RU2167264C1

RU2167264C1 - Tool to remove packer

Info

Publication number: RU2167264C1
Application number: RU99123872A
Authority: RU
Inventors: А.В. Кустышев; А.А. Ахметов; М.Г. Аксенов; Т.И. Чижова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз"
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: tool to remove packer is made of branch pipe, fingered bushing and unfixing unit. Tool is fitted with bushing mounted for movement relative to branch pipe and made fast to fingered bushing. Adjustment ring with rows of radial holes is put on to outer surface of bushing. Distance between lower face of adjustment ring and upper faces of circular bosses of fingered bushing is equal to length of sleeve of removed packer. Branch pipe is provided with thrust collar and recess located between thrust collar and unfixing unit. Distances between lower face of thrust collar and upper end of recess and unfixing unit should be not less than length of recess. Shape and size of recess reciprocally identical to form and size of inner surface of circular bosses of fingered bushing. EFFECT: increased functional reliability of tool. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для извлечения пакера. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for extracting the packer.

Известен инструмент извлечения пакера, состоящий из полого штока, на нижнем конце которого закреплен нижний цилиндр с полым патрубком и упором. На наружной поверхности патрубка расположена цанга, которая может свободно перемещаться по патрубку [Инструмент извлечения пакера. Межотраслевая информация. Информ. листок N 98-92, Тюмень, ЦНТИ, 1992]. A well-known tool for extracting the packer, consisting of a hollow rod, at the lower end of which is fixed a lower cylinder with a hollow pipe and a stop. A collet is located on the outer surface of the nozzle, which can move freely along the nozzle [Packer extraction tool. Intersectoral information. Inform. Leaflet N 98-92, Tyumen, CSTI, 1992].

Недостатком данного инструмента является низкая надежность как при извлечении пакера из скважины, так и при отсоединении инструмента от пакера, обусловленная наличием сложных узлов с низкой надежностью и малой жесткостью, а также невозможность извлечения пакеров, в которых узел расфиксации пакера выполнен с необходимостью точечного попадания кольцевых выступов цанги инструмента в кольцевую проточку, образованную гильзой и замковой втулкой этих пакеров. The disadvantage of this tool is the low reliability both when removing the packer from the well and when disconnecting the tool from the packer, due to the presence of complex nodes with low reliability and low rigidity, as well as the inability to remove packers in which the packer release unit is made with the need for pin-hit of the annular protrusions tool collets in an annular groove formed by a sleeve and locking sleeve of these packers.

Известен инструмент извлечения пакера, включающий патрубок, цангу и узел расфиксации [Патент РФ N 2105127]. A known tool for extracting the packer, including the pipe, collet and the node of the release [RF Patent N 2105127].

Недостатком данного инструмента является недостаточная надежность извлечения пакеров, в которых узел расфиксации пакера выполнен с необходимостью точечного попадания кольцевых выступов цанги инструмента в кольцевую проточку, образованную гильзой и замковой втулкой этих пакеров. В этом случае кольцевые выступы цанги инструмента, так как цанга свободно размещена (перемещается) на наружной поверхности патрубка, могут расположиться не напротив кольцевой проточки пакера и при движении инструмента вниз не войти в кольцевую проточку пакера, не соединиться с ним и не произвести расфиксацию пакера. Помимо этого конструкция инструмента не предусматривает возможность фиксирования цанги в кольцевой проточке извлекаемого пакера. The disadvantage of this tool is the insufficient reliability of the extraction of packers, in which the packer unlocking unit is made with the need for a pinpoint hit of the annular protrusions of the tool collet in the annular groove formed by the sleeve and locking sleeve of these packers. In this case, the annular protrusions of the tool collet, since the collet is freely placed (moves) on the outer surface of the nozzle, may not be located opposite the packer’s groove and when the tool is moving downward, do not enter the packer’s groove, connect to it, or unlock the packer. In addition, the design of the tool does not provide for the possibility of fixing the collet in the annular groove of the extracted packer.

Задача, стоящая при создании инструмента извлечения пакера, состоит в разработке надежного инструмента, безотказно работающего как в обычном, так и в осложненном режиме (после продолжительной эксплуатации пакера в скважине, при наличии присыпанного песком подпакерного хвостовика и т.д., когда усилия, необходимые для извлечения пакера, резко возрастают). The challenge in creating a packer extraction tool is to develop a reliable tool that works smoothly both in normal and in complicated mode (after prolonged use of the packer in the well, in the presence of sand-packed sub-packer liner, etc., when the efforts required to extract the packer, increase sharply).

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей и высокой надежности при простоте конструкции и удобстве при эксплуатации, а также в расширении диапазона извлекаемых пакеров за счет обеспечения точечного попадания кольцевых выступов цанги в кольцевую проточку узла расфиксации пакера и фиксации их в ней в процессе расфиксации и извлечении пакера на дневную поверхность. The technical result achieved by the invention consists in expanding the functionality and high reliability with simplicity of design and ease of use, as well as expanding the range of extractable packers by ensuring that the annular protrusions of the collet pointly enter the annular groove of the packer unlocking and fixing unit them in it in the process of unlocking and removing the packer to the day surface.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном инструменте извлечения пакера, включающем патрубок, цангу и узел расфиксации, в отличие от прототипа он снабжен втулкой, размещенной с возможностью перемещения относительно патрубка и жестко соединенной с цангой, на наружной поверхности втулки размещено настроечное кольцо с выполненными в нем рядами радиальных отверстий, расстояние между нижней гранью настроечного кольца и верхними гранями кольцевых выступов цанги равно длине гильзы извлекаемого пакера, а патрубок снабжен дополнительным упорным буртом и выемкой, размещенной между упорным буртом и узлом расфиксации, причем расстояния между нижней гранью упорного бурта и верхним концом выемки и между нижним концом выемки и узлом расфиксации должны быть не менее длины выемки, форма и размер выемки ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов цанги. The task and the technical result are achieved by the fact that in the well-known tool for removing the packer, including the nozzle, collet and the release unit, in contrast to the prototype, it is equipped with a sleeve placed with the possibility of movement relative to the nozzle and rigidly connected to the collet, on the outer surface of the sleeve there is a training ring with rows of radial holes made in it, the distance between the lower edge of the tuning ring and the upper faces of the annular protrusions of the collet is equal to the length of the sleeve of the packer to be removed, and the tubes are equipped with an additional stop collar and a recess located between the stop collar and the fixation unit, and the distances between the lower edge of the stop collar and the upper end of the notch and between the lower end of the notch and the fixation unit must be identical to the length of the notch, the shape and size of the notch are identical in shape and the size of the inner surface of the annular protrusions of the collet.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию "новизна". Based on the foregoing, we can conclude that this invention meets the criterion of "novelty."

Технический результат, полученный при использовании изобретения, позволяет реализовать давно существующую производственную потребность. На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критериям "изобретательский уровень". The technical result obtained by using the invention allows to realize a long-existing production need. Based on the foregoing, we can conclude that the invention meets the criteria of "inventive step".

На фиг. 1 показан заявляемый инструмент извлечения пакера, на фиг. 2 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент их соединения и расфиксации пакера, на фиг. 3 - схема взаимодействия инструмента с пакером в момент извлечения пакера. In FIG. 1 shows the inventive packer extraction tool, FIG. 2 is a diagram of the interaction of a tool with a packer at the time of their connection and release of the packer, FIG. 3 is a diagram of the interaction of the tool with the packer at the time of extraction of the packer.

Инструмент состоит из полого патрубка 1, на одном конце которого выполнена резьба для соединения с муфтой 2, на другом закреплены на резьбе втулка 3 и посредством срезных винтов 4 втулка 5 узла расфиксации. Патрубок 1 посредством штифтов 6 соединен с втулкой 7, на которой штифтами 8 закреплено настроечное кольцо 9. На нижнем конце втулки 7 закреплена цанга 10, на верхнем - кольцо 11. Патрубок 1 выполнен с кольцевым упорным буртом 12 и выемкой 13. В патрубке 1 выполнено отверстие 14 для сообщения внутренней полости инструмента с наружной поверхностью. Расстояния между нижней гранью упорного бурта 12 и верхним концом выемки 13, а также между нижним концом выемки 13 и втулкой 5 узла расфиксации должны быть не менее длины самой выемки, что позволит кольцевым выступам 15 цанги оставаться напротив кольцевой проточки извлекаемого пакера при движении вниз патрубка 1 до момента их повторного подклинивания патрубком и соприкосновения нижней грани упорного бурта 12 с верхней внутренней гранью кольцевых выступов 15 цанги. Цанга 10 выполнена таким образом, что ее кольцевые выступы 15 размещаются напротив выемки 13 патрубка. Форма и размер выемки 13 ответно идентичны форме и размеру внутренней поверхности кольцевых выступов 15 цанги, что обеспечивает возможность утапливания кольцевых выступов 15 цанги в момент входа цанги 10 в кольцевую проточку гильзы пакера при соединении инструмента с пакером. Расстояние между нижней гранью кольца 9 и верхней гранью кольцевых выступов 15 цанги выбирается равным длине гильзы пакера. Настроечное кольцо 9 выполнено с отверстиями 16, расположенными в несколько рядов, что позволяет регулировать длину перемещения цанги 10 относительно кольцевой проточки гильзы пакера. The tool consists of a hollow pipe 1, on one end of which a thread is made for connection with the coupling 2, on the other, the sleeve 3 is fixed to the thread and by the shear screws 4 the sleeve 5 of the release unit. The pipe 1 by means of pins 6 is connected to a sleeve 7, on which a tuning ring 9 is fixed with pins 8. A collet 10 is fixed at the lower end of the sleeve 7, a ring 11 is fixed at the upper end. The pipe 1 is made with an annular thrust collar 12 and a recess 13. In the pipe 1 is made hole 14 for communication of the internal cavity of the tool with the outer surface. The distances between the lower face of the thrust shoulder 12 and the upper end of the recess 13, as well as between the lower end of the recess 13 and the sleeve 5 of the release unit, must be at least the length of the recess itself, which will allow the annular protrusions 15 of the collet to remain opposite the annular groove of the extracted packer when moving down the pipe 1 until they are again wedged by the pipe and the lower edge of the thrust shoulder 12 comes into contact with the upper inner face of the annular protrusions 15 of the collet. Collet 10 is made in such a way that its annular protrusions 15 are placed opposite the recess 13 of the pipe. The shape and size of the recess 13 are reciprocally identical to the shape and size of the inner surface of the annular protrusions 15 of the collet, which makes it possible to recess the annular protrusions 15 of the collet at the moment the collet 10 enters the annular groove of the packer sleeve when connecting the tool to the packer. The distance between the lower edge of the ring 9 and the upper edge of the annular protrusions 15 of the collet is chosen equal to the length of the sleeve of the packer. The tuning ring 9 is made with holes 16 arranged in several rows, which allows you to adjust the length of movement of the collet 10 relative to the annular groove of the sleeve of the packer.

Инструмент работает следующим образом. The tool works as follows.

Инструмент на колонне труб спускается в скважину до упора настроечного кольца 9 инструмента в гильзу 17 пакера (см. фиг. 2). При спуске инструмента лепестки цанги 10 сжимаются, утапливаются в выемке 13 патрубка 1 и проскальзывают во внутреннюю полость гильзы 17 пакера. После упора настроечным кольцом 9 инструмента в гильзу 17 пакера, кольцевые выступы 15 цанги инструмента входят в кольцевую проточку 18, образованную гильзой 17 и замковой втулкой 19 пакера и разжимаются. При этом патрубок 1 инструмента, двигаясь вниз, подклинивает кольцевые выступы 15 цанги, не давая им возможности выйти из зацепления с пакером. The tool on the pipe string is lowered into the well until the stop of the tuning ring 9 of the tool in the sleeve 17 of the packer (see Fig. 2). When you lower the tool, the petals of the collet 10 are compressed, recessed in the recess 13 of the pipe 1 and slip into the inner cavity of the sleeve 17 of the packer. After stop by the tuning ring 9 of the tool in the sleeve of the packer 17, the annular protrusions 15 of the collet of the tool are included in the annular groove 18 formed by the sleeve 17 and the locking sleeve 19 of the packer and are unclenched. In this case, the nozzle 1 of the tool, moving down, wedges the annular protrusions 15 of the collet, preventing them from disengaging from the packer.

При разгрузке колонны бурильных труб на инструмент срезаются штифты 6 и патрубок 1 инструмента перемещается вниз относительно втулки 7 инструмента. При этом патрубок 1, перемещаясь вниз, подклинивает кольцевые выступы 15 цанги в кольцевой проточке 18 пакера, а нижней гранью упорного бурта 12 упирается во внутреннюю верхнюю часть кольцевых выступов 15 цанги. When unloading the drill pipe string onto the tool, the pins 6 are cut off and the tool pipe 1 moves downward relative to the tool sleeve 7. In this case, the pipe 1, moving down, wedges the annular protrusions 15 of the collet in the annular groove 18 of the packer, and the lower face of the thrust shoulder 12 abuts against the inner upper part of the annular protrusions 15 of the collet.

При дальнейшей разгрузке колонны труб на инструмент срезаются штифты 8 и патрубок 1, двигаясь вниз и упираясь нижней гранью упорного бурта 12 в верхнюю внутреннюю часть кольцевых выступов 15 цанги, перемещает замковую втулку 19 пакера. Замковая втулка 19 пакера, перемещаясь вниз, упирается в нижнюю корпусную втулку 20 пакера и начинает толкать ее вниз вместе с нижним конусом 21 пакера, выводя конус 21 из-под шлипсов (не показано). Пакер расфиксирован и готов к извлечению из скважины. With further unloading of the pipe string onto the tool, pins 8 and pipe 1 are cut off, moving downward and abutting with the lower face of the stop collar 12 into the upper inner part of the annular protrusions 15 of the collet, moves the locking sleeve 19 of the packer. The lock sleeve 19 of the packer, moving down, abuts against the lower housing sleeve 20 of the packer and begins to push it down together with the lower cone 21 of the packer, leading the cone 21 from under the slips (not shown). The packer is unlocked and ready to be retrieved from the well.

Извлечение расфиксированного пакера осуществляется путем натяжения колонны труб. При этом патрубок 1, перемещаясь вверх (см. фиг. 3), вновь подклинивает кольцевые выступы 15 цанги в кольцевой проточке 18 пакера, и втулка 5 узла расфиксации инструмента, упираясь в нижний торец кольцевых выступов 15 цанги, толкает гильзу 17 пакера вверх. При движении гильзы 17 вверх происходит самораспускание уплотнительных элементов пакера и выход верхнего конуса пакера из-под шлипсов (не показано). Уплотнительные элементы и шлипсы получают возможность оторваться от внутренней поверхности эксплуатационной колонны и занять первоначальное (транспортное) положение. The release of the unlocked packer is carried out by tensioning the pipe string. In this case, the pipe 1, moving upward (see Fig. 3), again wedges the annular protrusions 15 of the collet in the annular groove 18 of the packer, and the sleeve 5 of the tool release unit, abutting the lower end of the annular protrusions 15 of the collet, pushes the sleeve 17 of the packer up. When the sleeve 17 moves upward, the packer sealing elements self-release and the packer upper cone emerges from under the slips (not shown). Sealing elements and slips get the opportunity to break away from the inner surface of the production casing and take its original (transport) position.

При непопадании кольцевых выступов 15 цанги в кольцевую проточку 18 пакера необходимо извлечь инструмент, выкрутить штифты 8 из гнезд и вкрутить их в выше- или нижележащие отверстия (гнезда) 16. If the annular protrusions 15 of the collet do not fall into the annular groove 18 of the packer, it is necessary to remove the tool, unscrew the pins 8 from the sockets and screw them into the higher or lower holes (sockets) 16.

При извлечении пакера не рекомендуется применять усилие выше рабочей величины, например, более 300 кН сверх веса труб. When removing the packer, it is not recommended to apply a force higher than the working value, for example, more than 300 kN over the weight of the pipes.

В случае невозможности извлечения пакера и необходимости в отсоединении инструмента от пакера необходимо продолжить натяжение колонны труб вверх с усилием, превышающим рабочее (300 кН). При усилии, превышающем рабочее, например, при 450 кН, срезаются винты 4 и цанга 10 инструмента получает возможность выйти из зацепления с гильзой 17 пакера. При этом втулка 5 инструмента падает вниз и улавливается нижней частью втулки 3 (предотвращается загрязнение забоя, втулку 5 можно использовать многократно). После этого инструмент освобождается от пакера и поднимается на поверхность. If it is impossible to remove the packer and it is necessary to disconnect the tool from the packer, it is necessary to continue pulling the pipe string up with a force exceeding the working one (300 kN). With a force exceeding the working force, for example, at 450 kN, the screws 4 are cut off and the tool collet 10 is able to disengage from the sleeve 17 of the packer. In this case, the tool sleeve 5 falls down and is caught by the lower part of the sleeve 3 (contamination of the bottom is prevented, sleeve 5 can be reused). After that, the tool is released from the packer and rises to the surface.

Расфиксированный (приведенный в транспортное положение) пакер вместе с инструментом поднимается на поверхность. При этом вытесняемая пакером задавочная жидкость, находящаяся в скважине, переливается из затрубного пространства за пакером и инструментом через отверстие 14 во внутреннюю полость инструмента и далее на забой, не переливаясь на устье и не снижая уровня задавочной жидкости в скважине. Тем самым устраняются условия поршневания, а следовательно, условия возможного выброса. The unlocked (brought into transport position) packer together with the tool rises to the surface. In this case, the filling fluid displaced by the packer located in the well is poured from the annular space behind the packer and the tool through the hole 14 into the internal cavity of the tool and further to the bottom, without overflowing at the mouth and without reducing the level of filling fluid in the well. This eliminates the conditions of pistoning, and therefore, the conditions of a possible ejection.

Claims

A packer extraction tool, including a nozzle, collet and release units, characterized in that it is provided with a sleeve placed for movement relative to the nozzle and rigidly connected to the collet; on the outer surface of the sleeve there is a tuning ring with rows of radial holes made in it, the distance between the lower edge of the adjusting ring and the upper faces of the annular protrusions of the collet is equal to the length of the sleeve of the extracted packer, and the nozzle is equipped with an additional thrust collar and a recess located between nym shoulder and unlocking assembly, wherein the distance between the bottom face of the thrust collar and the upper end of the recess and the lower recess between the end node and unlocking shall not be less than the length of the recess, the shape and size of the recess responsively identical shape and size to the inner surface of the annular projections of the collet.