RU2144129C1

RU2144129C1 - Packer

Info

Publication number: RU2144129C1
Application number: RU98107979A
Authority: RU
Inventors: М.М. Нагуманов
Original assignee: Нагуманов Мирсат Мирсалимович; Нагуманов Марат Мирсатович
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2000-01-10

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: invention refers to packers sealing hole clearance. Proposed packer has rod, sealing member with cones and shifters. Bushings with spring-loaded internal protrusions are made fast to shifters. Packer includes rests with dies for interaction with conical surfaces. Dies have cones in the form cut cylindrical pipe in their thick parts in small-sized packers and in packers meant for cased wells. EFFECT: increased functional reliability of packer. 2 dwg

Description

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

Известен пакер с перекрывающим 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 верхний связан штифтами с нижним рядом (а.с. N 670720, М.Кл2 E 21 B 33/12, Б.И. N 24, 1979). Known packer with an overlapping device, including a pusher, cone and interconnected upper and lower rows of sliding support (dies) of the packer, the lower row of sliding support of the packer is engaged with the pusher, and the upper is connected by pins to the lower row (A.S. N 670720, M. Cl2 E 21 B 33/12, B.I. N 24, 1979).

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 скользящие по направляющим пазам по конусу, усложняет конструкции пакера и снижает надежность его работы. 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), переводники и жестко связанные с ними втулки с внутренними выступами, подпружиненные упоры (а.с. N 1016484, E 21 B 33/12, Б. И. N 17, 1983). 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), sub and rigidly connected bushings with internal protrusions, spring-loaded stops (and.with. N 1016484, E 21 B 33/12, B. I. N 17, 1983). 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 этом пакере для предотвращения попадания твердых частиц породы в боковые зазоры между плашками после их раскрытия, плашки в утолщенной части снабжены с одной боковой стороны козырьком, а с другой - выступом. In this packer, to prevent solid rock particles from entering the lateral gaps between the dies after they are opened, the dies in the thickened part are provided with a visor on one side and a protrusion on the other.

Предложенный пакер с вышеупомянутыми плашками успешно применяется на практике, когда имеется опасность засорения плашек породой, выпавшей из стенок скважины. Такая конструкция пакера имеет крупногабаритные детали и они предназначены для работы в необсаженных нефтяных и газовых скважинах больших диаметров. The proposed packer with the aforementioned dies is successfully used in practice when there is a danger of clogging the dies with rock that has fallen from the walls of the well. This design of the packer has large parts and they are designed to work in open-hole oil and gas wells of large diameters.

Однако при использовании предложенной конструкции в малогабаритных пакерах, имеющих малые диаметральные размеры, предназначенных для работы в обсаженных нефтяных и газовых скважинах, наличие в плашках боковых козырьков и выступов ухудшает их прочностные характеристики, а в отдельных случаях приводит к их поломке. Кроме того, наличие в плашках боковых козырьков и выступов осложняет технологию их изготовления. При этом увеличивается металлоемкость изготовления плашек пакера. However, when using the proposed design in small packers having small diametric sizes, designed to work in cased oil and gas wells, the presence of side visors and protrusions in the dies worsens their strength characteristics, and in some cases leads to their breakdown. In addition, the presence of side visors and protrusions in the dies complicates the technology of their manufacture. This increases the intensity of the manufacture of dies packer.

Поэтому в скважине, обсаженной колонной труб, когда опасность засорения плашек породой исключается, применение предложенной конструкции пакера нецелесообразно. Therefore, in a well cased with a string of pipes, when the risk of clogging the dies with rock is eliminated, the use of the proposed design of the packer is impractical.

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

Указанная цель достигается тем, что в пакере, содержащем шток, уплотнительный элемент с конусами, переводники и жестко связанные с ними втулки с внутренними выступами, подпружиненные упоры с плашками, взаимодействующие коническими поверхностями, плашки в утолщенной части выполнены в виде одинакового с обеих сторон по боковым поверхностям симметрично разрезанного из цилиндрической трубы конуса. This goal is achieved by the fact that in a packer containing a rod, a sealing element with cones, adapters and rigidly connected bushings with internal protrusions, spring-loaded stops with dies interacting with conical surfaces, the dies in the thickened part are made in the same lateral form on both sides surfaces of a cone symmetrically cut from a cylindrical pipe.

Существенным отличием заявленного решения от известных является то, что плашки выполнены в виде одинакового с обеих сторон по боковым поверхностям симметрично разрезанного из цилиндрической трубы конуса. A significant difference between the claimed solutions and the known ones is that the dies are made in the form of a cone that is identical on both sides along the lateral surfaces of a cone symmetrically cut from a cylindrical pipe.

На фиг. 1 изображен пакер в исходном положении; на фиг. 2 - разрез по сечению А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the packer in the initial position; in FIG. 2 is a sectional view taken along section AA in FIG. 1.

Пакер содержит шток 1, уплотнительный элемент 2 с конусами 3, плашки 4 с пальцами 5, упоры 6, верхний 7 и нижний 8 переводники, на которые навернуты втулки 9 с внутренними выступами. На выступах втулок 9 имеются пазы 10. Упоры 6 с плашками 4 подпружинены с помощью пружины 11 и взаимодействуют друг с другом коническими поверхностями. Плашки 4 в утолщенной части выполнены в виде одинакового с обеих сторон по боковым поверхностям симметрично разрезанного из цилиндрической трубы конуса (фиг. 2). The packer contains a rod 1, a sealing element 2 with cones 3, dies 4 with fingers 5, stops 6, upper 7 and lower 8 sub, on which sleeves 9 are screwed with internal protrusions. On the protrusions of the bushings 9 there are grooves 10. The stops 6 with the dies 4 are spring-loaded with a spring 11 and interact with each other with conical surfaces. The dies 4 in the thickened part are made in the form of a cone, identical on both sides along the lateral surfaces, symmetrically cut from a cylindrical pipe (Fig. 2).

При использовании пакера без упора на забой вместо муфты 12 к нижнему концу штока 1 наворачивается якорь, а вместо нижнего переводника 8 устанавливается переводник с коническим концом (не показаны). When using a packer without focus on the bottom, instead of the sleeve 12, an anchor is screwed to the lower end of the rod 1, and instead of the lower sub 8, a sub with a conical end (not shown) is installed.

Все верхние и нижние узлы перекрытия пакера выполнены взаимозаменяемыми. All upper and lower packer overlap nodes are made interchangeable.

После спуска оборудования в скважину до намеченного интервала на пакер создают осевую сжимающую нагрузку. При этом верхний переводник 7 вместе с втулкой 9 и штоком 1 перемещаются вниз относительно нижнего переводника 8. В процессе деформации уплотнительного элемента 2 при определенном значении осевой нагрузки, пружины 11 сжимаются, и плашки 4, размещенные над и под уплотнительным элементом 2, передвигаясь по конусам 3, расходятся в радиальном направлении до диаметра обсадной колонны и перекрывают кольцевое пространство между конусом 3 и стенкой обсадной колонны. При этом упор 6, размещенный в верхней части пакера, перемещается вверх относительно верхних плашек 4, а упор 6, размещенный в нижней части, перемещается вниз относительно нижних плашек 4. After the equipment is lowered into the well, up to the intended interval, an axial compressive load is created on the packer. In this case, the upper sub 7 together with the sleeve 9 and the rod 1 are moved downward relative to the lower sub 8. During the deformation of the sealing element 2 at a certain value of the axial load, the springs 11 are compressed, and the dies 4 placed above and below the sealing element 2, moving along the cones 3, diverge in the radial direction to the diameter of the casing and overlap the annular space between the cone 3 and the wall of the casing. In this case, the stop 6, located in the upper part of the packer, moves upward relative to the upper dies 4, and the stop 6, placed in the lower part, moves downward relative to the lower dies 4.

В процессе эксплуатации плашки 4, соприкасаясь со стенкой обсадной колонны, воспринимают радиальную сжимающую нагрузку. During operation, the dies 4, in contact with the casing wall, perceive a radial compressive load.

Для распакеровки скважины перепад давления с пакера снимают, а затем создают растягивающее усилие. В результате верхний переводник 7 вместе со штоком 1 перемешаются вверх относительно нижнего переводника 8, уплотнительный элемент 2 принимает первоначальное положение. Под действием усилия пружины 11 плашки 4 возвращаются в исходное положение, как показано на фиг. 1. To unpack the well, the pressure drop from the packer is removed, and then a tensile force is created. As a result, the upper sub 7 together with the rod 1 are mixed upward relative to the lower sub 8, the sealing element 2 takes its original position. Under the action of the force, the springs 11 of the plate 4 return to their original position, as shown in FIG. 1.

В предложенном устройстве отсутствие в утолщенной части плашек тонкослойных элементов позволит повысить прочностные характеристики малогабаритных пакеров и использовать его для герметизации в обсаженной колонной труб скважине при больших перепадах давления и осевой сжимающей нагрузки. При этом облегчается технология изготовления и уменьшается металлоемкость изготовления пакера. In the proposed device, the absence in the thickened part of the dies of thin-layer elements will increase the strength characteristics of small-sized packers and use it for sealing in a cased pipe string well with large pressure drops and axial compressive load. At the same time, manufacturing technology is facilitated and the metal consumption of the packer is reduced.

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, adapters and rigidly connected bushes with internal protrusions, spring-loaded stops with dies interacting with conical surfaces, characterized in that in small-sized packers with small diametric dimensions and for cased wells, the dies in the thickened part are made on both sides along the lateral surfaces in the form of a cone cut from a cylindrical pipe.