RU2170331C2

RU2170331C2 - Packer equipment

Info

Publication number: RU2170331C2
Application number: RU99109849A
Authority: RU
Inventors: В.А. Сафин; С.Н. Ханнанов; В.А. Федоров; С.А. Кашапов; О.Н. Ермаков; Г.В. Новиков
Original assignee: Сафин Велир Ахатович
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: invention is specifically related to equipment with drilled-out packer to seal drill pipe and tubing strings in well and to shut off shaft of well. Additional piston with freedom of axial movement is installed between cylinder and rod of location tool. It rests against cone of upper tool extractor unit with fixing arm which ensures increased reliability of sealing, fixing and closing of drilled-out packer. EFFECT: increased reliability of sealing, fixing and closing of drilled-out packer. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию с разбуриваемым пакером для уплотнения колонны бурильных и насосно-компрессорных труб в скважине и перекрытия ствола скважины. The invention relates to the oil industry, in particular to equipment with a drillable packer for sealing a string of drill and tubing in the well and overlapping the wellbore.

Известно пакерное оборудование, включающее разбуриваемый пакер с установленными на трубчатом стволе уплотнительными элементами и противоположно направленными шлипсовыми узлами и посадочный инструмент с цилиндром, опирающимся в верхние шлипсы пакера, и трубчатыми штоком с поршнями, прикрепленным к стволу пакера (а.с. СССР 751961, кл. E 21 В 33/12). Недостатком его является сложность конструкции из-за наличия патрубка, телескопически установленного на нижнем конце ствола пакера, и низкая надежность уплотнения и закрепления пакера из-за трения шлипсов о стенки скважины при его посадке. Known packer equipment, including a drillable packer with sealing elements mounted on the tubular barrel and opposite slip assemblies and a landing tool with a cylinder resting on the upper packer slots and a tubular rod with pistons attached to the packer barrel (A.S. USSR 751961, class .E 21 B 33/12). Its disadvantage is the design complexity due to the presence of a nozzle telescopically mounted on the lower end of the packer barrel, and the low reliability of the packer seal and fastening due to friction of the slips against the borehole wall during its landing.

Наиболее близким к предлагаемому является пакерное оборудование, включающее разбуриваемый пакер с установленными на трубчатом стволе уплотнительными элементами, противоположно направленными шлипсовыми узлами, фиксатором и обратным клапаном и посадочный инструмент с цилиндром, опирающимся на верхние шлипсы пакера, и трубчатым штоком с поршнями, прикрепленным к обратному клапану пакера (см. а.с. СССР 588345, кл. E 21 В 33/12 "Пакер", авторы В. А. Сафин, В.Я. Напалков и А.К. Николаев, опубл. 15.01.78 г, бюлл. N 2). Closest to the proposed one is packer equipment, including a drillable packer with sealing elements mounted on the tubular barrel, oppositely directed slip assemblies, a latch and a check valve, and a landing tool with a cylinder resting on the upper packer slips and a tubular rod with pistons attached to the check valve packer (see AS USSR 588345, class E 21 B 33/12 "Packer", authors V. A. Safin, V. Ya. Napalkov and A. K. Nikolaev, publ. 15.01.78 g, bull. . N 2).

Недостатком этого оборудования является низкая надежность уплотнения и закрепления пакера на месте установки ввиду трения шлипсов о стенки скважины и изнашивания их зубьев при посадке. Другим недостатком этого оборудования является необходимость периодического заполнения труб жидкостью при спуске ввиду того, что обратный клапан пакера герметично закрыт и скважинная жидкость не поступает в трубы. Недостатком его является также то, что в случае нарушения плотности закрытия обратного клапана отсутствует возможность дополнительного перекрытия пакера, и это может привести к значительным осложнениям. The disadvantage of this equipment is the low reliability of sealing and securing the packer at the installation site due to the friction of the slips on the walls of the well and the wear of their teeth during planting. Another disadvantage of this equipment is the need for periodic filling of pipes with liquid during descent due to the fact that the check valve of the packer is hermetically closed and the well fluid does not enter the pipes. Its disadvantage is that in case of violation of the density of closing the check valve, there is no possibility of additional overlapping of the packer, and this can lead to significant complications.

Задачей данного изобретения является повышение надежности уплотнения, закрепления и закрытия разбуриваемого пакера и устранения необходимости периодического заполнения труб жидкостью при спуске пакерного оборудования в скважину. The objective of the invention is to increase the reliability of compaction, fixing and closing drilled packer and eliminate the need for periodic filling of pipes with liquid when lowering the packer equipment into the well.

Поставленная задача решается тем, что между цилиндром и трубчатым штоком посадочного инструмента размещается дополнительный поршень со свободой осевого перемещения по ним, опирающийся на конус верхнего шлипсового узла, а фиксатор размещается в этом конусе. Поставленная задача решается также тем, что обратный клапан пакера фиксируется в открытом положении срезным элементом, ниже обратного клапана устанавливается дополнительный клапан, запорный элемент которого размещается выше седла и выполняется в виде шара из упругого материала, например, полиуретана. The problem is solved in that between the cylinder and the tubular rod of the landing tool is an additional piston with freedom of axial movement along them, supported by the cone of the upper slip unit, and the latch is placed in this cone. The problem is also solved by the fact that the check valve of the packer is fixed in the open position by a shear element, an additional valve is installed below the check valve, the shut-off element of which is located above the seat and is made in the form of a ball of elastic material, for example, polyurethane.

На чертеже изображено пакерное оборудование в исходном положении перед спуском в скважину. The drawing shows the packer equipment in the initial position before lowering into the well.

Пакерное оборудование состоит из пакера 1 и посадочного инструмента 2. Пакер 1 включает ствол 3, уплотнительные элементы 4, нижний и верхний шлипсовые узлы со шлипсами 5, 6 и конусами 7, 8. В верхнем конусе 8 установлен фиксатор 9 ствола. К нижнему концу ствола прикреплен обратный клапан 10 с седлом 11 и возвратной пружиной 12. Обратный клапан 10 в открытом положении зафиксирован в корпусе 13 срезным элементом 14. К корпусу 13 прикреплен дополнительный клапан, состоящий из седла 15, запорного элемента 16 и клетки 17. Запорный элемент 16 выполнен в виде шара из упругого материала, например, полиуретана и размещен выше посадочной поверхности седла 15. The packer equipment consists of a packer 1 and a planting tool 2. Packer 1 includes a barrel 3, sealing elements 4, lower and upper slot assemblies with slips 5, 6 and cones 7, 8. A barrel retainer 9 is installed in the upper cone 8. A non-return valve 10 with a seat 11 and a return spring 12 is attached to the lower end of the barrel. The non-return valve 10 in the open position is fixed in the housing 13 by a shear element 14. An additional valve consisting of a seat 15, a locking element 16 and a cage 17 is attached to the housing 13. element 16 is made in the form of a ball of elastic material, for example, polyurethane and is placed above the seating surface of the seat 15.

Посадочный инструмент 2 включает цилиндр 18, опирающийся на верхние шлипсы 6 пакера, и поршни 19 со штоком 20. Между цилиндром и штоком размещен дополнительный поршень 21, опирающийся на верхний конус 8 пакера. Шток 20 манжетами 22 уплотнен в стволе 3 пакера и посредством разрывной шпильки 23 прикреплен к обратному клапану 10. Landing tool 2 includes a cylinder 18, supported by the upper slips 6 of the packer, and pistons 19 with a rod 20. Between the cylinder and the rod, an additional piston 21 is placed, supported by the upper cone 8 of the packer. The stem 20 of the cuffs 22 is sealed in the barrel 3 of the packer and by means of a bursting pin 23 is attached to the check valve 10.

В скважину пакерное оборудование спускают на трубах, прикрепленных к штоку 20 посадочного инструмента посредством муфты 24. В процессе спуска трубы заполняются скважинной жидкостью, которая поступает через открытый обратный клапан и дополнительный клапан. При создании давления в трубах запорный элемент 16 закрывает седло 15 и под действием жидкости, поступающей в цилиндр по отверстиям 25 и 26 в штоке 20, поршень 21 и цилиндр 18 перемещаются вниз. Под действием поршня 21 конус 7 заклинивает шлипсы 5 в стволе скважины и уплотняет элементы 4, а фиксатор 9 фиксирует их в таком положении относительно ствола 3. Под действием цилиндра 18 шлипсы 6 заклинивают верхний конус 8, фиксируя пакер от перемещения вверх. При увеличении давления в трубах шар 16 деформируется и проталкивается в клетку 17, элемент 14 срезается, а шпилька 23 разрывается. The packer equipment is lowered into the well on pipes attached to the stem 20 of the planting tool by means of a sleeve 24. During the descent, the pipes are filled with well fluid, which enters through an open check valve and an additional valve. When creating pressure in the pipes, the locking element 16 closes the seat 15 and under the action of the fluid entering the cylinder through the holes 25 and 26 in the rod 20, the piston 21 and the cylinder 18 are moved down. Under the action of the piston 21, the cone 7 wedges the slips 5 in the wellbore and seals the elements 4, and the latch 9 fixes them in this position relative to the barrel 3. Under the action of the cylinder 18, the slips 6 wedge the upper cone 8, fixing the packer from moving up. With increasing pressure in the pipes, the ball 16 is deformed and pushed into the cage 17, the element 14 is cut off, and the stud 23 is broken.

В таком положении оборудования можно производить закачку технологических жидкостей под пакер, не извлекая трубы с посадочным инструментом. При снятии давления в трубах происходит двойное закрытие пакера: шар 16 закрывает седло 15 снизу и клапан 10 закрывает седло 11. После этого трубы с посадочным инструментом могут быть извлечены без каких-либо манипуляций с ними. In this position of the equipment, it is possible to pump technological liquids under the packer without removing pipes with the planting tool. When the pressure in the pipes is relieved, the packer double closes: the ball 16 closes the seat 15 from the bottom and the valve 10 closes the seat 11. After that, the pipes with the planting tool can be removed without any manipulation with them.

Технико-экономический эффект предлагаемого оборудования заключается в том, что оно обеспечивает надежное уплотнение, закрепление и закрытие разбуриваемого пакера, позволяя производить технологические операции без осложнений, связанных с работой пакера. Кроме того оно устраняет необходимость периодического заполнения труб жидкостью, облегчая и ускоряя процесс спуска пакерного оборудования в скважину. The technical and economic effect of the proposed equipment lies in the fact that it provides reliable sealing, fixing and closing of the drilled packer, allowing technological operations to be performed without complications associated with the operation of the packer. In addition, it eliminates the need for periodic filling of pipes with liquid, facilitating and accelerating the process of lowering the packer equipment into the well.

Claims

1. Packer equipment, including a drillable packer with sealing elements installed on the tubular barrel, opposite directional slip assemblies, a clamp and a check valve, and a landing tool with a cylinder resting on the upper packer slips and a tubular rod with pistons attached to the packer check valve, characterized the fact that between the cylinder and the rod of the planting tool an additional piston is installed with freedom of axial movement along them, supported by the cone of the upper slips a, a lock is placed in this cone.

2. Packer equipment according to claim 1, characterized in that the packer check valve is fixed in the open position by a shear element.

3. Packer equipment according to claim 1, characterized in that an additional valve is installed below the check valve of the packer, the locking element of which is located above the seat.

4. Packer equipment according to claim 3, characterized in that the locking element of the additional valve is made in the form of a ball of elastic material, such as polyurethane.