwed onto the external thread of the valve spool, a push sleeve is installed, the contact surface of which with the end face of the internal bore of the valve spool body is cut with a radius equal to not more than 1/2 the height of the shoulder of its inner bore;
- between the end face of the internal bore of the valve spool housing from the side of the small conical hole and the end of the pressure sleeve, a bearing is installed at the points of interaction.

С целью лучшего использования изобретения предлагается по обе стороны конических образующих поверхностей золотника крана и его корпуса крана на их цилиндрических наружных и внутренних частях предусмотреть уплотнительные элементы. With a view to making better use of the invention, it is proposed to provide sealing elements on both sides of the conical forming surfaces of the valve spool and its valve body on their cylindrical outer and inner parts.

В техническом решении, взятым нами в качестве прототипа, трудно обеспечить надежность работы без бокового давления клапана на седло или выступающей части клапана, так как здесь запорный элемент выполнен в виде плунжера с верхним выступом, размещенным в наклонном фигурном пазу ступенчатой втулки. При открытии и закрытии клапана (подъем-спуск НКТ) ступенчатая втулка вращается, тем самым стенки наклонном фигурного паза этой втулки приподнимают или опускают этот запорный элемент (плунжер с верхним выступом, служащий вместо клапана), и одновременно эти же стенки фигурного паза и изгибают этот запорный элемент в сторону вращения ступенчатой втулки. Поэтому соосность отверстия клапана нарушается и оно (аксиальное отверстие седла) разбивается, затем запорный элемент (поршень) заклинивается в этом отверстии, что приводит к разгерметизации пакерного клапана. В связи с этим снижается эффективность пакеровки. In the technical solution we have taken as a prototype, it is difficult to ensure reliable operation without lateral pressure of the valve on the seat or the protruding part of the valve, since here the locking element is made in the form of a plunger with an upper protrusion placed in an inclined figured groove of the stepped sleeve. When the valve opens and closes (tubing lift-descent), the stepped sleeve rotates, thereby raising the walls of the inclined figured groove of this sleeve to lower or lower this locking element (a plunger with an upper protrusion serving instead of the valve), and at the same time the same walls of the figured groove and bend this locking element in the direction of rotation of the stepped sleeve. Therefore, the alignment of the valve hole is violated and it (the axial hole of the seat) is broken, then the locking element (piston) is jammed in this hole, which leads to depressurization of the packer valve. In this regard, the effectiveness of packing is reduced.

А в предложенном изобретении клапан и седло выполнены в виде конусного крана, при этом золотник крана выполнен с наружной конусной образующей поверхностью и размещен подвижно на колонне, а корпус золотника крана, выполненный с внутренним конусным отверстием и внутренней расточкой со стороны малого конусного диаметра, установлен с возможностью поворота на конусной образующей поверхности золотника крана. При открытии и закрытии клапана (конусного крана) соосность существенно не влияет, т.к. при вращении ступенчатой втулки вместе с ней вращается и корпус золотника крана (открывая или закрывая отверстие крана), свободно связанный (размещенный) верхним концом в верхней части ступенчатой втулки. Здесь развязаны функции привода и исполнительного механизма. Такое выполнение клапана и привода его обеспечивает надежную работу пакера и увеличивает безопасность в эксплуатации. And in the proposed invention, the valve and seat are made in the form of a cone valve, while the valve spool is made with an external conical forming surface and is movably placed on the column, and the valve spool body, made with an internal conical hole and an internal bore from the side of the small conical diameter, is installed with the possibility of rotation on the conical forming surface of the valve spool. When opening and closing the valve (cone valve), the alignment does not significantly affect, because when the step sleeve rotates, the valve spool body rotates with it (opening or closing the tap hole), loosely connected (placed) by the upper end in the upper part of the step sleeve. The drive and actuator functions are decoupled here. This embodiment of the valve and its actuator ensures reliable operation of the packer and increases operational safety.

Вышеуказанные существенные отличительные признаки нам были неизвестны из патентной и научно-технической информации и соответствуют критерию "Новизна", т.е. существенные отличительные признаки являются "Новыми". The above significant distinguishing features were unknown to us from the patent and scientific and technical information and meet the criterion of "Novelty", i.e. salient hallmarks are New.

Учитывая то, что вышеуказанные существенные отличительные признаки являются неочевидными для среднего специалиста в этой области знаний, то мы считаем, что изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень". Given that the above significant distinguishing features are not obvious to the average person skilled in the art, we believe that the invention meets the criterion of "Inventive step".

Что же касается "Промышленной применимости", то изобретение соответствует этому критерию, так как на него выполнены рабочие чертежи. В настоящее время идет подготовка к изготовлению и испытанию опытного образца в промысловых условиях. As for the "Industrial applicability", the invention meets this criterion, since it is made working drawings. Currently, preparations are underway for the manufacture and testing of a prototype in field conditions.

Сущность изобретения поясняется ниже, где на фиг. 1-2 представлен интервальный пакер, продольный разрез; на фиг. 3 - развертка ступенчатой втулки (ротора) с пазом; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1. The invention is explained below, where in FIG. 1-2 presents an interval packer, a longitudinal section; in FIG. 3 - scan stepped sleeve (rotor) with a groove; in FIG. 4 - node I in FIG. 1.

Интервальный пакер состоит из верхнего 1 и нижнего 2 герметизирующих элементов со стволами 3 и 4 и фиксатором 5 сжатого положения герметизирующих элементов 1 и 2, якоря 6 и клапанного механизма, выполненного в виде ступенчатой втулки 7, установленной в корпусе 8 (перевернутого стакана), и управляющей муфты 9 со штифтом 10, жестко закрепленным на ее боковой поверхности, а корпус (перевернутого стакана) имеет связанные между собой обечайку 11 с ограничителем 12 на верхнем конце, колонны труб 13 с муфтой 14 на нижнем конце, связанной в верхней части с насосно-компрессорными трубами НКТ 15 переходной муфтой 16. В нижней части перевернутый стакан 8 с центральным отверстием 17 в дне жестко связан через патрубок 18 со стволом 3 пакера. Перевернутый стакан 8 может быть выполнен из трех составных элементов, а именно: из корпуса-втулки с внутренним концевым буртом, внутренней втулки с внутренними расточками по ее концам и дна с центральным отверстием. Ступенчатая втулка 7 размещена концентрично в перевернутом стакане 8 и выполнена с двумя наружными концевыми и фигурным пазом для размещения в нем штифта 10 управляющей муфты 9, причем фигурный паз выполнен с чередующимися вертикальными 19 и наклонными 20 участками, соединенными между собой. Переходная муфта 16 имеет жестко закрепленный на ней штифт 21, установленный в продольном пазу обечайки 11. Исполнительный механизм клапана выполнен в виде конусного крана, при этом золотник 22 крана выполнен с наружной конусной образующей поверхностью и размещен подвижно на колонне труб 13, а корпус 23 золотника крана, выполненный с внутренним конусным отверстием и внутренней расточкой со стороны малого конусного диаметра установлен с возможностью поворота на конусной образующей поверхности золотника 22 крана. Золотник 22 крана со стороны малого конусного диаметра имеет наружную цилиндрическую обточку 24 и наружного резьбу 25, а также он выполнен с пересекающимися радиальным 26 и аксиальным 27 отверстиями. Корпус 23 золотника крана имеет радиальное 28 отверстие, причем радиальные отверстия золотника крана и корпуса его должны быть в одном положении совмещены, а в другом - расположены диаметрально противоположно. Золотник 22 крана со стороны большего конусного диаметра жестко связан со стволом 3 пакера. В верхней части расточки корпуса 23 золотника крана выполнены продольные концевые пазы 29, а в нижней части ступенчатой втулки 7 выполнен кольцевой наружный выступ 30 и на нем выполнены концевые шипы 31 (выступы) для размещения их в продольных концевых пазах 29 верхней части расточки корпуса 23 золотника крана с возможностью для их свободного взаимодействия. На цилиндрической обточке 24 золотника 22 крана, между торцом внутренней расточки корпуса 23 золотника со стороны малого конусного отверстия и торцом прижимной гайки 32, завинченной на наружную резьбу 25 золотника 22 крана, установлена нажимная втулка 33, контактирующая поверхность которой с торцом внутренней расточки корпуса 23 золотника крана выполнена в разрезе с радиусом, равным не более 1/2 высоты бурта его внутренней расточки, а также между торцом внутренней расточки корпуса 23 золотника крана со стороны малого конусного отверстия и торцом нажимной втулки 33 в местах взаимодействия установлен подшипник 34. На цилиндрических наружных и внутренних частях золотника 22 крана и его корпуса 23 предусмотрены уплотнительные элементы 35, 36, 37. The interval packer consists of the upper 1 and lower 2 sealing elements with trunks 3 and 4 and the clamp 5 of the compressed position of the sealing elements 1 and 2, the armature 6 and the valve mechanism, made in the form of a stepped sleeve 7, mounted in the housing 8 (inverted glass), and control clutch 9 with a pin 10, rigidly fixed on its side surface, and the housing (inverted cup) has a shell 11 connected with each other with a limiter 12 at the upper end, pipe string 13 with a clutch 14 at the lower end connected in the upper part to the pump tubing but tubing coupling 15 in transition 16. In the bottom of the inverted cup 8 with a central opening 17 in the bottom is rigidly connected through the pipe 18 with the barrel 3 of the packer. The inverted cup 8 can be made of three constituent elements, namely: from a sleeve body with an internal end collar, an internal sleeve with internal bores at its ends, and a bottom with a central hole. The stepped sleeve 7 is placed concentrically in the inverted glass 8 and is made with two external end and shaped grooves to accommodate the pin 10 of the control sleeve 9, the shaped groove made with alternating vertical 19 and inclined 20 sections, interconnected. The adapter sleeve 16 has a pin 21 rigidly fixed on it, mounted in the longitudinal groove of the shell 11. The valve actuator is made in the form of a cone valve, while the valve spool 22 is made with an external conical forming surface and is movably mounted on the pipe string 13, and the valve body 23 a tap made with an internal conical hole and an internal bore from the side of the small conical diameter is mounted to rotate on the conical generatrix surface of the valve spool 22. The valve spool 22 from the side of the small conical diameter has an outer cylindrical turning 24 and an external thread 25, and it is also made with intersecting radial 26 and axial 27 holes. The valve body 23 of the valve has a radial hole 28, the radial holes of the valve valve and its body must be aligned in one position and diametrically opposed in the other. The valve spool 22 from the side of the larger conical diameter is rigidly connected to the barrel 3 of the packer. In the upper part of the bore of the valve spool housing 23, longitudinal end grooves 29 are made, and in the lower part of the stepped sleeve 7, an annular outer protrusion 30 is made and end spikes 31 (protrusions) are made on it for placing them in the longitudinal end grooves 29 of the upper part of the bore of the valve body 23 crane with the ability for their free interaction. On the cylindrical turning 24 of the valve spool 22, between the end of the internal bore of the valve body 23 from the side of the small taper hole and the end of the clamping nut 32 screwed onto the external thread 25 of the valve spool 22, a push sleeve 33 is installed, the contact surface of which with the end of the internal bore of the valve body 23 the crane is made in section with a radius equal to not more than 1/2 of the height of the shoulder of its inner bore, and also between the end of the inner bore of the body 23 of the valve spool from the side of the small conical hole and the end azhimnoy bushing 33 installed in places interaction bearing 34. On the cylindrical outer and inner parts of the spool 22 of the crane and its housing 23 are provided sealing elements 35, 36, 37.

Интервальный пакер работает следующим образом. The interval packer works as follows.

Пакер спускают в скважину до требуемой глубины на колонне насосно-компрессорных труб 15, после чего в ней повышают давление. При этом якорь 6 плотно прижимается к обсадной колонне 38. Вес колонны труб передается на герметизирующие элементы 1 и 2, которые одновременно сжимаются и герметизируют кольцевое пространство, при этом фиксатор 5 входит в зацепление с конусными проточками 39 цилиндра 40 и происходит фиксация герметизирующих элементов 1 и 2. The packer is lowered into the well to the required depth on the tubing string 15, after which pressure is increased in it. In this case, the anchor 6 is tightly pressed against the casing 38. The weight of the pipe string is transferred to the sealing elements 1 and 2, which are simultaneously compressed and seal the annular space, while the latch 5 engages with the conical grooves 39 of the cylinder 40 and the sealing elements 1 and 2.

При установившемся рабочем положении пакера отверстия 41, 42 и 43 совмещаются, образуя каналы для перехода жидкости. With the steady working position of the packer, the holes 41, 42 and 43 are aligned, forming channels for the passage of fluid.

Для открытия клапана, если он после посадки закрыт, проводят подъем НКТ 15 на 1-3 м, обеспечивающий движение колонны труб 13 от нижней мертвой точки вверх на расстояние не менее 0,3 м (для обеспечения перемещения штифта 10 по всему наклонному 20 участку фигурного паза и выхода его в вертикальный 19 участок паза, но не более (L-0,1) м для предотвращения выхода фиксатора 5 из зацепления с проточками 39, разгерметизации герметизирующих элементов и срыва пакера. При этом штифт 10 управляющий муфты 9 движется вверх вместе с колонной труб 13 и, попадая в наклонный 20 участок фигурного паза при дальнейшем его движении по последнему, приводит к повороту ступенчатой втулки 7. После ее поворота на 180^o штифт 10 попадает в другой вертикальный 19 участок паза. Одновременно при вращении ступенчатой втулки 7 корпус 23 золотника поворачивается на том же направлении (т. к. корпус 23 золотника крана в верхней части зацеплен свободно с нижней частью ступенчатой втулки 7), при этом открывается отверстие 28, т.е. радиальные отверстия 26 и 28 золотника 22 крана и корпуса 23 золотника крана совмещаются, и так происходит открытие клапана.To open the valve, if it is closed after landing, tubing 15 is raised by 1-3 m, ensuring the movement of the pipe string 13 from the bottom dead center upward by a distance of at least 0.3 m (to ensure the movement of the pin 10 throughout the inclined section 20 of the figure of the groove and its exit into the vertical portion of the groove 19, but not more than (L-0.1) m to prevent the latch 5 from engaging with the grooves 39, depressurization of the sealing elements and the packer breakdown. a pipe string 13 and, falling into an inclined 20, the section of the figured groove, with its further movement along the latter, leads to the rotation of the step sleeve 7. After its rotation by 180 ^{°, the} pin 10 enters another vertical section of the groove 19. Simultaneously, when the step sleeve 7 is rotated, the valve body 23 rotates in the same direction (t K. the casing of the valve spool 23 in the upper part is engaged freely with the lower part of the step sleeve 7), while the opening 28 is opened, i.e. the radial holes 26 and 28 of the valve spool 22 and the valve spool housing 23 are aligned, and so the valve opens.

При открытом клапана жидкость из НКТ 15 через каналы нижнего пакера (путь жидкости при промывке показан на фиг. 1, 2 стрелками) попадает в затрубное пространство скважины. When the valve is open, the fluid from the tubing 15 through the channels of the lower packer (the fluid path during flushing is shown in Fig. 1, 2 by arrows) enters the annulus of the well.

При дальнейшем спуске НКТ 15 штифт 10 управляющей муфты 9 движется по вертикальному 19 участку паза до момента упора переходной муфты 16 в дно перевернутого стакана 8 клапанного механизма, при этом ступенчатая втулка 7 не поворачивается и корпус 23 золотника крана также остается на месте, при совмещенных радиальных 26 и 28 отверстиях. With a further lowering of the tubing 15, the pin 10 of the control sleeve 9 moves along the vertical section 19 of the groove until the adapter sleeve 16 stops at the bottom of the inverted nozzle 8 of the valve mechanism, while the stepped sleeve 7 does not rotate and the valve body 23 also remains in place, when the radial 26 and 28 holes.

До последующего закрытия клапана проводят снова подъем-спуск НКТ 15, при этом штифт 10 управляющей муфты 9 перемещается в другой вертикальный 19 участок фигурного паза. Ступенчатая втулка 7 снова поворачивается на 180^o, а вместе с ней поворачивается и корпус 23 золотника крана тоже на 180^o, при этом радиальные отверстия золотника 22 крана и корпуса 23 его становятся диаметрально противоположно (клапан закрыт).Prior to the subsequent closing of the valve, the tubing 15 is lifted up and down again, while the pin 10 of the control sleeve 9 moves to another vertical section 19 of the figured groove. The stepped sleeve 7 is again rotated 180 ^° , and with it the body 23 of the valve spool also rotates 180 ^° , while the radial holes of the valve 22 of the valve and its body 23 become diametrically opposite (the valve is closed).

Таким образом, приподъемом-посадкой колонны НКТ 15 осуществляют последовательное открытие-закрытие клапана пакера. (Поворотом ступенчатой втулки 7 и корпуса 23 золотника крана на 180^o каждый раз).Thus, by lifting and landing the tubing string 15, the packer valve is opened and closed sequentially. (By turning the stepped sleeve 7 and the valve body 23 of the valve valve 180 ^° each time).

Срыв пакера осуществляют подъемом НКТ 15, при этом муфта 14, дойдя до внутреннего выступа ствола 3 верхнего пакера, выводит фиксатор 5 из зацепления с конусными проточками 39 и приводит в транспортное положение герметизирующие элементы 1 и 2, при этом якорь 6 также приводится в транспортное положение. После этого пакер может быть извлечен на поверхность или установлен в другом интервале для его обработки. The packer is disengaged by lifting the tubing 15, while the clutch 14, reaching the inner protrusion of the barrel 3 of the upper packer, disengages the latch 5 from the conical grooves 39 and puts the sealing elements 1 and 2 into the transport position, while the anchor 6 is also brought into the transport position . After that, the packer can be removed to the surface or set in another interval for processing.

Заявленное изобретение в сравнении с прототипом позволяет повысить надежность работы пакера при одновременном повышении безопасности в эксплуатации. The claimed invention in comparison with the prototype improves the reliability of the packer while improving safety in operation.

Источник информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1576685, A1 МКл⁵ E 21 B 33/12 1990 г.Sourse of information
1. USSR author's certificate N 1576685, A1 MKl ⁵ E 21 B 33/12 1990

Claims

1. An interval packer containing upper and lower sealing elements with trunks and a clamp for the compressed position of the sealing elements, an anchor, a valve mechanism made in the form of a stepped sleeve installed in the housing, and a control coupling with a pin rigidly fixed to its side surface, and the housing has an interconnected shell with a stopper at the upper end, a pipe string with a coupling at the lower end, connected in the upper part to the tubing by a transition sleeve, an inverted cup with a with a trailing hole in the bottom and a nozzle installed between the inverted cup and the packer barrel, while the stepped sleeve is placed concentrically in the cup and is made with two outer annular protrusions and a figured groove to accommodate the pin of the control sleeve, and the figured groove is made with alternating vertical and inclined sections interconnected, while the adapter coupling has a pin rigidly fixed to it, mounted in the longitudinal groove of the shell, characterized in that the actuator the apana is made in the form of a conical crane, while the valve spool is made with an external conical forming surface and is movably placed on the pipe string, and the valve spool body, made with an internal conical hole and an internal bore from the side of the small conical diameter, is mounted for rotation on the conical generatrix the surface of the valve spool, and the valve spool on the side of the small conical diameter has an external cylindrical turning and an external thread, while the valve spool is made with intersecting radial and axial holes, and its body is made with a radial hole, and the radial holes of the valve spool and the valve spool body are made combined in one position, and in the other are diametrically opposed, and the valve spool from the side of the larger conical diameter is rigidly connected to the packer barrel, The upper part of the bore of the valve spool housing has longitudinal end grooves, and in the lower part of the stepped sleeve there is an annular external protrusion on which end spikes are made for their placement in the longitudinal end grooves of the upper part of the bore of the valve spool housing with the possibility of their free interaction, as well as on the cylindrical turning of the valve spool, between the end of the inner bore of its body from the side of the small diameter of the conical hole and the end of the clamping nut screwed to the external thread of the valve spool, a push sleeve is installed, the contact surface of which with the end face of the inner bore of the valve spool body is made with a radius of not more than 1/2 the height of the shoulder of its inner bore.

2. The packer according to claim 1, characterized in that a bearing is installed between the end face of the inner bore of the valve spool housing from the side of the small conical hole and the end of the pressure sleeve in the places of interaction.