RU2243357C2

RU2243357C2 - Technological packer

Info

Publication number: RU2243357C2
Application number: RU2002134361/03A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Басарыгин (RU); Ю.М. Басарыгин; Ю.И. Баканов (RU); Ю.И. Баканов; В.Ф. Будников (RU); В.Ф. Будников; Р.А. Ахметов (RU); Р.А. Ахметов; Е.П. Криворучко (RU); Е.П. Криворучко; В.Н. Горбенко (RU); В.Н. Горбенко; В.М. Битаров (RU); В.М. Битаров; Н.И. Ворсин (RU); Н.И. Ворсин; Т.Р. Ахметов (RU); Т.Р. Ахметов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром"
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: oil and gas extractive industry.

SUBSTANCE: device has barrel with central channel, cone, collar, case with dies, lower piston fixed by shear element,, sub-piston hollow of which is connected to central channel of barrel, upper and lower sleeves, stop and shear valve, connected to lower portion of body, fixers of dies displacements and collar deformation, threaded bushing mounted in barrel, body bushing mounted coaxially on threaded bushing and connected to it by upper spring ring. Threaded bushing is provided with upper piston and slits in its upper portion, in upper sleeve response longitudinal grooves are mad for slits. In the cone lower spring ring is mounted, and in lower portion of body bushing a response ring groove for lower spring ring is made.

EFFECT: higher reliability.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерующим устройствам, и может быть использовано при ремонте скважин.The invention relates to the oil and gas industry, namely to packers, and can be used in the repair of wells.

Известен пакер, содержащий полый ствол с радиальными каналами, уплотнительные элементы, упорное кольцо и конус, снабженные хвостовиками и образующие со стволом камеру, связанную с полостью ствола, плашки и жестко связанную с упорным кольцом обойму с окнами для размещения плашек (а.с. SU № 800339, Е 21 В 33/12, оп. 1981 г.) (1).Known packer containing a hollow barrel with radial channels, sealing elements, a thrust ring and a cone, equipped with shanks and forming a chamber with a barrel connected with the barrel cavity, dies and a clip with windows for accommodating dies rigidly connected to the thrust ring (a.s. SU No. 800339, E 21 B 33/12, op. 1981) (1).

Недостатком известного пакера является низкая надежность работы пакера, так при создании давления внутри пакера одновременно с перемещением плашек происходит сжатие уплотнительных элементов, которые при перемещении колонны труб с пакером вниз, повреждаются об обсадную колонну. Причем, в виду отсутствия фиксаторов перемещений плашек и уплотнительных элементов после установки пакера возможно перемещение плашек и уплотнительных элементов, что может привести к разгерметизации пакера. Кроме того, пакер имеет ограниченное применение из-за перекрытия центрального канала сбросным шаром, а также в известном пакере отсутствует механизм расфиксации сжатия уплотнительных элементов и плашек.A disadvantage of the known packer is the low reliability of the packer, so when the pressure inside the packer is created simultaneously with the movement of the dies, the compression elements are compressed, which, when the pipe string with the packer moves down, is damaged about the casing. Moreover, due to the lack of fixators for moving dies and sealing elements after installing the packer, it is possible to move the dies and sealing elements, which can lead to depressurization of the packer. In addition, the packer has limited use due to the overlapping of the central channel with a discharge ball, and also in the known packer there is no mechanism for unlocking the compression of the sealing elements and dies.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому пакеру технологическому является пакер типа ПН-ЯГМ, содержащий ствол манжеты, конусы, обоймы плашек, поршень, муфты, упор и срезной клапан. (Е.И.Бухаленко, В.Е.Бухаленко. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. - М.: Недра, 1991, с. 254) (2).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technological packer is a PN-YAGM type packer containing a barrel of a cuff, cones, clips of dies, a piston, couplings, an emphasis and a shear valve. (EI Bukhalenko, VE Bukhalenko. Equipment and tools for repairing wells. - M .: Nedra, 1991, p. 254) (2).

Недостатком известного пакера является низкая надежность работы, так как отсутствие фиксаторов при создании рабочих перепадов давления в скважине могут изменить положение пакера относительно эксплуатационной колонны и разгерметизировать манжету. Повторное фиксирование пакера и герметизацию манжеты создать невозможно из-за срезки штифтов, фиксирующих седло на корпусе, и выпадения седла и шара клапана.A disadvantage of the known packer is the low reliability of operation, since the absence of clamps when creating working pressure drops in the well can change the position of the packer relative to the production string and depressurize the cuff. Re-fixing the packer and sealing the cuff is not possible due to the cutting of the pins fixing the seat on the body, and the loss of the seat and ball of the valve.

Кроме того, снятие пакера после длительного времени путем прямого натяжения колонны подъемных труб является проблематичным и занимает много времени. В этом случае, как правило, выходит из строя манжета.In addition, removing the packer after a long time by directly pulling the riser string is problematic and time consuming. In this case, the cuff usually fails.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы пакера.The present invention is to increase the reliability of the packer.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известный пакер технологический, содержащий ствол с центральным каналом, конус, манжету, обойму с плашками, зафиксированный срезным элементом нижний поршень, подпоршневая полость которого соединена с центральным каналом ствола, верхнюю и нижнюю муфты, упор и срезной клапан, соединенный с нижней частью ствола, согласно изобретения, дополнительно содержит фиксаторы перемещений плашек и деформации манжеты, резьбовую втулку, установленную на стволе, корпусную втулку, установленную коаксиально на резьбовой втулке и соединенную с ней верхним пружинным кольцом, при этом резьбовая втулка оснащена верхним поршнем и шлицами в верхней ее части, в верхней муфте выполнены ответные продольные пазы под шлицы, в конусе установлено нижнее пружинное кольцо, а в нижней части корпусной втулки выполнен ответный кольцевой паз под нижнее пружинное кольцо, причем резьбовая втулка соединена со стволом при помощи левой резьбы.The essence of the present invention lies in the fact that the known technological packer, comprising a barrel with a central channel, a cone, a cuff, a clip with dies, a lower piston fixed by a shear element, a piston cavity which is connected to the central bore of the barrel, an upper and lower coupling, an emphasis and a shear valve connected to the lower part of the barrel, according to the invention, additionally contains clamps for the movement of the dies and the deformation of the cuff, a threaded sleeve mounted on the barrel, a housing sleeve installed coa axially on the threaded sleeve and the upper spring ring connected to it, while the threaded sleeve is equipped with an upper piston and slots in its upper part, reciprocal longitudinal grooves for the slots are made in the upper coupling, a lower spring ring is installed in the cone, and the lower part of the housing sleeve is made a reciprocal annular groove under the lower spring ring, and the threaded sleeve is connected to the barrel using the left thread.

На чертеже представлен предлагаемый пакер технологический в разрезе. Пакер технологический содержит ствол 1 с центральным осевым каналом, нижний поршень 2, установленный на стволе 1 и зафиксированный срезным винтом 3 относительно нижнего цилиндра 4, нижнюю муфту 5, обойму с плашками 6, конус 7, манжету 8, упор 9, фиксаторы перемещений 10 плашек 6 и деформации манжеты 8, срезной винт 11, срезной клапан 12 с седлом под сбросной элемент, соединенный с нижней частью пакера, резьбовую втулку 13, верхний цилиндр с буртом 14, верхнее пружинное кольцо 15, нижнее пружинное кольцо 16, корпусную втулку 17, выполненную с уступом под конус 7, уплотнительные кольца 18, верхнюю муфту 19, причем резьбовая втулка 13, установленная на стволе на левой резьбе 20, в верхней ее части оснащена шлицами 21, входящими в пазы 22, выполненные в верхней муфте 19, под нижним поршнем 2 выполнена подпоршневая камера 23, соединенная радиальным каналом 24 с центральным каналом ствола 1, корпусная втулка 17 установлена на резьбовой втулке 13 коаксиально относительно нее и оснащена в верхней ее части верхним поршнем 25, на внутренней поверхности конуса 7 выполнен паз 26 под нижнее пружинное кольцо 16, а на наружной поверхности резьбовой втулки 17, в нижней ее части выполнен ответный паз 28. Пакер технологический работает следующим образом. Пакер спускают на трубах в скважину на заданную глубину. Для установки пакера внутрь труб с устья скважины сбрасывают шар, который падает в седло срезного клапана 12 и перекрывает его проходное сечение. Внутри труб создается давление, которое передается через канал 24 на поршень 2, и при достижении предельного давления происходит срезка винта 3, поршень 2, перемещаясь вверх, надвигает обойму с плашками 6 на конус 7. В этом случае плашки 6 получают радиальное перемещение до их внедрения в эксплуатационную колонну. Перемещение плашек 6 фиксируется нижним фиксатором 10. По достижению расчетного давления внутри труб происходит срезка штифтов срезного клапана 12 и шар вместе с седлом выпадает на забой. При необходимости ниже пакера может быть установлена ловушка для шара и седла срезного клапана 12, которая может быть извлечена.The drawing shows the proposed technological packer in the context. The technological packer contains a barrel 1 with a central axial channel, a lower piston 2 mounted on the barrel 1 and fixed with a shear screw 3 relative to the lower cylinder 4, a lower coupling 5, a holder with dies 6, a cone 7, a sleeve 8, an emphasis 9, and 10 displacement locks 6 and cuff deformation 8, shear screw 11, shear valve 12 with a seat for a discharge element connected to the bottom of the packer, a threaded sleeve 13, an upper cylinder with a shoulder 14, an upper spring ring 15, a lower spring ring 16, a housing sleeve 17, made with a ledge under the cone 7, o-rings 18, the upper sleeve 19, the threaded sleeve 13 mounted on the barrel on the left-hand thread 20, in its upper part equipped with slots 21 included in the grooves 22 made in the upper sleeve 19, under the lower piston 2 there is a piston chamber 23 connected by a radial channel 24 with the Central channel of the barrel 1, the housing sleeve 17 is mounted on the threaded sleeve 13 coaxially relative to it and is equipped with an upper piston 25 in its upper part, a groove 26 is made on the inner surface of the cone 7 for the lower spring ring 16, and on the outer surface of the threaded sleeve 17, at the bottom thereof is formed a return process groove 28. The packer operates in the following manner. The packer is lowered by pipes into the well to a predetermined depth. To install the packer inside the pipes, a ball is dropped from the wellhead, which falls into the saddle of the shear valve 12 and closes its bore. Inside the pipes, pressure is created, which is transmitted through the channel 24 to the piston 2, and when the limit pressure is reached, the screw 3 is cut off, the piston 2, moving upward, pushes the holder with dies 6 onto the cone 7. In this case, the dies 6 receive radial movement before they are introduced into the production casing. The movement of the dies 6 is fixed by the lower latch 10. Upon reaching the design pressure inside the pipes, the shear valve pins 12 are cut off and the ball with the seat falls to the bottom. If necessary, a trap can be installed below the packer for the ball and seat of the shear valve 12, which can be removed.

Для разобщения пространства выше и ниже пакера производят разгрузку колонны труб на пакер. В этом случае пакер опирается на эксплуатационную колонну через плашки 6 и происходит сжатие манжеты 8 вдоль оси, манжета 8, расширяясь, герметизирует стык, образованный пакером и колонной. При этом происходит фиксирование сжатой манжеты 8 при помощи верхнего фиксатора перемещений 10.To separate the space above and below the packer, the pipe string is unloaded to the packer. In this case, the packer rests on the production casing through the dies 6 and the cuff 8 is compressed along the axis, the cuff 8, expanding, seals the joint formed by the packer and the casing. When this occurs, the clamped cuff 8 is fixed with the help of the upper displacement lock 10.

После установки пакера могут быть проведены технологические работы (по закачке, промывке, гидроразрыву т.д.)After installing the packer, technological work can be carried out (injection, flushing, hydraulic fracturing, etc.)

Снятие пакера производят вращением вправо по часовой стрелке колонны труб на устье. При этом происходит срезка винта 11, вращение верхней муфты 19 вместе через шлицевое соединение (шлицы 20-ответные пазы 21) с резьбовой втулкой 13. В результате резьбовая втулка 13, вращаясь по левой резьбе 20 ствола 1, перемещается вверх. Одновременно перемещается вверх также корпусная втулка 17, увлекаемая резьбовой втулкой 13 через пружинное кольцо 15, причем поршень 25, расположенный на резьбовой втулке 13, перемещаясь по цилиндру 14, обеспечивает герметичность внутренней полости пакера относительно внешних перепадов давлений.Removing the packer is made by rotating clockwise to the pipe string at the mouth. In this case, the screw 11 is cut off, the upper coupling 19 is rotated together through a spline connection (splines 20-response grooves 21) with the threaded sleeve 13. As a result, the threaded sleeve 13, rotating along the left-hand thread 20 of the barrel 1, moves up. At the same time, the housing sleeve 17, carried away by the threaded sleeve 13 through the spring ring 15 also moves upward, and the piston 25 located on the threaded sleeve 13, moving along the cylinder 14, ensures the tightness of the inner cavity of the packer relative to external pressure differences.

После перемещений корпусной втулки с буртом 17 на 20-30 мм фиксатор перемещений верхний 10 и упор 9 освобождают манжету 8 от состояния сжатия на указанную величину перемещения.After movements of the housing sleeve with a shoulder 17 by 20-30 mm, the displacement lock upper 10 and the stop 9 release the cuff 8 from the state of compression by the specified amount of displacement.

При последующем вращении вправо происходит перемещение резьбовой втулки 13 с корпусной втулкой 17 вверх, кольцевой паз 27 втулки 17 совмещается с кольцевым пазом 26 конуса 7. Пружинное кольцо нижнее 16 фиксирует конус 7 с втулкой 17 и конус 7 также перемещается вверх, освобождая от поджатия обойму с плашками 6.With a subsequent rotation to the right, the threaded sleeve 13 with the housing sleeve 17 moves up, the annular groove 27 of the sleeve 17 is aligned with the annular groove 26 of the cone 7. The spring ring lower 16 fixes the cone 7 with the sleeve 17 and the cone 7 also moves upward, freeing the clip from dice 6.

Последующее расхаживание колонны вместе с пакером в направлении вверх-вниз легко за короткое время обеспечивает возврат плашек 6 и манжеты 8 в исходное положение и надежный съем и извлечение пакера.Subsequent pacing of the column together with the packer in the up and down direction easily in a short time ensures the return of the dies 6 and cuff 8 to their original position and reliable removal and removal of the packer.

Заявляемый пакер технологический позволяет обеспечить надежную установку, безаварийный съем и извлечение его из скважины за короткое время.The inventive technological packer allows for reliable installation, trouble-free removal and removal of it from the well in a short time.

Claims

1. Technological packer, comprising a barrel with a central channel, a cone, a cuff, a clip with dies, a lower piston fixed by a shear element, a piston cavity which is connected to the central channel of the barrel, an upper and lower coupling, an emphasis and a shear valve connected to the lower part of the barrel, characterized in that it further comprises clamps for the movement of the dies and the deformation of the cuff, a threaded sleeve mounted on the barrel, a housing sleeve mounted coaxially on the threaded sleeve and connected to it by an upper spring nnym ring, wherein the threaded sleeve is equipped with an upper piston and slots in its upper part, in the upper sleeve are made reciprocal longitudinal grooves under the slots, a cone is set lower snap ring and the bottom of the housing sleeve is formed an annular groove back under the lower spring ring.

2. The packer according to claim 1, characterized in that the threaded sleeve is connected to the barrel using the left thread.