RU2304694C2 - Drillable packer - Google Patents

Drillable packer Download PDF

Info

Publication number
RU2304694C2
RU2304694C2 RU2005126271/03A RU2005126271A RU2304694C2 RU 2304694 C2 RU2304694 C2 RU 2304694C2 RU 2005126271/03 A RU2005126271/03 A RU 2005126271/03A RU 2005126271 A RU2005126271 A RU 2005126271A RU 2304694 C2 RU2304694 C2 RU 2304694C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packer
slips
annular
split spring
teeth
Prior art date
Application number
RU2005126271/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005126271A (en
Inventor
Виктор Алексеевич Машков (RU)
Виктор Алексеевич Машков
Владимир Васильевич Кустов (RU)
Владимир Васильевич Кустов
Дмитрий Николаевич Кулиш (RU)
Дмитрий Николаевич Кулиш
Олег Александрович Пивень (RU)
Олег Александрович Пивень
Григорий В чеславович Андрианов (RU)
Григорий Вячеславович Андрианов
Петр Богданович Михайлишин (RU)
Петр Богданович Михайлишин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии"
Priority to RU2005126271/03A priority Critical patent/RU2304694C2/en
Publication of RU2005126271A publication Critical patent/RU2005126271A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2304694C2 publication Critical patent/RU2304694C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry, particularly to plug hole annuity and to isolate productive reservoirs.
SUBSTANCE: packer comprises hollow cylindrical shaft with sealing member and extrusion washers, as well as upper and lower supports with conical surfaces installed on the shaft. Packer also has fixer, upper and lower slips made as annular sectors. Outer slip surfaces are provided with teeth. Fixer is made as body with boring adapted to receive a set of split spring washers pressed with nut. The nut is installed to cooperate with upper support. Split spring washers may contact with annular grooves made in outer surface of hollow cylindrical shaft. Annular sectors of upper and lower slips are connected with each other by means of connection rings and have annular grooves made in outer sides thereof. Longitudinal slots are made in inner slip surfaces to provide reliable serial breakage of connection rings because of decreased area of slip contact with conical surfaces of upper and lower supports.
EFFECT: increased reliability of hole annuity plugging and increased load-bearing ability of the packer.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для перекрытия межтрубного пространства и разобщения одной части ствола скважины от другой.The present invention relates to the oil and gas industry and is intended to overlap the annulus and the separation of one part of the wellbore from another.

Известен пакер разбуриваемый (см. пат. РФ №2128278, М. кл. Е21В 38/12, опубл. 27.03.99 г. Бюл.9), состоящий из корпуса, якорного узла в виде клиньев с фиксирующими зубьями, аналогичными зубьям насечки на стволе, уплотнительных элементов, толкателя, охватывающего клин, опирающегося на уплотнительный элемент, который, в свою очередь, через клиновой толкатель взаимодействует с двусторонними клиновыми плашками, расположенными между уплотнительными элементами. Причем клиновые плашки выполнены разрывными, с внутренней кольцевой перемычкой их соединяющей.A well-known drillable packer (see US Pat. RF No. 2128278, M. cl. ЕВВ 38/12, publ. 03/27/99, Bull. 9), consisting of a housing, an anchor assembly in the form of wedges with fixing teeth similar to notching teeth the barrel, the sealing elements, the pusher, covering the wedge, resting on the sealing element, which, in turn, through the wedge pusher interacts with bilateral wedge dies located between the sealing elements. Moreover, the wedge dies are made discontinuous, with an inner annular jumper connecting them.

Работа разбуриваемого пакераDrill Packer Operation

Посадку пакера осуществляют с использованием специального посадочного инструмента. Создают избыточное давление в лифтовой колонне труб. В результате происходит деформация уплотнительных элементов, и одновременно через толкатели осуществляют воздействие на разрывные плашки с разрушением перемычки их соединяющей и перемещением к стенке обсадной колонны с фиксацией положения пакера в скважине.The packer is planted using a special planting tool. Excess pressure is created in the tubing string. As a result, the sealing elements are deformed, and simultaneously through the pushers, they act on the bursting dies with the destruction of the jumper connecting them and moving to the casing wall with fixing the position of the packer in the well.

Однако при использовании разрывных плашек из легкоразбуриваемых материалов, таких как чугун, алюминий или дюралюминий, сцепление плашек со стенкой обсадной колонны не позволит надежно зафиксировать его в осевом канале, т.е. перепад давления, который может быть воспринят пакером, может быть небольшим, т.е. устройство имеет ограниченную область применения. Пакер предназначен для ведения изоляционных работ и консервации скважин, где перепад давления рабочей жидкости может достигать значительных значений, превосходящих давления, при которых пакер может быть сорван с места установки.However, when using bursting dies from easily drilled materials, such as cast iron, aluminum or duralumin, the adhesion of the dies to the casing wall will not allow it to be firmly fixed in the axial channel, i.e. the pressure drop that can be sensed by the packer may be small, i.e. the device has a limited scope. The packer is designed for insulating work and well preservation, where the pressure drop of the working fluid can reach significant values that exceed the pressure at which the packer can be disrupted from the installation site.

Известен разбуриваемый пакер (см. пат. РФ №2011792, М. кл. 5 Е21В 33/12, опубл. 30.04.94 г. Бюл №8), состоящий из ствола, на котором установлены уплотнительный элемент с фиксатором его положения относительно ствола с заглушкой, входной патрубок с радиальными отверстиями, гидроцилиндр с поршнем, втулка, полость под которой через радиальные отверстия сообщается с источником высокого давления, и упор.Known drillable packer (see US Pat. RF No. 20111792, M. class. 5 EV 33/12, publ. 04/30/94 Bul No. 8), consisting of a barrel on which a sealing element with a lock of its position relative to the barrel with a plug, an inlet pipe with radial holes, a hydraulic cylinder with a piston, a sleeve, the cavity under which through radial holes communicates with a high pressure source, and an emphasis.

Фиксатор выполнен в виде подпружиненных кулачков, размещенных в радиальных отверстиях ствола под входным патрубком, и гильзы с внутренней конусной поверхностью, установленной с возможностью взаимодействия с кулачками.The latch is made in the form of spring-loaded cams placed in the radial holes of the barrel under the inlet pipe, and a sleeve with an inner conical surface, installed with the possibility of interaction with the cams.

Пакер с узлами применяемого технического оборудования опускают в скважину.The packer with the nodes of the used technical equipment is lowered into the well.

Осуществляют гидравлическую посадку пакера с деформацией уплотнительного элемента в осевом направлении с доведением до контакта шлипсами со стенкой обсадной колонны.Carry out a hydraulic landing packer with the deformation of the sealing element in the axial direction, bringing to contact with slips with the wall of the casing.

После прохождения гильзы под кулачки они занимают исходное положение и фиксируют положение уплотнительного элемента относительно ствола. По окончании посадки пакера входной патрубок разъединяют со стволом и вместе с гидроцилиндром, втулкой и упором извлекают.After passing the sleeve under the cams, they occupy the initial position and fix the position of the sealing element relative to the barrel. At the end of the packer landing, the inlet pipe is disconnected from the barrel and removed with the hydraulic cylinder, bushing and stop.

Пакер остается в скважине для изоляции нижерасположенных непродуктивных или водоносных пластов.The packer remains in the well to isolate the underlying unproductive or aquifers.

НедостатокDisadvantage

- по технологии изготовления пакера разбуриваемого он должен быть выполнен из легкоразрушаемых материалов. В то же время шлипсы должны воспринимать высокое осевое усилие, существующее от действия рабочей среды, но удержать пакер только за счет сил трения шлипсов о стенку обсадной колонны при высоком давлении невозможно.- according to the manufacturing technology of a drillable packer, it should be made of readily destructible materials. At the same time, the slips must absorb the high axial force that exists from the action of the working medium, but it is impossible to hold the packer only due to the friction forces of the slips on the casing wall at high pressure.

Шлипсы вгумированы в уплотнительный элемент, при раздвигании которых между торцами каждого кулачка шлипса образуется зазор, отсутствует поддержка со стороны разжимного конуса и нет экструзионных шайб, наличие большого зазора между шлипсами приводит к затеканию резины, что снижает надежность перекрытия кольцевого зазора уплотнителем.The slips are cumulated into the sealing element, during the separation of which a gap is formed between the ends of each cam of the slip, there is no support from the expanding cone and there are no extrusion washers, the presence of a large gap between the slips leads to rubber leakage, which reduces the reliability of overlapping the annular gap by the sealant.

При неконтролируемом внутреннем диаметре обсадной колонны, в месте посадки пакера и фиксированном размере хода штока - ствола и связанного с ними фиксатора кулачков, выходящих за пределы торца гильзы после деформации уплотнителя, существует вероятность невыхода кулачков над торцом гильзы из-за меньшего от расчетного внутреннего диаметра обсадной колонны.With an uncontrolled inner diameter of the casing, at the packer’s landing site and a fixed stroke size of the stem — the barrel and the associated cam retainer extending beyond the end of the sleeve after deformation of the seal, there is a possibility of the cams not coming out over the end of the sleeve due to the smaller casing’s inner diameter the columns.

При разбуривании пакера есть вероятность, что последний может вращаться вместе с инструментом - фрезой, что приводит к увеличению времени на разбуривание.When drilling a packer, it is likely that the packer can rotate with the tool - milling cutter, which leads to an increase in the time for drilling.

Известен разбуриваемый пакер (см. а.с. №1832148, М. кл. Е21В 33/12, опубл. 07.08.93 г. Бюл. 29), принятый авторами за прототип.Known drillable packer (see AS No. 1832148, M. class. E21B 33/12, publ. 07.08.93, Bull. 29), adopted by the authors for the prototype.

Разбуриваемый пакер состоит из полого цилиндрического корпуса с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, уплотнительного элемента с верхним и нижним антизатекателями и опорами, верхних и нижних шлипсов в виде кольцевых секторов, связанных срезными элементами с опорами, верхнего и нижнего толкателей с фиксатором, связанного с нижним толкателем патрубка с хвостовиком, между которыми размещено срезное кольцо. Пакер снабжен шлипсами, верхние концы которых жестко связаны с верхним толкателем, а нижние выполнены с зацепами. Верхние шлипсы выполнены с радиальными пазами, в которых размещены нижние концы планок и имеются зацепы для взаимодействия с зацепами планок, а на торцах опор, оснащенных антизатекателями, выполнены радиальные пазы.The drilled packer consists of a hollow cylindrical body with a threaded thread on the outer surface, a sealing element with upper and lower antiseak plugs and supports, upper and lower slips in the form of annular sectors connected by shear elements with supports, upper and lower pushers with a clamp associated with the lower pusher a nozzle with a shank, between which a shear ring is placed. The packer is equipped with slips, the upper ends of which are rigidly connected to the upper pusher, and the lower ends are made with hooks. The upper slips are made with radial grooves, in which the lower ends of the strips are placed and there are hooks for interacting with the hooks of the strips, and radial grooves are made at the ends of the supports equipped with anti-seals.

Пакер работает следующим образом.The packer works as follows.

С помощью срезного кольца его подсоединяют к посадочному инструменту и на колонне НКТ опускают в скважину. При подаче давления посадочный инструмент воздействует на толкатель и через срезное кольцо и патрубок на нижний толкатель. В результате чего деформируются манжеты с антизатекателями, происходит срез винтов, соединяющих верхние и нижние шлипсы с верхней и нижней опорами.Using a shear ring, it is connected to the planting tool and lowered into the well on the tubing string. When applying pressure, the landing tool acts on the pusher and through the shear ring and pipe to the lower pusher. As a result, cuffs with anti-seals are deformed, and screws that connect the upper and lower slips to the upper and lower supports are cut.

Верхние шлипсы под действием собственного веса стремятся опуститься вниз, но препятствуют этому планки, зацепы которых взаимодействуют с зацепами шлипсов. При последующем действии посадочного инструмента как верхние, так и нижние шлипсы перемещаются равномерно и устанавливают пакер концентрично относительно обсадной колонны. По окончании деформации манжеты и сцепления шлипсов со стенкой обсадной колонны срезается срезное кольцо, которым пакер соединяется с посадочным устройством, и последнее извлекается из скважины.Upper slips under the influence of their own weight tend to fall down, but this is prevented by strips whose hooks interact with the hooks of the slips. In the subsequent operation of the planting tool, both the upper and lower slips move uniformly and set the packer concentrically relative to the casing. At the end of the cuff deformation and the engagement of the slips with the casing wall, a shear ring is cut off, by which the packer is connected to the planting device, and the latter is removed from the well.

Пакер удаляется из ствола скважины разбуриванием.The packer is removed from the wellbore by drilling.

К недостаткам конструкции следует отнести то, что он выполнен из материалов, легкоподающихся разбуриванию. Но в этом случае несущая способность шлипсов будет невысокая, т.е. при перепаде давления, воспринимаемом пакером снизу, есть вероятность, что последний может быть снят с места установки при давлении ведения технологического процесса.The disadvantages of the design include the fact that it is made of materials that are easily drilled. But in this case, the bearing capacity of the slips will be low, i.e. with a pressure drop perceived by the packer from below, it is likely that the latter can be removed from the installation site with the pressure of the process.

Последовательность соединения шлипсов со стенкой обсадной колонны является обязательным условием работы пакера.The sequence of connection of the slips to the casing wall is a prerequisite for the operation of the packer.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении данного изобретения, сводится к следующему:The technical result that can be obtained by carrying out the present invention is as follows:

- конструкция пакера разбуриваемого позволяет повысить надежность перекрытия осевого канала ствола скважины;- the design of the packer drilled allows you to increase the reliability of the overlapping of the axial channel of the wellbore;

- обеспечить расширение технологических возможностей пакера за счет восприятия большего давления как сверху, так и снизу;- to ensure the expansion of the technological capabilities of the packer due to the perception of greater pressure both from above and from below;

- возможность разбуривания пакера за малый промежуток при способности восприятия крутящего момента пружинными стопорными кольцами шлипсов якоря;- the ability to drill the packer for a small period with the ability to perceive torque by the spring retaining rings of the anchor slips;

- выход стопорных колец на шлипсах якоря за пределы зубьев на их наружной поверхности на расчетную высоту позволяет внедрить стопорные кольца на расчетную глубину в стенку обсадной колонны с сохранением ее целостности;- the exit of the retaining rings on the anchor slips beyond the teeth on their outer surface to the design height allows the retaining rings to be inserted to the design depth into the casing wall while maintaining its integrity;

- возможность обеспечения последовательной посадки нижних шлипсов пакера герметизацией кольцевого зазора уплотнителем и фиксацией его напряженного состояния верхними шлипсами.- the ability to ensure a consistent landing of the lower packer slips by sealing the annular gap with the sealant and fixing its stress state by the upper slips.

Технический результат достигается с помощью предлагаемого устройства - разбуриваемого пакера, содержащего полый цилиндрический шток с установленным на нем фиксатором, уплотнительным элементом с экструзионными шайбами, нижней и верхней опорами с конической поверхностью, верхние и нижние шлипсы, выполненные в виде кольцевых секторов, на внешней стороне которых выполнены зубья, фиксатор снабжен гайкой, установленной над верхними шлипсами, и выполнен в виде пакета разрезных пружинных шайб, установленных в расточке корпуса фиксатора для взаимодействия с кольцевыми проточками, выполненными на наружной поверхности полого цилиндрического штока; кольцевые сектора верхних и нижних шлипсов связаны друг с другом соединительными кольцами и содержат на внешней стороне кольцевые проточки, в которых установлены разрезные пружинные кольца, высота которых принята выше зубьев шлипсов на 0,2÷0,4 мм.The technical result is achieved using the proposed device - drilled packer containing a hollow cylindrical rod with a latch installed on it, a sealing element with extrusion washers, lower and upper supports with a conical surface, upper and lower slips made in the form of ring sectors, on the outside of which teeth are made, the clamp is equipped with a nut installed above the upper slips, and is made in the form of a package of split spring washers installed in the bore of the clamp housing for interactions with annular grooves made on the outer surface of the hollow cylindrical rod; the annular sectors of the upper and lower slips are connected to each other by connecting rings and contain on the outside the annular grooves in which split spring rings are installed, the height of which is 0.2–0.4 mm higher than the teeth of the slips.

Для гарантированного и последовательного разрушения соединительных колец за счет снижения площади контакта шлипсов с коническими поверхностями верхней и нижней опор на внутренней поверхности шлипсов выполнены продольные пазы.For guaranteed and consistent destruction of the connecting rings by reducing the contact area of the slips with the conical surfaces of the upper and lower supports, longitudinal grooves are made on the inner surface of the slips.

Анализ изобретательского уровня показал следующее: известна конструкция сальника (пакера), изготовленного из легкоразбуриваемого материала (см. А.Д.Амиров, С.Овнатанов, Н.Б.Саркисов. «Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин». Азнефтеиздат, 1953 г., с.238-241).An analysis of the inventive step showed the following: the construction of a stuffing box (packer) made of easily drilled material is known (see A.D. Amirov, S.Ovnatanov, NB Sarkisov. "Overhaul of oil and gas wells." Aznefteizdat, 1953 , p. 238-241).

Пакер состоит из ствола, на наружной поверхности которого установлены конические чугунные втулки, резиновая манжета, верхние и нижние шлипсы, связанные срезными штифтами со стволом. На внутренней стороне ствола выполнена кольцевая насечка для взаимодействия и фиксации деформированного уплотнителя внутри осевого канала скважины.The packer consists of a barrel, on the outer surface of which there are conical cast-iron bushings, a rubber sleeve, upper and lower slips connected by shear pins to the barrel. An annular notch is made on the inner side of the barrel for interaction and fixation of the deformed seal inside the axial channel of the well.

В конструкции применены шлипсы верхние и нижние, соединенные друг с другом кольцом, разрушаемым при посадке пакера.The design uses upper and lower slips, connected to each other by a ring that is destroyed when the packer is planted.

Известно устройство для механической установки пакера, которое направлено на обеспечение надежной фиксации стопорных элементов пакера относительно обсадной колонны.A device for mechanical installation of the packer is known, which is aimed at ensuring reliable fixation of the locking elements of the packer relative to the casing.

Пакер компонуется устройством для его установки.The packer is bundled with a device to install it.

Пакер содержит ствол, верхний и нижний шлипсы, упоры (клинья), между которыми расположен уплотнитель, разламывающиеся шлипсы, охватывающие нижний клин.The packer contains a barrel, upper and lower slips, stops (wedges), between which there is a seal, breakable slips covering the lower wedge.

Когда усилие натяжения установочного ствола посадочного устройства возрастает до усилия разламывания шлипсов, происходит их внедрение в обсадную колонну. Одновременно происходит деформация уплотнителя с перекрытием межтрубного пространства.When the tension force of the mounting barrel of the landing device increases to the breaking force of the slips, they are introduced into the casing. At the same time, the seal is deformed with the annulus overlapping.

Недостаток - неконтролируемая деформация уплотнителя, поскольку при натяжении ствола и взаимодействии нижнего клина с разрывными кулачками возникает необходимость определения усилия деформации уплотнителя. Исходя из этого, определяют усилие разрыва - разрушение кольца, соединяющего кулачки. Тем не менее, в случае перекрытия кольцевого зазора уплотнителем и ввода кулачков в контакт с обсадной колонной для фиксации пакера имеет место низкая надежность работы пакера, при такой конструктивной схеме и взаимодействии с обсадной колонной зубьями кулачков, выполненных из легкоразрушаемого материала, нет надежной фиксации и верхних кулачков с лифтовой колонной труб по той же причине.The disadvantage is the uncontrolled deformation of the seal, since when the barrel is tensioned and the lower wedge interacts with explosive cams, it becomes necessary to determine the seal deformation force. Based on this, determine the force of the gap - the destruction of the ring connecting the cams. Nevertheless, in the case of closing the annular gap with the sealant and putting the cams in contact with the casing for fixing the packer, there is low reliability of the packer, with such a design and interaction with the casing with the teeth of the cams made of easily destructible material, there is no reliable fixation of the upper cams with lift pipe string for the same reason.

Известно устройство для механической установки пакера (см. пат. РФ №219150, М. кл. Е21В 33/12, опубл. 20.10.2002 г. Бюл. №29), состоящее из двух основных узлов устройства для механической установки пакера, и непосредственно сам пакер, который состоит из ствола, упора, верхнего клина на стволе, разламывающихся кулачков в нижней части, отхватывающих нижний клин, уплотнителя, установленного между верхним и нижним клином.A device is known for mechanical installation of a packer (see US Pat. RF No. 219150, M. cl. ЕВВ 33/12, publ. 10/20/2002 Bull. No. 29), consisting of two main components of the device for mechanical installation of a packer, and directly the packer itself, which consists of a trunk, an abutment, an upper wedge on the trunk, breakable cams in the lower part, catching the lower wedge, and a sealant installed between the upper and lower wedges.

Посадка пакера - вращением колонны труб с осевым перемещением ствола устройства для механической установки с осаживанием. При этом стопорные кулачки при взаимодействии с наружным конусом верхнего клина разводятся в диаметральном направлении с вводом во взаимодействие со стенкой обсадной колонны.Packer landing - rotation of the pipe string with axial movement of the barrel of the device for a mechanical installation with upsetting. In this case, the locking cams, when interacting with the outer cone of the upper wedge, are bred in the diametrical direction with the casing being brought into interaction with the wall.

Одновременно происходит деформация уплотнителя до контакта со стенкой трубы обсадной колонны. Нижний клин путем спуска колонны труб и установочного ствола передачей веса окончательно внедрит разламывающиеся кулачки в стенку обсадной колонны.At the same time, the sealant deforms to contact with the casing pipe wall. By lowering the string of pipes and the installation shaft, the lower wedge will finally introduce breaking cams into the casing wall.

Недостаток конструкции пакераPacker design flaw

Посадка пакера и разрыв кулачков происходит при натяжении и перемещении разрывных плашек по конусу с передачей осевого усилия на уплотнительный элемент.The packer is seated and the cams break when the tearing dies are pulled and moved along the cone with axial force transmitted to the sealing element.

Дополнительным нагружением осевым усилием ствола пакера осуществляют внедрение зубьев разрывных плашек в обсадную колонну.Additional loading of the axial force of the packer barrel carries out the introduction of the teeth of the bursting dies in the casing.

Следует отметить сложность конструкции и монтаж с посадочным устройством следующего пакера.It should be noted the complexity of the design and installation with the landing device of the next packer.

Таким образом, достигаемый технический результат обусловлен неизвестными свойствами частей рассматриваемого устройства, которые позволяют производить спуск и установку его в скважине, отсоединять от него колонну труб после установки, а также обеспечивать, при необходимости, его разбуривание с исключением его вращения в осевом канале ствола скважины.Thus, the achieved technical result is due to the unknown properties of the parts of the device under consideration, which allow the descent and installation of it in the well, disconnect the pipe string from it after installation, and also ensure, if necessary, its drilling with the exception of its rotation in the axial channel of the wellbore.

Изобретение явным образом не следует из известного уровня техники, т.е. соответствует критерию «изобретательский уровень».The invention does not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the criterion of "inventive step".

В патентной и научно-технической литературе не обнаружено конструкции разбуриваемого пакера, в котором для увеличения надежности сцепления с обсадной колонной, при сохранении ее целостности и устойчивости положения пакера в осевом канале, на наружной поверхности верхних и нижних шлипсов выполнены, по крайней мере, две кольцевые расточки с установленными в них разрезными пружинными кольцами, имеющими треугольный профиль.In the patent and scientific literature, no drillable packer design was found in which at least two annular slots are made on the outer surface of the upper and lower slips to increase the reliability of adhesion to the casing, while maintaining its integrity and stability of the position of the packer in the axial channel bores with split spring rings installed in them having a triangular profile.

Не обнаружено конструктивное выполнение шлипсов якоря, в которых применены разрезные пружинные кольца, выступающие за пределы зубьев на поверхности шлипсов на величину, достаточную для обеспечения внедрения последних в стенку труб обсадной колонны на расчетную глубину и удержания разбуриваемого пакера в рабочем положении при восприятии перепада давления как сверху, так и снизу.The constructive design of anchor slips was not found, in which split spring rings were used that protrude beyond the teeth on the surface of the slips by an amount sufficient to ensure that the latter penetrate the wall of the casing pipe to the design depth and keep the drilled packer in working position when the pressure drop is perceived as above so from below.

Кроме того, неизвестно применение переходника, соединяющего разбуриваемый пакер с колонной труб, в котором выполнена наружная кольцевая проточка с образованием кольцевой перемычки, разрушаемой при отсоединении от него колонны труб после его посадки.In addition, it is not known to use an adapter connecting the drillable packer to the pipe string, in which an external annular groove is made to form an annular bridge, which is destroyed when the pipe string is disconnected from it after landing.

Конструкция разбуриваемого пакера для разобщения ствола скважины поясняется чертежами, где:The design of the drilled packer for separation of the wellbore is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлена конструкция устройства в разрезе в исходном транспортном положении;figure 1 presents the design of the device in section in the initial transport position;

на фиг.2 - конструкция устройства при его посадке в осевом канале ствола скважины.figure 2 - design of the device when it is planted in the axial channel of the wellbore.

Заявляемое устройство состоит из полого штока 1, на нижнем конце которого установлена опора 2, герметизирующая осевой канал 3 полого штока 1.The inventive device consists of a hollow rod 1, at the lower end of which a support 2 is installed, which seals the axial channel 3 of the hollow rod 1.

На полый шток 1 последовательно установлены нижние шлипсы 4, связанные друг с другом кольцевой перемычкой 5, на внешней стороне которых выполнены зубья 6 и кольцевые проточки 7. В кольцевых проточках 7 установлены разрезные пружинные кольца 8. Внутрь нижних шлипсов 4 введена опора 9 с конической поверхностью 10, на которой установлена экструзионная шайба 11, уплотнительный элемент 12 с верхней экструзионной шайбой 13. На верхнюю экструзионную шайбу 13 опирается верхняя опора 14 с конической поверхностью 15, входящей во взаимодействие с верхними шлипсами 16, которые связаны друг с другом соединительным кольцом 17. На внешней стороне верхних шлипсов 16 выполнены зубья 18, обращенные вверх, и кольцевые проточки 19, в которых установлены срезные пружинные кольца 20. На внешней стороне полого штока 1 выполнены кольцевые проточки 21.On the hollow rod 1, lower slips 4 are connected in series, connected to each other by an annular jumper 5, on the outside of which teeth 6 and annular grooves are made 7. In the annular grooves 7, split spring rings are installed 8. A support 9 with a conical surface is inserted inside the lower slips 4 10, on which the extrusion washer 11 is mounted, the sealing element 12 with the upper extrusion washer 13. The upper support 14 is supported on the upper extrusion washer 13 with a conical surface 15 that interacts with the upper flange 16 themselves, which are connected to each other by a connecting ring 17. On the outer side of the upper slips 16, teeth 18 are made, facing upwards, and annular grooves 19 in which shear spring rings are mounted 20. On the outer side of the hollow rod 1, annular grooves 21 are made.

Верхние шлипсы 16 поджимаются к конической поверхности 15 верхней опоры 14 гайкой 22, связанной с корпусом 23 фиксатора, который выполнен в виде пакета разрезных пружинных шайб 24, установленных в расточке 25 корпуса 23. Разрезные пружинные шайбы 24 острыми кромками 26 обращены в сторону кольцевых проточек 21 на полом штоке 1.The upper slots 16 are pressed against the conical surface 15 of the upper support 14 by a nut 22 connected to the housing 23 of the retainer, which is made in the form of a package of split spring washers 24 installed in the bore 25 of the housing 23. The split spring washers 24 with sharp edges 26 facing the ring grooves 21 on hollow stem 1.

Внутри осевого канала 3 полого штока 1 в верхней части выполнена присоединительная резьба 27, в которой закреплен переходник 28, снабженный кольцевой проточкой 29 расчетной глубины с образованием тарированной кольцевой перемычки 30.Inside the axial channel 3 of the hollow rod 1, a connecting thread 27 is made in the upper part, in which an adapter 28 is fixed, equipped with an annular groove 29 of the estimated depth with the formation of a tared annular jumper 30.

Для обеспечения гарантированного и последовательного разрушения кольцевых перемычек 5 на нижних 4 и верхних 16 шлипсах на внутренней поверхности выполнены продольные пазы прямоугольного профиля и чередующиеся с ними продольные пазы цилиндрического профиля, что снижает площадь контакта шлипсов 4 и 16 с коническими поверхностями 10 и 15 нижней 9 и верхней 14 опор.To ensure guaranteed and consistent destruction of the annular jumpers 5 on the lower 4 and upper 16 slips on the inner surface, longitudinal grooves of a rectangular profile and alternating longitudinal grooves of a cylindrical profile are made, which reduces the contact area of the slips 4 and 16 with the conical surfaces 10 and 15 of the lower 9 and top 14 legs.

Для спуска и посадки разбуриваемого пакера в скважину используют гидравлический посадочный инструмент, присоединяемый к переходнику 28, и вводят в осевой канал труб обсадной колонны до расчетной глубины. Избыточным давлением рабочей жидкости создают осевое усилие в корпусе гидравлического посадочного инструмента и перемещают корпус 23 фиксатора относительно полого штока 1.For the descent and landing of the drilled packer into the well, a hydraulic landing tool is used that is attached to the adapter 28 and introduced into the axial channel of the casing pipes to the estimated depth. Overpressure of the working fluid creates an axial force in the housing of the hydraulic landing tool and move the housing 23 of the retainer relative to the hollow rod 1.

При этом разрезные пружинные шайбы 24 в пакете взаимодействуют с ответными кольцевыми проточками 21 на наружной поверхности полого штока 1.When this split spring washers 24 in the package interact with the mating annular grooves 21 on the outer surface of the hollow rod 1.

Осевое усилие сообщается через шлипсы 16, верхнюю опору 22, уплотнительный элемент 12, нижнюю опору 9 с конической поверхностью нижних шлипсов 4. При этом происходит разрушение кольца 5, соединяющего нижние шлипсы 4, и ввод во взаимодействие со стенкой обсадной колонны острых кромок разрезных пружинных колец 8 с обеспечением контакта при их внедрении, зубьев 6 нижних шлипсов 4.The axial force is communicated through the slips 16, the upper support 22, the sealing element 12, the lower support 9 with the conical surface of the lower slips 4. In this case, the ring 5 connecting the lower slips 4 is destroyed and the sharp edges of the split spring rings engage with the casing wall 8 with ensuring contact during their implementation, teeth 6 of the lower slips 4.

Дальнейшим нагружением осуществляют деформацию уплотнительного элемента 12 до контакта со стенкой трубы обсадной колонны и перекрытие кольцевого зазора между пакером и трубой. При достижении заданных контактных напряжений между уплотнительным элементом 12 и стенкой трубы происходит разрушение соединительного кольца 17 верхних шлипсов 16 и ввод во взаимодействие со стенкой обсадной колонны разрезных пружинных колец 20 с внедрением на расчетную глубину их острых кромок. Это положение верхнего шлипса 16 и уплотнительного элемента 12 фиксируется вводом разрезных пружинных шайб 24 фиксатора в кольцевые проточки 21 на полом штоке 1.By further loading, the sealing element 12 is deformed to contact the casing pipe wall and the annular gap between the packer and the pipe is closed. Upon reaching the specified contact stresses between the sealing element 12 and the pipe wall, the connecting ring 17 of the upper slips 16 is destroyed and the split spring rings 20 are introduced into the interaction with the casing wall with the introduction of sharp edges to the calculated depth. This position of the upper pin 16 and the sealing element 12 is fixed by entering the split retainer spring washers 24 into the annular grooves 21 on the hollow stem 1.

Отсоединение колонны труб от разбуриваемого пакера осуществляется путем разрушения тарированной кольцевой перемычки 30 переходника 28, после чего часть переходника 28 вместе с колонной труб извлекается на поверхность.The pipe string is disconnected from the drillable packer by breaking the calibrated ring jumper 30 of the adapter 28, after which part of the adapter 28 together with the pipe string is removed to the surface.

При необходимости удаления устройства из осевого канала ствола скважины оно может быть удалено путем разбуривания и выноса стружки потоком бурового раствора из скважины.If it is necessary to remove the device from the axial channel of the wellbore, it can be removed by drilling and removing chips from the wellbore.

Claims (1)

Разбуриваемый пакер, содержащий полый цилиндрический шток с установленными на нем уплотнительным элементом с экструзионными шайбами, верхней и нижней опорами с коническими поверхностями, фиксатор, верхние и нижние шлипсы в виде кольцевых секторов, на внешней поверхности которых выполнены зубья, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде корпуса с расточкой, в которой расположен пакет разрезных пружинных шайб, поджимаемых гайкой, установленной с возможностью взаимодействия с верхней опорой, а разрезных пружинных шайб - с кольцевыми проточками на наружной поверхности полого цилиндрического штока, причем кольцевые сектора верхних и нижних шлипсов связаны друг с другом соединительными кольцами и содержат на внешней стороне кольцевые проточки, снабженные разрезными пружинными кольцами, высота которых принята выше зубьев шлипсов на 0,2-0,4 мм, а для обеспечения гарантированного и последовательного разрушения соединительных колец, за счет снижения площади контакта шлипсов с коническими поверхностями верхней и нижней опор, на внутренней поверхности шлипсов выполнены продольные пазы.A drillable packer comprising a hollow cylindrical rod with a sealing element mounted thereon with extrusion washers, upper and lower supports with conical surfaces, a retainer, upper and lower slips in the form of annular sectors, on the outer surface of which teeth are made, characterized in that the retainer is made in in the form of a housing with a bore, in which a package of split spring washers is located, pressed by a nut installed with the possibility of interaction with the upper support, and split spring washers with ring grooves on the outer surface of the hollow cylindrical rod, and the annular sectors of the upper and lower slips are connected to each other by connecting rings and contain on the outside the annular grooves provided with split spring rings, the height of which is 0.2-0.4 mm higher than the teeth of the slips, and to ensure guaranteed and consistent destruction of the connecting rings, by reducing the contact area of the slips with the conical surfaces of the upper and lower supports, on the inner surface of the slips are made single grooves.
RU2005126271/03A 2005-08-18 2005-08-18 Drillable packer RU2304694C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126271/03A RU2304694C2 (en) 2005-08-18 2005-08-18 Drillable packer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126271/03A RU2304694C2 (en) 2005-08-18 2005-08-18 Drillable packer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005126271A RU2005126271A (en) 2007-02-27
RU2304694C2 true RU2304694C2 (en) 2007-08-20

Family

ID=37990338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005126271/03A RU2304694C2 (en) 2005-08-18 2005-08-18 Drillable packer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2304694C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102979471A (en) * 2012-12-10 2013-03-20 中国石油集团西部钻探工程有限公司 Anti-fall split slip hydraulic hanging packer
RU2605242C1 (en) * 2016-01-11 2016-12-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Swelling downhole packer
RU2605249C1 (en) * 2015-11-09 2016-12-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Swelling downhole packer
RU2727998C1 (en) * 2019-09-23 2020-07-28 Вячеслав Абельевич Терпунов Disconnector

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102979471A (en) * 2012-12-10 2013-03-20 中国石油集团西部钻探工程有限公司 Anti-fall split slip hydraulic hanging packer
CN102979471B (en) * 2012-12-10 2015-08-19 中国石油集团西部钻探工程有限公司 Anticreep distinguish slip hydraulic hanging packer
RU2605249C1 (en) * 2015-11-09 2016-12-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Swelling downhole packer
RU2605242C1 (en) * 2016-01-11 2016-12-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Swelling downhole packer
RU2727998C1 (en) * 2019-09-23 2020-07-28 Вячеслав Абельевич Терпунов Disconnector

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005126271A (en) 2007-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734968C2 (en) Hydraulic fracturing plug
US9976381B2 (en) Downhole tool with an expandable sleeve
US8047280B2 (en) Drillable bridge plug
AU2011242589B2 (en) High pressure and high temperature ball seat
US9702229B2 (en) Expandable liner hanger and method of use
US6877567B2 (en) Expansion set liner hanger and method of setting same
CA2893078C (en) Expandable wedge slip for anchoring downhole tools
US7225870B2 (en) Hydraulic tools for setting liner top packers and method for cementing liners
AU2011213202B2 (en) Drillable bridge plug for high pressure and high temperature environments
US7455118B2 (en) Secondary lock for a downhole tool
CA2609178C (en) Expandable bridge plug and setting assembly
WO2012090056A2 (en) Downhole packer tool with antifracture means
CA2987396A1 (en) Wellbore anchoring assembly
US20150260008A1 (en) Retrievable downhole tool system
RU2304694C2 (en) Drillable packer
RU2478776C1 (en) Device for installation and sealing of casing string liner in well
RU2344270C2 (en) Drillable packer
RU2294427C2 (en) Mechanical packer
RU2296853C2 (en) Drillable packer
RU2405911C1 (en) Drillable packer
RU2236556C1 (en) Drillable mechanical packer
CA2648116C (en) Drillable bridge plug
RU2483192C1 (en) Drillable packer
RU2507375C1 (en) Drillable packer
RU2305749C1 (en) Packer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070819