RU2160356C2

RU2160356C2 - Double-acting hydraulic packer

Info

Publication number: RU2160356C2
Application number: RU98113248A
Authority: RU
Inventors: А.М. Володин; А.С. Казелин; В.А. Лимаренко
Original assignee: Рязанское акционерное общество открытого типа "Тяжпрессмаш"
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: mining industry, isolation of open productive objects in oil and gas wells, prevention of interpool flows. SUBSTANCE: packer is made of mechanism of packing drive, anchor-sealing unit and depacking mechanism. Mechanism of packing drive includes upper and lower cylinders placed on sectional core, ring-shaped piston located between core and cylinders, circular T-shaped key. The latter is positioned in circular groove of core and transmits axial effort on packer together with coupling and torque. Sectional buffer is meant for fixing of packer. Anchor-sealing unit has distance bar with comb, sealing elastic collars of variable section embracing distance bar, separator, ratchet- type locking rod located in separator. This unit also has threading dies with die stock, fingered bushing with cone-shaped protrusion and two-way collet. Depacking mechanism includes rods preventing accidental blocking of threading dies, lug, locking ring and slider. The latter can move along lug. Locking ring and slider fix lower cylinder in extreme lower position. EFFECT: enhanced operational reliability of packer under increased pressure. 2 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для изоляции вскрытых продуктивных объектов в нефтегазовых скважинах, исключения межпластовых перетоков в случае закрытия скважин. The invention relates to the mining industry and is intended for isolation of discovered productive objects in oil and gas wells, the exclusion of inter-reservoir flows in the event of well closure.

Среди многочисленных модификаций гидравлически управляемых пакеров подавляющее большинство составляет пакеры, выдерживающие рабочее давление 16-25 МПа, давление пакерования и распакерования соответственно 20 МПа и 13-15 МПа (1). Among the many modifications of hydraulically controlled packers, the vast majority are packers that can withstand operating pressures of 16-25 MPa, packer and unpacking pressures of 20 MPa and 13-15 MPa, respectively (1).

Наиболее близким аналогом изобретения является пакер гидравлический двустороннего действия, состоящий из механизма привода пакерования, якорно-уплотнительного узла и механизма распакерования (2). The closest analogue of the invention is a double-acting hydraulic packer consisting of a packer drive mechanism, an anchor-sealing assembly and an unpacking mechanism (2).

Недостатком известного устройство является то, что плашки и манжеты уплотнительные разобщены и разнесены в разные части пакера, обуславливая тем самым последовательность приведения их в работу при пакеровании в обсадной колонне, не гарантируя при этом жесткой фиксации и герметизации затрубья. A disadvantage of the known device is that the sealing dies and cuffs are disconnected and spaced into different parts of the packer, thereby determining the sequence of putting them into operation when packing in the casing, without guaranteeing rigid fixation and sealing of the annulus.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства, создание конструкции, выдерживающей высокое давление (до 50 МПа), легко управляемой и многократно используемой. The technical result of the invention is to increase the reliability of the device, creating a structure that can withstand high pressure (up to 50 MPa), easily controlled and reusable.

Необходимый технический результат достигается тем, что в пакере гидравлическом двустороннего действия, состоящем из механизма привода пакерования, якорно-уплотнительного узла и манизма распакерования, согласно изобретению, механизм привода пакерования состоит из верхнего и нижнего цилиндров, размещенных на секционном сердечнике с радиальными отверстиями и кольцевыми проточками с продольными пазами, кольцеобразных поршней, расположенных между сердечником и цилиндрами, кольцевой Т-образный комплект-шпонки, размещенной в кольцевой протоке сердечника, муфты, обеспечивающей с Т-образной комплект-шпонкой передачу осевого усилия на пакер и крутящего момента, и буфера секционного для фиксации пакера; якорно-уплотнительный узел содержит распорку с гребнем, упоры, торцевые поверхности которых выполнены с углублениями в сторону внутреннего диаметра, уплотнительные эластичные манжеты переменного сечения, охватывающие распорку, сеператор с винтовыми канавками с профилем, аналогичным резьбе упорной, фиксатор храповой, размещенный в винтовых канавках сеператора, втулки конусные с пазами, плашки, размещенные в пазах втулок конусных и плашкодержателях, гайку нажимную, цангу с конусообразным выступом, удерживающую в зафиксированном положении верхний цилиндр при транспортировке, и цангу двустороннюю, один скос которой сопряжен с гайкой нажимной, а другой скос удерживает втулку конусную в транспортном положении пакера; механизм распакерования содержит штоки, предотвращающие от случайного заклинивания плашки в случае разрыва связи в якорно-уплотнительном узле, наконечник, кольцо замковое и ползушку, имеющую возможность перемещаться вдоль наконечника, при этом кольцо замковое и ползушка фиксируют цилиндр нижний в крайнем нижнем положении. The necessary technical result is achieved by the fact that in a double-acting hydraulic packer consisting of a packing drive mechanism, an anchor-sealing assembly and an unpacking mechanism, according to the invention, the packing drive mechanism consists of an upper and lower cylinder placed on a sectional core with radial holes and ring grooves with longitudinal grooves, annular pistons located between the core and the cylinders, an annular T-shaped set of dowels placed in the annular Otok core coupling providing a T-shaped set-keyed transmission of the axial force on the packer and torque, and section buffers for fixing a packer; the anchor-sealing assembly contains a spacer with a comb, stops, the end surfaces of which are made with recesses toward the inner diameter, elastic sealing cuffs of variable cross-section, covering the spacer, a separator with helical grooves with a profile similar to a persistent thread, a ratchet lock located in the screw grooves of the separator , conical bushings with grooves, dies placed in grooves of conical bushings and ram holders, pressure nut, collet with a conical protrusion, held in a fixed position the upper cylinder during transportation, and a two-sided collet, one bevel of which is interfaced with a compression nut, and the other bevel holds the cone sleeve in the transport position of the packer; the unpacking mechanism contains rods that prevent accidental jamming of the die in the event of a break in the connection in the anchor-sealing assembly, a tip, a locking ring and a spider that can move along the tip, while the locking ring and the spider fix the lower cylinder in the lowermost position.

При этом буфер секционный выполнен из эластичных колец, чередующихся через одно с металлическими кольцами. At the same time, the sectional buffer is made of elastic rings, alternating through one with metal rings.

Кроме того, наружные резьбовые пары зафиксированы деформируемыми при сборке шайбами, где одна сторона шайбы принимает форму полуотверстия одной сопрягаемой детали, другая - форму полуотверстия другой детали, отверстия в которых были выполнены в свинченных парах до простановки шайбы. In addition, the external threaded pairs are fixed by washers that are deformable during assembly, where one side of the washer takes the form of a half-hole of one mating part, the other - the shape of a half-hole of the other part, the holes in which were made in screwed pairs before the washer was inserted.

В предложенном изобретении плашки и уплотнительные эластичные манжеты собраны воедино в якорно-уплотнительный узел. При этом заякоривание и разделение затрубья уплотнением происходит одномоментно, а плашки, расположенные симметрично относительно уплотнительных эластичных манжет, обеспечивают надежную опору. In the proposed invention, the dies and sealing elastic cuffs are assembled together in an anchor-sealing assembly. In this case, the anchoring and separation of the annulus by the seal occurs simultaneously, and the dies located symmetrically with respect to the elastic sealing cuffs provide reliable support.

В механизме привода пакерования использован секционный буфер, аккумулирующий усилие, достаточное для сохранения зафиксированного в одном и том же положении пакера после заякоривания, т.е. сцепления плашек с обсадной трубой, а также после сброса давления в насосно-компрессорных трубах (НКТ) или после отсоединения НКТ. The packer drive mechanism uses a sectional buffer that accumulates a force sufficient to maintain the packer locked in the same position after anchoring, i.e. coupling of the dies with the casing, as well as after pressure relief in the tubing or after disconnecting the tubing.

На фиг. 1 показан общий вид устройства,
на фиг. 2-13 - сечение его узлов.In FIG. 1 shows a General view of the device,
in FIG. 2-13 - section of its nodes.

Пакер содержит цилиндры: верхний 1, нижний 2, размещенные на секционном сердечнике верхнем 3, среднем 4, нижнем 5. На среднем сердечнике 4 в Т-образных пазах конусных втулок 6, 7 установлены плашки 8, 9, верхние и нижние соответственно, удерживаемые плашкодержателями 10, 11. Уплотнительные эластичные манжеты 12, разъединенные гребнем распорки 13, подпружиненные фиксаторы храповые 14, размещенные в сепараторе 15, пружины 16 (фиг. 2, фиг. 3). The packer contains cylinders: upper 1, lower 2, placed on the sectional core upper 3, average 4, lower 5. On the middle core 4 in the T-grooves of the conical bushings 6, 7 are installed dies 8, 9, upper and lower, respectively, held by die holders 10, 11. Sealing elastic cuffs 12, separated by a spacer ridge 13, spring-loaded ratchet latches 14, located in the separator 15, springs 16 (Fig. 2, Fig. 3).

Секции сердечника 4, 5 выполнены с рядом радиальных отверстий B, C, H и кольцевыми проточками с продольными пазами. The core sections 4, 5 are made with a series of radial holes B, C, H and annular grooves with longitudinal grooves.

В верхней части средней секции сердечника 4 по всему периметру проточки размещена кольцевая Т-образная комплект-шпонка 17 совместно с муфтой 18, обеспечивающая передачу осевого усилия и крутящего момента при сборке, монтаже, установке и эксплуатации пакера (фиг. 4). К муфте 18 закреплена цанга 19, которая своим конусообразным выступом E удерживает в зафиксированном положении верхний цилиндр 1 при транспортировке. Конусообразным выступом цанга 19 опирается на поршень кольцеобразный 20 (фиг. 4, фиг. 5). In the upper part of the middle section of the core 4 around the entire perimeter of the groove is placed an annular T-shaped set-dowel 17 together with the clutch 18, which provides the transmission of axial force and torque during assembly, installation, installation and operation of the packer (Fig. 4). A collet 19 is fixed to the clutch 18, which, with its conical protrusion E, holds the upper cylinder 1 in a fixed position during transportation. The conical protrusion of the collet 19 rests on the piston annular 20 (Fig. 4, Fig. 5).

В полости поршня расположена втулка 21, которая сопряжена с Т-образной комплект-шпонкой 17 и зафиксирована предохранительным элементом (штифтом) 22 (фиг. 5, фиг. 6). A sleeve 21 is located in the piston cavity, which is interfaced with the T-shaped set-key 17 and is fixed by the safety element (pin) 22 (Fig. 5, Fig. 6).

Т-образная комплект-шпонка 17 воспринимает растягивающую нагрузку снизу на пакер, а штифт 22 предохраняет якорно-уплотнительный узел от ложного срабатывания. The T-shaped set-dowel 17 accepts a tensile load from below on the packer, and the pin 22 protects the anchor-sealing assembly from false operation.

Уплотнительные эластичные манжеты 12 сверху и снизу охвачены упорами: верхним 23 и плашкодержателем 11. В полости плашкодержателя 10 и упора 23 размещен фиксатор храповой 24 в сепараторе 25 и охватываемый пружинами кольцевыми 26. Sealing elastic cuffs 12 are covered at the top and bottom by stops: the upper 23 and the ram holder 11. In the cavity of the ram holder 10 and the stop 23 there is a ratchet lock 24 in the separator 25 and covered by ring springs 26.

Верхний цилиндр 1 внизу заканчивается втулкой конусной 6. В теле втулка 6, чередуясь по окружности с плашками 8, размещены четыре штока 27, зафиксированные срезным элементом (штифтом) 28. Противоположный конец штока - резьбовой и ввинчен в тело плашкодержателя 10. При перемещении верхнего цилиндра 1 при заякоривании штифт 28 срезается и втулка конусная 6 выталкивает плашки наружу (фиг. 7). The upper cylinder 1 at the bottom ends with a conical bushing 6. In the body, the bushing 6, alternating in a circle with dies 8, has four rods 27 fixed by a shear element (pin) 28. The opposite end of the rod is threaded and screwed into the body of the ram holder 10. When moving the upper cylinder 1, when anchoring, the pin 28 is cut off and the conical sleeve 6 pushes the dies out (Fig. 7).

Для обеспечения гарантированной фиксации пакера при врезании плашек в обсадную колонну в конструкцию пакера введен буфер секционный 29, предназначенный для компенсации обратного хода фиксатора храпового 14. Буфер 29 состоит из набора эластичных колец 30 и металлических колец 31. Со стороны верхнего цилиндра 1 на буфер секционный 29 воздействует фланец опорный 32, которым заканчивается верхний цилиндр. Фланец опорный 32 и втулка конусная 6 связаны при помощи цанги двусторонней 33 (фиг. 8, фиг. 9). To ensure guaranteed fixation of the packer when inserting the dies into the casing, a sectional buffer 29 is introduced into the packer design to compensate for the reverse stroke of the ratchet lock 14. The buffer 29 consists of a set of elastic rings 30 and metal rings 31. From the side of the upper cylinder 1 to the buffer section 29 the supporting flange 32 acts with which the upper cylinder ends. The supporting flange 32 and the conical sleeve 6 are connected using a double-sided collet 33 (Fig. 8, Fig. 9).

Механизм распакерования расположен в полости нижнего цилиндра 2. Он состоит из золотника 34, на который опирается цанга 35, удерживающая цилиндр 2 внешним конусным выступом Г в транспортном положении (фиг. 1). The unpacking mechanism is located in the cavity of the lower cylinder 2. It consists of a spool 34, on which the collet 35 rests, holding the cylinder 2 with an external conical protrusion G in the transport position (Fig. 1).

Золотник 34 в свою очередь сопряжен с наконечником 36 при помощи срезного элемента (штифта) 37 и, таким образом, фиксирует цангу 35. Ползушка 38 охватывает наконечник 36 и имеет возможность перемещаться вдоль него в момент распакерования. Перед ползушкой 38 находится замковое кольцо 39, назначение которого - обеспечить гарантированное "разъякоривание", то есть полное уплотнение плашек 8, 9 в исходное, первоначальное положение (фиг. 10, фиг. 11). Кольцо замковое 39, проваливаясь в уступ К на наконечнике, фиксирует нижний цилиндр 2 в крайнем положении. Пазы П на наконечнике способствуют быстрому выравниванию давления внутри пакера и НКТ. Шток 40 крепится в плашкодержателе 11 и связывает его с втулкой конусной 7. Штоки 40 чередуются по окружности с плашками 9 (фиг. 1). The spool 34 is in turn interfaced with the tip 36 by means of a shear element (pin) 37 and, thus, fixes the collet 35. The spider 38 covers the tip 36 and is able to move along it at the time of unpacking. In front of the creeper 38 there is a locking ring 39, the purpose of which is to provide guaranteed "softening", that is, a complete seal of the dies 8, 9 to its original, initial position (Fig. 10, Fig. 11). The locking ring 39, falling into the ledge K on the tip, fixes the lower cylinder 2 in the extreme position. The grooves P on the tip facilitate rapid pressure equalization inside the packer and tubing. The rod 40 is mounted in the ram holder 11 and connects it to the conical sleeve 7. The rods 40 alternate in a circle with the rams 9 (Fig. 1).

Важным моментом в эксплуатации пакера является его многократное использование с наименьшими затратами при монтаже и демонтаже. Эту часть цикла "жизни" пакера выполняют шайбы стопорные 41. До установки шайб 41 в резьбовых сопряженных парах (1, 32 и др.) в местах стыковки засверливаются отверстия глубиной больше ширины шайбы, затем устанавливают шайбы 41, в смещенные между собой полуотверстия деформируется шайба, чем и обеспечивается надежная фиксация, при необходимости возможность дальнейшего неоднократного использования деталей пакера (фиг. 12, фиг. 13). An important point in the operation of the packer is its repeated use at the lowest cost during installation and dismantling. Locking washers 41 perform this part of the packer's life cycle. Prior to installing washers 41, holes deeper than the width of the washer are drilled in threaded mating pairs (1, 32, etc.) at the joints, then the washers 41 are installed, the washer is deformed into the half-openings which ensures reliable fixation, if necessary, the possibility of further repeated use of the packer parts (Fig. 12, Fig. 13).

Таким образом, представленная конструкция пакера позволяет сделать вывод о том, что в сравнении с известными, предложенный пакер обладает более высокими техническими и конструктивными характеристиками. В пакер вошли новые узлы, обеспечивающие надежную работу при управлении пакером. В конструкции предложенного пакера иное, чем в известном устройстве, взаимное расположение узлов и деталей. Thus, the presented design of the packer allows us to conclude that, in comparison with the known ones, the proposed packer has higher technical and structural characteristics. The packer includes new nodes that provide reliable operation when managing the packer. In the design of the proposed packer other than in the known device, the relative position of the nodes and parts.

Включены новые конструктивные элементы:
0 кольцевая Т-образная комплекст-шпонка (фиг. 4, фиг. 5),
- буфер секционный (фиг. 8),
- соединение золотника 34 с наконечником при помощи штифта 37 (фиг. 1),
- простановка кольца замкового 39 перед ползушкой 38 (фиг. 10, фиг. 11),
- шайбы стопорные 41 (фиг. 12, фиг. 13).New features included:
0 ring T-shaped complex-dowel (Fig. 4, Fig. 5),
- sectional buffer (Fig. 8),
- connecting the spool 34 with the tip using the pin 37 (Fig. 1),
- the installation of the lock ring 39 in front of the creeper 38 (Fig. 10, Fig. 11),
- lock washers 41 (Fig. 12, Fig. 13).

Таким образом, устраняются недостатки прототипа по авт. св. N 1601341. Как следствие перечисленных отличий - иная связь между конструктивными элементами. Thus, the disadvantages of the prototype by ed. St. N 1601341. As a consequence of the above differences - a different relationship between structural elements.

Порядок последовательности взаимодействия узлов и деталей пакера изложен в разделе "Работа пакера". The order of the sequence of interaction of nodes and parts of the packer is described in the "Packer operation" section.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Пакер устанавливают на лифтовой колонне НКТ скважины. Условный проход ниже пакера должен быть закрыт. Перекрытие условного прохода достигают двумя способами: либо бросают шарик соответствующего диаметра в лифтовую колонну при установке срезного седла, либо опускают специальную пробку с помощью канатной техники с последующим извлечением ее из скважины. The packer is installed on the tubing string of the well. The conditional passage below the packer should be closed. Overlapping the conditional passage is achieved in two ways: either throw a ball of the appropriate diameter into the elevator column when installing the shear saddle, or lower the special plug using cable technology and then extract it from the well.

При установке шарик или пробка перекрывают основной проход пакера ниже всех радиальных отверстий В в сердечнике среднем 4 и С и Н в сердечнике нижнем 5. When installing the ball or cork overlap the main passage of the packer below all radial holes In the middle core 4 and C and H in the lower core 5.

Далее внутрь колонны НКТ подают давление. Давление жидкости через отверстия С и Н уравновешивают давление жидкости в полостях З и М - выше и ниже золотника 34. Таким образом, золотник 34 остается неподвижным и выступы Г цанги 35 и уступ Г цилиндра нижнего 2 остаются также неподвижными. Соответственно, цилиндр нижний 2 с закрепленной на нем втулкой конусной 7 остается зафиксированным. Further, pressure is supplied into the tubing string. The fluid pressure through the openings C and H balances the fluid pressure in the cavities Z and M above and below the spool 34. Thus, the spool 34 remains stationary and the protrusions G of the collet 35 and the ledge G of the lower cylinder 2 also remain stationary. Accordingly, the lower cylinder 2 with the conical 7 sleeve fixed to it remains fixed.

Одновременно с этим жидкость под давлением через отверстия В проникает во внутреннюю полость Ж верхнего цилиндра 1. При этом перемещению верхнего цилиндра 1 препятствуют выступы Е цанги 19 с конусообразным выступом и цилиндра 1. При повышении давления в полости Ж происходит движение вниз поршня кольцеобразного 20 и срезание штифта 22, в результате чего лепестки цанги 19 прогибаются и выступы Е выходят из зацепления и из-за разности опорных кольцевых площадей цилиндров, верхний цилиндр 1 начинает перемещение вниз деталей якорно-уплотнительного узла 6, 8, 10. At the same time, the liquid under pressure penetrates through the openings B into the inner cavity Ж of the upper cylinder 1. At the same time, the protrusions E of the collet 19 with the cone-shaped protrusion and the cylinder 1 impede the movement of the upper cylinder 1. When the pressure in the cavity Ж increases, the ring-shaped piston 20 moves down and cut the pin 22, as a result of which the petals of the collet 19 bend and the protrusions E are disengaged and due to the difference in the supporting annular areas of the cylinders, the upper cylinder 1 begins to move down the parts of the anchor-sealing node 6, 8, 10.

Движение верхнего цилиндра 1 отслеживает механизм фиксатора храпового 14 (15, 16), препятствуя обратному ходу. Одновременно с этим движение передается через срезные элементы 28 на штоки 27, на якорно-уплотнительный узел, плашки нижние 9. Плашки 9 скользят по втулке конусной 7, выходят из пазов и заклиниваются между внутренним диаметром обсадной трубы и скосами втулки конусной 7. The movement of the upper cylinder 1 is monitored by the ratchet lock mechanism 14 (15, 16), preventing the reverse stroke. Simultaneously, the movement is transmitted through the shear elements 28 to the rods 27, to the anchor-sealing assembly, the lower dies 9. The dies 9 slide along the conical sleeve 7, exit the grooves and wedge between the inner diameter of the casing and the bevels of the conical 7 sleeve.

При дальнейшем ходе верхнего цилиндра происходит диаметральное растягивание уплотнительных эластичных манжет на гребне распорки 13, затем сжатие их в продольном направлении и выпучивание их в затрубье. With the further course of the upper cylinder, there is a diametrical stretching of the elastic sealing cuffs on the crest of the spacer 13, then compressing them in the longitudinal direction and buckling them in the annulus.

В результате движения верхнего цилиндра 1 манжеты 12 уплотнительные и эластичные смыкаются и кольцевой зазор между пакером (распоркой 13) и внутренним диаметром обсадной колонны перекрывается выдавленными уплотнительными эластичными манжетами 12. As a result of the movement of the upper cylinder 1 of the cuff 12, the sealing and elastic ones close and the annular gap between the packer (spacer 13) and the inner diameter of the casing is overlapped by extruded sealing elastic cuffs 12.

Сжатие манжет отслеживает механизм фиксаторов храповых 24 (25, 26), препятствуя обратному ходу. При повышении давления в лифтовой колонне (до 16 МПа) происходит срезание предохранительных элементов 28 (штифтов), тогда же на устье скважины можно наблюдать резкий скачок падения давления, в затем новый подъем его. Это свидетельствует о том, что уплотнительные эластичные манжеты загерметизировали кольцевой зазор затрубья. The compression of the cuffs tracks the mechanism of ratchet latches 24 (25, 26), preventing the reverse motion. With increasing pressure in the elevator string (up to 16 MPa), the safety elements 28 (pins) are cut off, then at the wellhead you can observe a sharp jump in pressure drop, and then a new rise in it. This indicates that the sealing elastic cuffs sealed the annular gap of the annulus.

При дальнейшем ходе верхнего цилиндра втулка конусная 6 выдвигает плашки верхние 8, происходит их заклинивание между втулкой конусной 6 и внутренним диаметром обсадной трубы, одновременно происходит сжатие буфера секционного 29. Заякоривание завершено. With the further course of the upper cylinder, the conical sleeve 6 pushes the upper 8 dies, they are jammed between the conical 6 sleeve and the inner diameter of the casing, and at the same time the section buffer 29 is compressed. The anchoring is completed.

При пакеровании с помощью пробки проводят выдержку при указанном давлении в течение 20-30 мин, при этом давление в колонне НКТ не должно падать. После этого давление сбрасывают, пробку извлекают на канате. Далее можно проводить различные операции в скважине, например перекрытие лифтовой колонны или ее отсоединение и т.п. Можно оставить скважину на консервации или начать ее эксплуатацию. When packing with a cork, holding is carried out at the indicated pressure for 20-30 minutes, while the pressure in the tubing string should not drop. After that, the pressure is relieved, the plug is removed on the rope. Further, it is possible to carry out various operations in the well, for example, blocking the lift column or disconnecting it, etc. You can leave the well on conservation or start its operation.

При присоединении вновь колонны НКТ воздействие массы механизмом фиксаторов храповых 14 (15, 16) передается на втулку конусную 6 и плашки верхние 8 с еще большим усилием заклиниваются в обсадной трубе. When the tubing string is reattached, the mass effect is transmitted by the mechanism of ratchet clamps 14 (15, 16) to the conical sleeve 6 and the upper dies 8 are jammed with even greater force in the casing.

При тянущей нагрузке снизу на пакер кольцевая Т-образная комплект-шпонка 17 воспринимает нагрузку и через муфту 18, сердечник верхний 3, фиксаторы храповые 14 передает ее на втулку конусную 6. With a pulling load from below the packer, the annular T-shaped set-dowel 17 receives the load and through the coupling 18, the upper core 3, the ratchet latches 14 transfers it to the conical sleeve 6.

Наличие буфера секционного 29 необходимо для устранения (компенсации) обратного хода фиксатора храпового 14. The presence of sectional buffer 29 is necessary to eliminate (compensate) the reverse stroke of the ratchet lock 14.

Обратный ход фиксатора храпового 24 компенсируется уплотнительными эластичными манжетами 12. The return stroke of the ratchet lock 24 is compensated by elastic sealing cuffs 12.

Наличие элементов срезных (штифтов) 23, 27 предохраняет пакер от случайных срабатываний. The presence of shear elements (pins) 23, 27 protects the packer from accidental operations.

При воздействии на пакер пластового давления верхний цилиндр 2 с втулкой конусной 7 воздействуют на плашки нижние 9 и они заклиниваются в обсадной трубе. When the packer is exposed to reservoir pressure, the upper cylinder 2 with the conical sleeve 7 acts on the lower dies 9 and they are jammed in the casing.

Подъем пакера из скважины - "распакерование" - осуществляются с помощью специальной пробки - "подъем пакера", опускаемой в скважину с помощью каната. Пробка занимает свое гнездо в пакере, разобщая между собой отверстия С и Н. Lifting the packer from the well - “unpacking” - is carried out using a special tube - “lifting the packer”, lowered into the well with a rope. The cork takes its nest in the packer, separating holes C and N.

При подъеме пакера необходимо вывесить массу колонны НКТ, а затем подать внутрь ее давление. Поскольку теперь в отверстие Н жидкость под давлением не поступает, а давление жидкости через отверстие С нарастает и при достижении перепада давления в 3 МПа, золотник 34 начинает движение вверх, вытесняя жидкость из полости З ниже пробки "подъем пакера" и срезая предохранительный элемент 37 (штифт), цанга 35 "сжимается" внутрь, выступы Г цанги 35 и цилиндра нижнего 2 выходят из зацепления, и цилиндр 2 начинает движение вниз, увлекая за собой все детали якорно-уплотнительного узла. При этом вначале выходят из зацепления и "утопают" плашки нижние 9, затем раздвигаются цанги плашкодержателя 11 и упора верхнего 23, далее выводятся из зацепления плашки верхние 8. When lifting the packer, it is necessary to hang out the mass of the tubing string, and then apply its pressure inside. Since now pressure does not flow into the hole H, and the pressure of the liquid increases through the hole C and when the differential pressure of 3 MPa is reached, the spool 34 starts moving upward, displacing the liquid from the cavity 3 below the plug “raising the packer” and cutting off the safety element 37 pin), the collet 35 is “compressed” inward, the protrusions G of the collet 35 and the lower cylinder 2 are disengaged, and the cylinder 2 starts to move downward, entraining all the details of the anchor-sealing assembly. At the same time, the lower 9 dies are first disengaged and “drowned”, then the collet of the die holder 11 and the stop of the upper 23 are moved apart, and the upper 8 are then disengaged.

В первоначальный период давление жидкости через отверстие В воздействует на верхний цилиндр 1, и он завершает остаток возможного хода вниз. In the initial period, the fluid pressure through the hole B acts on the upper cylinder 1, and it completes the remainder of the possible downward stroke.

Конец хода нижнего цилиндра 2 - распакерование - характеризуется полным выходом из зацепления плашек верхних 8 и нижних 9 и разгерметизацией кольцевого зазора - затрубья. Все это фиксируют на устье скважины по резкому падению давления в колонне НКТ и началу циркуляции жидкости в затрубье. Это происходит потому, что при движении нижнего цилиндра 2 вниз, полость М цилиндра 2 разгерметизируется вследствие перепада посадочных диаметров наконечника 36 и наличием пазов П на нем для выхода жидкости. The end of the stroke of the lower cylinder 2 — unpacking — is characterized by a complete disengagement of the dies of the upper 8 and lower 9 and the depressurization of the annular gap — the annulus. All this is recorded at the wellhead by a sharp drop in pressure in the tubing string and the beginning of fluid circulation in the annulus. This is because when the lower cylinder 2 moves down, the cavity M of the cylinder 2 is depressurized due to the difference in the landing diameters of the tip 36 and the presence of grooves P on it for the liquid to exit.

При полном ходе цилиндра нижнего 2 вниз, кольцо замковое 39 охватывает меньший диаметр К наконечника 36, удерживает своим торцом нижний цилиндр 2 и связанные с ним другие детали при подъемно-спусковых операциях в обсадной трубе. При этом ползушка 38 продолжает движение по наконечнику 36 до выхода из уплотняемых диаметров до ступени К на наконечнике и сообщением с пазами П (фиг. 11). With the full stroke of the lower cylinder 2 down, the locking ring 39 covers the smaller diameter K of the tip 36, and holds the lower cylinder 2 and other parts associated with it during hoisting and triggering operations in the casing. While the creeper 38 continues to move along the tip 36 to exit from the sealed diameters to the step K on the tip and in communication with the grooves P (Fig. 11).

Устройство было изготовлено и испытано на Рязанском АО "Тяжпрессмаш" и показало результаты, значительно превышающие характеристики серийных аналогов. Пакер по настоящему изобретению выдерживает рабочее давление до 50 МПа. The device was manufactured and tested at Ryazan JSC Tyazhpressmash and showed results that significantly exceeded the characteristics of serial analogues. The packer of the present invention withstands operating pressures of up to 50 MPa.

Гидравлическое управление предлагаемой конструкцией надежно фиксирует пакер внутри обсадной трубы, при этом вес лифтовых труб способствует заклиниванию верхних плашек. Hydraulic control of the proposed design reliably fixes the packer inside the casing, while the weight of the lift pipes contributes to the jamming of the upper dies.

Заявляемый пакер может служить базовым объектом с последующим совершенствованием основных конструктивных узлов и повышением технических характеристик. The inventive packer can serve as a base object with the subsequent improvement of the main structural units and increase technical characteristics.

Литература
1. Бухаленко Е.И. Нефтепромысловое оборудование, Справочник, М., Недра, 1990, с. 559.Literature
1. Bukhalenko E.I. Oilfield equipment, Handbook, M., Nedra, 1990, p. 559.

2. SU 1601341 A1, 23.10.1990. 2. SU 1601341 A1, 10.23.1990.

Claims

1. Double-acting hydraulic packer, consisting of a packer drive mechanism, an anchor-sealing assembly, and an unpacker mechanism, characterized in that the packer drive mechanism consists of an upper and lower cylinder placed on a sectional core with radial holes and annular grooves with longitudinal grooves, ring-shaped pistons located between the core and the cylinders, an annular T-shaped set of dowels located in the annular groove of the core, a coupling providing with a T-shaped with a key, transmitting axial force to the packer and torque, and a sectional buffer for fixing the packer, the anchor-sealing assembly contains a spacer with a comb, stops, end surfaces of which are made with recesses toward the inner diameter, elastic sealing cuffs of variable cross section covering the spacer, separator, ratchet retainer located in the separator, conical bushings with grooves, dies placed in the grooves of the conical bushings and ram holders, pressure nut, collet with a conical protrusion, hold the upper cylinder, which is locked in the locked position during transportation, and the two-sided collet, one bevel which is interfaced with the pressure nut and the other bevel holds the cone sleeve in the transport position of the packer, the unpacking mechanism contains rods that prevent the ram from accidentally jamming in the event of a bond break in the anchor-sealing the node, the tip, the locking ring and the creeper, which has the ability to move along the tip, while the locking ring and the crawler fix the lower cylinder in the lowest position.

2. The packer according to claim 1, characterized in that the sectional buffer is made of elastic rings, alternating through one with metal rings.

3. The packer according to claim 1, characterized in that the external threaded pairs are fixed by washers that are deformable during assembly, where one side of the washer takes the form of a half-hole of one mating part, the other - the shape of a half-hole of the other part, the holes in which were made in screwed pairs before the washer was inserted .