RU2397311C1 - Packer - Google Patents

Packer Download PDF

Info

Publication number
RU2397311C1
RU2397311C1 RU2009121607/03A RU2009121607A RU2397311C1 RU 2397311 C1 RU2397311 C1 RU 2397311C1 RU 2009121607/03 A RU2009121607/03 A RU 2009121607/03A RU 2009121607 A RU2009121607 A RU 2009121607A RU 2397311 C1 RU2397311 C1 RU 2397311C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cone
spring
packer
stop
ring
Prior art date
Application number
RU2009121607/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильгизар Хасимович Махмутов (RU)
Ильгизар Хасимович Махмутов
Дмитрий Витальевич Страхов (RU)
Дмитрий Витальевич Страхов
Радик Зяузятович Зиятдинов (RU)
Радик Зяузятович Зиятдинов
Марат Фагимович Асадуллин (RU)
Марат Фагимович Асадуллин
Владимир Борисович Оснос (RU)
Владимир Борисович Оснос
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
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 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2009121607/03A priority Critical patent/RU2397311C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2397311C1 publication Critical patent/RU2397311C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: packer consists of hollow shaft, packing element, cone, upper stop, hollow branch, ferrule, oval sockets, guiding pin, position holder of packing element, spring retaining ring in internal circular groove of cone, spring loaded bearing cone, split cone, upper dies, and of additional branch with cone surfaces. A closed shaped slot in form of lengthwise short and long sections connected with a shaped section is made on external surface of the shaft. When the guiding pin travels in the slot up and down at a length exceeding length from an upper edge of the shaped slot to the bottom of the long lengthwise section, the ferrule stays in a transport position, at shorter length the ferrule comes into an operational position. The position holder of the packing element is made as a sleeve with external grooves to interact with a spring ring. The upper dies are connected with the retaining ring by means of plates. In the stop there is made a recess with an additional spring ring; on the additional branch there is positioned a sleeve with external grooves. The hollow branch is equipped with a plug on top. The upper stop is made sectional and consists of a lower part coupled with the packing element, of an upper part tied with the split cone and of a sub.
EFFECT: reliable design of upper retaining unit, ability to reciprocate packer during lowering at freeze-in and reliable and pressure tight packer seating at low efforts.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения внутреннего пространства эксплуатационных колонн в процессе эксплуатации и ремонта скважины.The invention relates to the oil industry, in particular to devices for separation of the internal space of production casing during operation and repair of the well.

Известен пакер для нагнетательных скважин» (патент на ПМ №60604, Е21В 33/12, опубл. бюл. №03 от 27.01.2007), включающий ствол, основной конус, упор, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, шлипсы, съемный узел, отличающийся тем, что съемный узел выполнен в виде патрубка и навернутого на его верхний конец переводника, причем патрубок телескопически герметично вставлен в основной конус, который снизу жестко соединен с верхним концом ствола, выполненного проходным, при этом на наружной поверхности ствола выполнен замкнутый фигурный паз в виде продольных короткого и длинного участков, соединенных между собой фигурным участком, а шлипсы подпружинены внутрь и размещены в обойме с направляющим штифтом, причем обойма установлена на стволе напротив фигурного паза, при этом направляющий штифт размещен в фигурном пазе и обойма имеет возможность перемещения по траектории замкнутого фигурного паза, причем на патрубке выполнена конусная поверхность, сужающаяся сверху вниз, при этом уплотнительный элемент размещен на патрубке и взаимодействует сверху с упором, размещенным на патрубке, причем упор зафиксирован относительно патрубка срезным элементом в транспортном положении, при этом фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен в виде расположенных на патрубке разрезного конуса, сужающегося снизу вверх, и плашек, причем разрезной конус размещен под конусной поверхностью патрубка и подпружинен радиально внутрь опорным конусом, установленным снизу во внутренней цилиндрической выборке, выполненной в верхней части упора, а плашки расположены напротив конусной поверхности патрубка и подпружинены вниз опорным кольцом, которое жестко закреплено в верхней части патрубка, при этом разрезной конус и плашки имеют возможность взаимодействия между собой при осевом перемещении патрубка вниз с радиальным перемещением плашек наружу в рабочем положении, причем патрубок и упор снабжены гидравлически сообщающимися между собой дроссельными отверстиями.Known packer for injection wells "(patent for PM No. 60604, ЕВВ 33/12, publ. Bulletin No. 03 of January 27, 2007), including a barrel, main cone, stop, sealing element, positional lock of the sealing element, slips, removable assembly characterized in that the removable assembly is made in the form of a nozzle and a sub wound on its upper end, the nozzle being telescopically sealed into the main cone, which is rigidly connected from the bottom to the upper end of the barrel, which is made through, and a closed a groove in the form of longitudinal short and long sections interconnected by a figured section, and the slips are spring-loaded inward and placed in a holder with a guide pin, the holder mounted on the barrel opposite the figured groove, while the guide pin is placed in the figured groove and the holder has the ability to move along the trajectory of the closed figured groove, and on the nozzle a conical surface is made, tapering from top to bottom, while the sealing element is placed on the nozzle and interacts from above with a stop, size mounted on the nozzle, and the stop is fixed relative to the nozzle by a shear element in the transport position, while the positional lock of the sealing element is made in the form of a split cone, tapering from the bottom up, and dies, the split cone being placed under the conical surface of the nozzle and spring loaded radially inwardly a cone mounted below in the inner cylindrical sample made in the upper part of the stop, and the dies are located opposite the conical surface of the pipe and inen down the support ring, which is rigidly fixed in the upper part of the nozzle, while the split cone and the dies have the ability to interact with each other when the axial movement of the nozzle down with the radial movement of the dies outward in the working position, and the nozzle and the stop are equipped with hydraulically interconnected throttle holes.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пакер для нагнетательных скважин (патент на ПМ №60605, Е21В 33/12, опубл. бюл. №03 от 27.01.2007), включающий ствол, основной конус, упор, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, шлипсы, съемный узел, отличающийся тем, что съемный узел выполнен в виде патрубка и навернутого на его верхний конец переводника, причем патрубок телескопически герметично вставлен в основной конус, который снизу жестко соединен с верхним концом ствола, выполненного проходным, при этом на наружной поверхности ствола выполнен замкнутый фигурный паз в виде продольных короткого и длинного участков, соединенных между собой фигурным участком, причем шлипсы подпружинены внутрь и размещены в обойме с направляющим штифтом, причем обойма установлена на стволе напротив фигурного паза, при этом направляющий штифт размещен в фигурном пазе, а обойма имеет возможность перемещения по траектории замкнутого фигурного паза, причем на патрубке выполнена конусная поверхность, сужающаяся сверху вниз, при этом уплотнительный элемент размещен на патрубке и взаимодействует сверху с упором, размещенным на патрубке, и соединенным с ним пружинным стопорным кольцом, установленным во внутренней кольцевой канавке упора и фиксирующим патрубок относительно упора в транспортном положении, при этом пружинное стопорное кольцо имеет возможность радиального расширения наружу во внутренней кольцевой канавке упора при осевом перемещении патрубка вниз, причем фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен в виде расположенных на патрубке разрезного конуса, сужающегося снизу вверх, и плашек, при этом разрезной конус размещен под конусной поверхностью патрубка и подпружинен радиально внутрь опорным конусом, установленным снизу во внутренней цилиндрической выборке, выполненной в верхней части упора, а плашки расположены напротив конусной поверхности патрубка и подпружинены вниз опорным кольцом, которое жестко закреплено в верхней части патрубка, причем разрезной конус и плашки имеют возможность взаимодействия между собой при осевом перемещении патрубка вниз с радиальным перемещением плашек наружу в рабочем положении.The closest in technical essence and the achieved result is a packer for injection wells (patent for PM No. 60605, ЕВВ 33/12, publ. Bull. No. 03 of January 27, 2007), including a barrel, main cone, stop, sealing element, position lock a sealing element, slips, a removable assembly, characterized in that the removable assembly is made in the form of a nozzle and a sub that is screwed onto its upper end, the nozzle being telescopically sealed into the main cone, which is rigidly connected to the upper end of the barrel from below bottom, while on the outer surface of the barrel a closed figured groove is made in the form of longitudinal short and long sections interconnected by a figured portion, and the slips are spring-loaded inward and placed in a holder with a guide pin, the holder mounted on the barrel opposite the figured groove, while the guide the pin is placed in a figured groove, and the clip has the ability to move along the trajectory of a closed figured groove, and on the nozzle a conical surface is made, tapering from top to bottom, while the seal the th element is placed on the nozzle and interacts from above with a stop located on the nozzle and a spring retaining ring connected to it, installed in the inner annular groove of the emphasis and fixing the nozzle relative to the emphasis in the transport position, while the spring retaining ring has the possibility of radial expansion outward in the inner the annular groove of the stop during axial movement of the pipe down, and the position lock of the sealing element is made in the form of a split cone located on the pipe, narrowing downward and dies, wherein the split cone is placed under the conical surface of the nozzle and is spring-loaded radially inward by a support cone installed from below in the inner cylindrical selection made in the upper part of the stop, and the dies are located opposite the conical surface of the nozzle and spring-loaded down by the support ring, which rigidly fixed in the upper part of the pipe, and the split cone and the dies have the ability to interact with each other with axial movement of the pipe down with the radial movement of the dies outward in working position.

Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки, а именно:Both the analogue and the prototype have common disadvantages, namely:

- во-первых, возможно заклинивание в процессе посадки верхних плашек при взаимодействии с разрезным конусом вследствие перекоса разрезного конуса, поджатого снизу пружиной;- firstly, jamming during the landing of the upper dies during interaction with the split cone due to the misalignment of the split cone, which is pressed by the spring from below, is possible;

- во-вторых, невозможность проведения расхаживаний пакера при прихватах его в скважине в процессе спуска вследствие несовершенной конструкции фигурного паза чередующего рабочее положение обоймы с транспортным при перемещении направляющего штифта по фигурному пазу;- secondly, the inability to walk the packer while holding it in the well during the descent due to the imperfect design of the figured groove alternating the working position of the cage with the transport when moving the guide pin along the figured groove;

- в-третьих, несовершенная конструкция фиксатора положения уплотнительного элемента, следствием которой являются большие усилия посадки, а также износ плашек, вследствие чего возможна неполная запакеровка (негерметичная посадка) пакера в скважине.- thirdly, the imperfect design of the position lock of the sealing element, the result of which is a large landing force, as well as wear of the dies, as a result of which incomplete packing (leaky fit) of the packer in the well is possible.

Задачей изобретения является создание надежной конструкции верхнего фиксирующего узла, исключающего заклинивание верхних плашек в процессе посадки и распакеровки пакера с возможностью расхаживания пакера в процессе спуска при прихватах за счет изменения конструкции фигурного паза, а также надежная и герметичная посадка пакера при небольших усилиях путем усовершенствования фиксатора положения уплотнительного элемента.The objective of the invention is to create a reliable design of the upper locking unit, eliminating the jamming of the upper dies in the process of landing and unpacking the packer with the possibility of pacing the packer during descent during tacks by changing the design of the figured groove, as well as a reliable and tight fit of the packer with little effort by improving the position lock sealing element.

Поставленная задача решается пакером, включающим полый ствол, уплотнительный элемент, расположенный между основным конусом и верхним упором на полом патрубке, который соединен с упором и телескопически герметично вставлен в основной конус, который снизу жестко соединен с верхним концом ствола, на наружной поверхности которого выполнен замкнутый фигурный паз в виде продольных короткого и длинного участков, соединенных между собой фигурным участком, обойму, установленную на стволе напротив фигурного паза, с подпружиненными внутрь шлипсами и направляющим штифтом, размещенным в фигурном пазе с возможностью перемещения по траектории замкнутого фигурного паза вместе с обоймой, фиксатор положения уплотнительного элемента, муфту, пружинное стопорное кольцо, установленное во внутренней кольцевой канавке, подпружиненный опорный конус, разрезной конус, установленный в верхней части упора с возможностью радиального расширения под действием конусных поверхностей при перемещении разрезного конуса относительно них вверх, и верхние плашки, поджатые пружиной от опорного кольца внутрь и расположенные сверху напротив разрезного конуса, причем конус и верхние плашки выполнены с возможностью взаимодействия между собой при перемещении плашек вниз с их радиальным перемещением наружу в рабочее положение.The problem is solved by a packer including a hollow barrel, a sealing element located between the main cone and the upper stop on the hollow pipe, which is connected to the stop and telescopically sealed in the main cone, which is rigidly connected from the bottom to the upper end of the barrel, on the outer surface of which is closed figured groove in the form of longitudinal short and long sections, interconnected by a figured section, a clip mounted on the barrel opposite the figured groove, with a spring-loaded slip s and a guide pin located in a figured groove with the ability to move along the trajectory of a closed figured groove together with a clip, a position lock of the sealing element, a coupling, a spring snap ring installed in the inner annular groove, a spring-loaded support cone, a split cone installed in the upper part of the stop with the possibility of radial expansion under the action of the conical surfaces when moving the split cone relative to them upwards, and the upper dies, spring-tightened from the support ring inward and located on top opposite the split cone, moreover, the cone and the upper dies are made with the possibility of interaction with each other when moving the dies down with their radial movement outward to the working position.

Новым является то, что пакер оснащен дополнительным патрубком с конусными поверхностями, телескопически вставленным в упор с фиксацией срезным винтом, соединенным сверху с муфтой и размещенным над разрезным конусом и верхними плашками опорным кольцом, полый патрубок жестко соединен с упором, фигурный паз выполнен таким образом, что при перемещении в нем направляющего штифта вниз - вверх на величину, превышающую длину от верхней кромки фигурного паза до низа длинного продольного участка, обойма остается в транспортном положении, если меньше - переходит в рабочее, причем внутренняя кольцевая канавка с пружинным стопорным кольцом выполнена во внутренней полости основного конуса, фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен в виде гильзы, надетой снизу и зафиксированной срезным элементом на патрубке, с наружными кольцевыми последовательными проточками, выполненными с возможностью взаимодействия с пружинным кольцом при перемещении патрубка с гильзой вниз относительно основного конуса с фиксацией в крайнем положении, при этом верхние плашки соединены пластинами с опорным кольцом, от которого поджаты пружиной внутрь при помощи опорного конуса, взаимодействующего с опорными плашками, причем в упоре выполнена внутренняя кольцевая выборка с дополнительным пружинным стопорным кольцом, а на дополнительный патрубок снизу надета и зафиксирована срезным винтом гильза с наружными кольцевыми последовательными проточками, выполненными с возможностью взаимодействия с дополнительным пружинным кольцом при перемещении дополнительного патрубка с гильзой вниз относительно упора с фиксацией в крайнем положении.New is that the packer is equipped with an additional nozzle with conical surfaces telescopically inserted into the support with a shear screw connected to the top with the coupling and placed on the support ring above the split cone and upper dies, the hollow pipe is rigidly connected to the stop, the shaped groove is made in such a way that when the guide pin moves down and up in it, exceeding the length from the top edge of the figured groove to the bottom of the long longitudinal section, the clip remains in the transport position if earlier, it goes into working, and the inner annular groove with a spring retaining ring is made in the inner cavity of the main cone, the position lock of the sealing element is made in the form of a sleeve put on from below and fixed by a shear element on the nozzle, with outer annular consecutive grooves made with the possibility of interaction with a spring ring when moving the nozzle with the sleeve down relative to the main cone with locking in the extreme position, while the upper dies are connected to the plates with a support ring, from which the spring is drawn inward by means of a support cone interacting with the support dies, the inner ring being seated in an emphasis with an additional spring retaining ring, and a sleeve with an outer ring sequential grooves made by a shear screw and fitted with a shear screw from below with the possibility of interaction with the additional spring ring when moving the additional pipe with sleeve down relative to the stop with fixation in the extreme floor overexposure.

Новым также является то, что полый патрубок оснащен заглушкой, герметично перекрывающей его внутреннюю полость.Also new is the fact that the hollow pipe is equipped with a plug that tightly closes its internal cavity.

Новым также является то, что верхний упор выполнен сборным, состоящим из нижней, взаимодействующей с уплотнительным элементом, и верхней, взаимодействующей с разрезным конусом, частей, которые соединены переводником.New also is that the upper emphasis is made of prefabricated, consisting of the lower, interacting with the sealing element, and the upper, interacting with the split cone, parts that are connected by a sub.

На фиг.1 изображена верхняя часть предлагаемого пакера в продольном разрезе.Figure 1 shows the upper part of the proposed packer in longitudinal section.

На фиг.2 изображена нижняя часть предлагаемого пакера в продольном разрезе.Figure 2 shows the lower part of the proposed packer in longitudinal section.

На фиг.3 изображен вид А - развертка замкнутого фигурного паза, выполненного на стволе пакера.Figure 3 shows a view A - scan closed figured groove made on the trunk of the packer.

На фиг.4 изображен вид Б пакера в увеличенном масштабе.Figure 4 shows a view B of the packer on an enlarged scale.

Пакер состоит (см. фиг.1 и 2) из полого ствола 1, уплотнительного элемента 2, основного конуса 3 и верхнего упора 4, выполненного сборным, состоящим из нижней 4' и верхней 4'' частей, соединенных переводником 4'''.The packer consists (see FIGS. 1 and 2) of the hollow barrel 1, the sealing element 2, the main cone 3 and the upper stop 4, made of prefabricated, consisting of lower 4 'and upper 4' 'parts connected by a 4' 'sub.

Уплотнительный элемент 2 расположен между конусом 3 и нижней частью 4' верхнего упора 4 на полом патрубке 5. Полый патрубок 5 телескопически герметично вставлен в конус 3, который снизу жестко соединен с верхним концом ствола 1. Сверху патрубок 5 жестко соединен с нижней частью 4' верхнего упора 4.The sealing element 2 is located between the cone 3 and the lower part 4 'of the upper stop 4 on the hollow nozzle 5. The hollow nozzle 5 is telescopically sealed into the cone 3, which is rigidly connected from below to the upper end of the barrel 1. From above, the nozzle 5 is rigidly connected to the lower part 4' top stop 4.

На наружной поверхности ствола 1 выполнен замкнутый фигурный паз 6 в виде продольных короткого 7 и длинного 8 участков (см. фиг.2 и 3), соединенных между собой фигурным участком 9. На стволе 1 напротив замкнутого фигурного паза 6 установлена обойма 10 с направляющим штифтом 11 и подпружиненными внутрь шлипсами 12. Направляющий штифт 11 размещен в замкнутом фигурном пазе 6 с возможностью перемещения по траектории замкнутого фигурного паза 6 вместе с обоймой 10.On the outer surface of the barrel 1, a closed figured groove 6 is made in the form of longitudinal short 7 and long 8 sections (see FIGS. 2 and 3), interconnected by a figured section 9. On the barrel 1, a clip 10 with a guide pin is installed opposite the closed figured groove 6 11 and the spring-loaded slips 12. The guide pin 11 is placed in a closed curly groove 6 with the possibility of moving along the trajectory of a closed curly groove 6 together with a clip 10.

Фигурный паз 6 выполнен таким образом, что при перемещении в нем направляющего штифта 11 вниз - вверх на величину, превышающую длину L, например 1 (один) метр от верхней кромки замкнутого фигурного паза 6 до низа длинного продольного участка 8, обойма 10 остается в транспортном положении, если меньше - переходит в рабочее.The shaped groove 6 is made in such a way that when the guide pin 11 is moved down and up by an amount exceeding the length L, for example 1 (one) meter from the top edge of the closed shaped groove 6 to the bottom of the long longitudinal section 8, the clip 10 remains in the transport position, if less - goes into working.

Во внутренней полости конуса 3 выполнена внутренняя кольцевая канавка 13 с пружинным стопорным кольцом 14.In the inner cavity of the cone 3 there is an inner annular groove 13 with a spring retaining ring 14.

Фиксатор положения уплотнительного элемента 2 выполнен в виде гильзы 15 (см. 4), надетой снизу и зафиксированной срезным элементом 16 на полом патрубке 5, с наружными кольцевыми последовательными проточками 17, выполненными с возможностью взаимодействия с пружинным стопорным кольцом 14 при перемещении полого патрубка 5 с гильзой 15 вниз относительно основного конуса 3 с фиксацией в крайнем положении.The position lock of the sealing element 2 is made in the form of a sleeve 15 (see 4), worn from below and fixed by a shear element 16 on the hollow nozzle 5, with outer annular consecutive grooves 17 made with the possibility of interaction with the spring retaining ring 14 when moving the hollow nozzle 5 s sleeve 15 down relative to the main cone 3 with the fixation in the extreme position.

Пакер оснащен дополнительным патрубком 18 с конусными поверхностями 19 и 20. Дополнительный патрубок 18 (см. фиг.1) телескопически вставлен в верхнюю часть 4'' упора 4 с фиксацией срезным винтом 21, а сверху соединен с муфтой 22. Верхняя часть 4'' верхнего упора 4 взаимодействует с разрезным конусом 23 (например, состоящий из трех сегментов), размещенным на дополнительном патрубке 18.The packer is equipped with an additional pipe 18 with taper surfaces 19 and 20. An additional pipe 18 (see Fig. 1) is telescopically inserted into the upper part 4 '' of the stop 4 with fixation by a shear screw 21, and is connected to the sleeve 22. The upper part 4 '' the upper stop 4 interacts with a split cone 23 (for example, consisting of three segments), placed on an additional pipe 18.

На дополнительном патрубке 18 над разрезным конусом 23 размещены верхние плашки 24 и опорное кольцо 25.On the additional pipe 18 above the split cone 23 placed the upper dies 24 and the support ring 25.

Верхние плашки 24 соединены пластинами 26 с опорным кольцом 25, от которого поджаты пружиной 27 внутрь при помощи опорного конуса 28, взаимодействующего с верхними плашками 24.The upper dies 24 are connected by plates 26 to the support ring 25, from which the spring 27 is pressed inward by means of the support cone 28 interacting with the upper dies 24.

В верхней части 4'' верхнего упора 4 выполнена внутренняя кольцевая выборка 29 с дополнительным пружинным стопорным кольцом 30, а на дополнительный патрубок 18 снизу надета и зафиксирована срезным винтом 31 гильза 32 с наружными кольцевыми последовательными проточками 33, выполненными с возможностью взаимодействия с дополнительным пружинным стопорным кольцом 30 при перемещении дополнительного патрубка 18, а с гильзой 32 вниз относительно верхней части 4" верхнего упора 4 с фиксацией в крайнем положении.In the upper part 4 '' of the upper stop 4, an inner annular selection 29 is made with an additional spring retaining ring 30, and on the additional nozzle 18 is put on the bottom and fixed with a shear screw 31 of the sleeve 32 with the outer annular consecutive grooves 33 configured to interact with the additional spring retainer the ring 30 when moving the additional pipe 18, and with the sleeve 32 down relative to the upper part 4 "of the upper stop 4 with the fixation in the extreme position.

Муфта 22 посредством переходника 34 жестко соединена с соединительной муфтой 35.The coupling 22 by means of an adapter 34 is rigidly connected to the coupling 35.

Полый патрубок 5 (см. фиг.1) сверху оснащен заглушкой 36, герметично перекрывающей его внутреннюю полость (заглушка и полый патрубок 5 выполнены в виде единой детали). Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 37.The hollow pipe 5 (see Fig. 1) is equipped on top with a plug 36 that seals its internal cavity (the plug and hollow pipe 5 are made as a single part). Unauthorized fluid flows are excluded by the sealing elements 37.

Пакер работает следующим образом.The packer works as follows.

На устье скважины (на фиг.1, 2 и 3, 4 не показано) направляющий штифт 11 (см. фиг.2) обоймы 10 устанавливают в верхнюю часть продольного короткого участка 7 замкнутого фигурного паза 6, выполненного на наружной поверхности ствола 1 (см. фиг.1).At the wellhead (not shown in FIGS. 1, 2 and 3, 4), the guide pin 11 (see FIG. 2) of the cage 10 is installed in the upper part of the longitudinal short section 7 of the closed figured groove 6 made on the outer surface of the barrel 1 (see Fig. 1).

Заглушка 36 вворачивается в верхний конец полого патрубка 5. Затем пакер посредством посадочного инструмента, выполненного, например, в виде штока 38 и соединенного с соединительной муфтой 35 любым известным способом, например срезным винтом 39, присоединяют к нижнему концу колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) (на фиг.1, 2 и 3 не показано) и спускают в скважину.The plug 36 is screwed into the upper end of the hollow nozzle 5. Then the packer is connected, for example, in the form of a rod 38 and connected to the coupling 35 by any known method, for example, a shear screw 39, is attached to the lower end of the tubing string ) (not shown in FIGS. 1, 2 and 3) and lowered into the well.

В процессе спуска пакера возможны его прихваты в скважине вследствие сужения проходного сечения эксплуатационной колонны (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано). В этом случае необходимо приподнять пакер на величину, превышающую длину L, то есть более 1 метра, при этом перемещение направляющего штифта 11 (см. фиг.2 и 3) происходит от верхней кромки фигурного паза 6 через фигурный участок 9 до низа длинного продольного участка 8, и далее направляющий штифт 11 попадает в нижнюю часть короткого продольного участка паза 7, вследствие чего обойма 10 остается в транспортном положении, при последующем спуске пакера направляющий штифт 11 поднимается вверх по короткому продольному участку 7 и занимает начальное положение. Это позволяет производить расхаживание пакера (одним или несколькими спуск - подъемами пакера на величину более длины L, то есть 1 метра) в случае его прихвата в скважине в процессе спуска.During the descent of the packer, it is possible to catch it in the well due to the narrowing of the passage section of the production string (not shown in Figs. 1, 2, 3, 4). In this case, it is necessary to raise the packer by an amount exceeding the length L, that is, more than 1 meter, while the movement of the guide pin 11 (see FIGS. 2 and 3) occurs from the upper edge of the figured groove 6 through the figured section 9 to the bottom of the long longitudinal section 8, and then the guide pin 11 enters the lower part of the short longitudinal section of the groove 7, as a result of which the clip 10 remains in the transport position, when the packer is subsequently lowered, the guide pin 11 rises up along the short longitudinal section 7 and occupies the initial polo ix. This allows you to walk the packer (one or more descent - the packer lifts an amount greater than the length L, that is, 1 meter) in case of sticking it in the well during the descent.

Достигнув интервала установки пакера в скважине, его приподнимают на величину, не превышающую длину L, то есть менее 1 метра, при этом перемещение направляющего штифта 11 происходит от верхней кромки фигурного паза 6 через фигурный участок 9 в длинный продольный участок 8, при этом направляющий штифт 11 не попадает в нижнюю часть короткого продольного участка паза 7 и при последующем спуске пакера направляющий штифт 11 поднимается вверх (в верхнюю часть) до конца по длинному продольному участку 8. Вследствие этого обойма 10 занимает рабочее положение и вступает во взаимодействие своими подпружиненными шлипсами 12 сначала с конусом 3, а затем с внутренней стенкой колонны.Having reached the installation interval of the packer in the well, it is lifted by an amount not exceeding the length L, that is, less than 1 meter, while the movement of the guide pin 11 occurs from the upper edge of the figured groove 6 through the figured section 9 into a long longitudinal section 8, while the guide pin 11 does not fall into the lower part of the short longitudinal section of the groove 7 and upon subsequent lowering of the packer, the guide pin 11 rises up (to the upper part) to the end along the long longitudinal section 8. As a result, the clip 10 occupies the working position set and interacts with their spring-slips 12 initially cone 3 and then with the interior wall of the tower.

В итоге все детали пакера, за исключением деталей 10, 11, 12, остающихся на месте, благодаря контакту подпружиненных шлипсов 12 (см. фиг.2 и 3) с внутренней стенкой эксплуатационной колонны совершают возвратно-поступательное перемещение, при этом конус 3, сужающийся сверху - вниз, входит в подпружиненные шлипсы 12, раздвигая их наружу в радиальном направлении и прижимая их зубчатую часть к внутренней стенке эксплуатационной колонны (на фиг.1, 2 и 3, 4 не показано). Колонну НКТ, соединенную с пакером посредством штока 38 посадочного инструмента, начинают разгружать на пакер, который подпружиненными шлипсами 12 уже зафиксировался на внутренней стенке эксплуатационной колонны, при этом начинает сжиматься уплотнительный элемент 2.As a result, all the details of the packer, with the exception of the parts 10, 11, 12, remaining in place, due to the contact of the spring-loaded slips 12 (see FIGS. 2 and 3) with the inner wall of the production casing, perform a reciprocating movement, while the cone 3, tapering from top to bottom, it enters the spring-loaded slips 12, pushing them outward in the radial direction and pressing their gear part to the inner wall of the production casing (not shown in FIGS. 1, 2 and 3, 4). The tubing string connected to the packer by means of the rod 38 of the planting tool is started to be unloaded onto the packer, which is already fixed on the inner wall of the production string by spring-loaded slips 12, and the sealing element 2 begins to compress.

Продолжают частичную разгрузку колонны НКТ на пакер (например, на 5 тонн = 50 кН), вследствие чего разрушается срезной винт 39, при этом уплотнительный элемент 2 продолжает прижиматься к внутренней стенке эксплуатационной колонны скважины.Partial unloading of the tubing string to the packer is continued (for example, by 5 tons = 50 kN), as a result of which the shear screw 39 is destroyed, while the sealing element 2 continues to be pressed against the inner wall of the production casing of the well.

Одновременно с этим пружинное стопорное кольцо 14, размещенное во внутренней кольцевой канавке 13 основного конуса 3, под действием веса колонны НКТ перемещается по наружным кольцевым последовательным проточкам 17, выполненным на наружной поверхности гильзы 15, а гильза 15, соединенная срезным элементом 16 с полым патрубком 5, перемещается вниз относительно основного конуса 3, при этом происходит фиксация пружинного стопорного кольца 14 в проточке 17 гильзы 15 в крайнем положении.At the same time, the spring retaining ring 14, located in the inner annular groove 13 of the main cone 3, moves under the influence of the weight of the tubing string along the outer annular consecutive grooves 17 made on the outer surface of the sleeve 15, and the sleeve 15 connected by a shear element 16 with a hollow pipe 5 , moves downward relative to the main cone 3, while fixing the snap ring 14 in the groove 17 of the sleeve 15 in the extreme position.

При этом сверху разрезной конус 23 расширяется радиально наружу относительно верхней части 4'' верхнего упора 4. В определенный момент разрезной конус 23 вступает во взаимодействие с верхними плашками 24, это происходит благодаря конусной поверхности 20 дополнительного патрубка 18, ограничивающей перемещение разрезного конуса 23 вверх относительно дополнительного патрубка 18.In this case, from above, the split cone 23 expands radially outward relative to the upper part 4 ″ of the upper stop 4. At a certain moment, the split cone 23 interacts with the upper dies 24, this is due to the conical surface 20 of the additional pipe 18 restricting the movement of the split cone 23 upward relative to additional pipe 18.

Продолжают частичную разгрузку колонны НКТ на пакер (например, на 8 тонн = 80 кН), при этом разрушается срезной винт 21 и под действием веса колонны НКТ дополнительный патрубок 18 и все детали, находящиеся на нем выше разрезного конуса 23, перемещаются вниз, при этом вследствие взаимодействия взаимообращенных конусных поверхностей верхних плашек 24 и разрезного конуса 23 происходит радиальное перемещение наружу верхних плашек 24, которые своей зубчатой частью прижимаются к внутренней стенке эксплуатационной колонны.Partial unloading of the tubing string to the packer is continued (for example, by 8 tons = 80 kN), while the shear screw 21 is destroyed and under the influence of the weight of the tubing string the additional pipe 18 and all parts located on it above the split cone 23 are moved downward, while due to the interaction of the inverted conical surfaces of the upper dies 24 and the split cone 23, the upper dies 24 radially move outward, which are pressed against the inner wall of the production string by their toothed part.

От перемещения вверх верхние плашки 24, связанные с опорным кольцом 25 пластинами 26, удерживает подпружиненный от опорного кольца 25 с помощью пружины 27 опорный конус 28.From moving upward, the upper dies 24 associated with the support ring 25 by the plates 26 are supported by the support cone 28 spring-loaded from the support ring 25 by means of a spring 27.

Конусная поверхность 19 дополнительного патрубка 18 ограничивает перемещение опорного конуса 28 вниз относительно дополнительного полого патрубка 18.The conical surface 19 of the additional pipe 18 restricts the movement of the support cone 28 down relative to the additional hollow pipe 18.

Одновременно с этим дополнительное пружинное стопорное кольцо 30, размещенное во внутренней кольцевой выборке 29 верхней части 4" верхнего упора 4, под действием веса колонны НКТ перемещается по наружным кольцевым последовательным проточкам 33, выполненным на наружной поверхности гильзы 32, при этом гильза 32, соединенная срезным винтом 31 с дополнительным патрубком 8, перемещается вниз относительно верхней части 4" верхнего упора 4.At the same time, an additional spring retaining ring 30, located in the inner ring sample 29 of the upper part 4 "of the upper stop 4, is moved by the weight of the tubing string along the outer annular consecutive grooves 33 made on the outer surface of the sleeve 32, while the sleeve 32 connected by a shear screw 31 with an additional pipe 8, moves downward relative to the upper part 4 "of the upper stop 4.

Далее производят полную разгрузку колонны НКТ на пакер, при этом происходит фиксация дополнительного пружинного стопорного кольца 30 в проточке 33 гильзы 32 в крайнем положении, а уплотнительный элемент 2 фиксируется в окончательно запакерованном состоянии.Next, the tubing string is completely unloaded to the packer, while the additional spring retaining ring 30 is fixed in the groove 33 of the sleeve 32 in the extreme position, and the sealing element 2 is fixed in a finally sealed state.

Затем колонна НКТ с посадочным инструментом извлекаются из скважины, а пакер остается в скважине, надежно и герметично разделяя колонное пространство скважины (заглушка 36 полого патрубка 5 герметично перекрывает внутреннюю полость пакера), после чего производят запланированные ремонтные работы в скважине.Then the tubing string with the planting tool is removed from the well, and the packer remains in the well, reliably and hermetically separating the column space of the well (plug 36 of the hollow pipe 5 hermetically seals the inner cavity of the packer), after which the planned repair work in the well is carried out.

При необходимости извлечения пакера в скважину на колонне НКТ спускают ловитель любой известной конструкции с наружным захватом под соединительную муфту 35 или тело переходника 34 пакера, например наружную труболовку. Производят захват пакера и натяжку колонны НКТ вверх, например, на 10 тонн = 100 кН, при этом разрушается срезной винт 31 (см. фиг.1).If it is necessary to remove the packer into the well on the tubing string, a catcher of any known design is lowered with an external gripper under the coupling 35 or the body of the packer adapter 34, for example, an outer tube. The packer is gripped and the tubing string is pulled up, for example, by 10 tons = 100 kN, and the shear screw 31 is destroyed (see FIG. 1).

В результате натяжения колонны НКТ сначала соединительная муфта 35, переходник 34, дополнительный патрубок 18 перемещаются вверх относительно гильзы 32, верхней части 4'' верхнего упора 4 и разрезного конуса 23, остающихся неподвижными.As a result of the tension of the tubing string, first the coupling 35, the adapter 34, the additional pipe 18 are moved upward relative to the sleeve 32, the upper part 4 ’of the upper stop 4 and the split cone 23, which remain stationary.

При этом верхние плашки 24 отходят от внутренней стенки эксплуатационной колонны и перемещаются радиально внутрь и благодаря перемещению дополнительного патрубка 18 вверх занимают исходное положение.In this case, the upper dies 24 depart from the inner wall of the production casing and move radially inward and, due to the movement of the additional pipe 18 upwards, occupy the initial position.

Натяжение колонны НКТ продолжают, при этом разрушается срезной винт 16 (см. фиг.2 и 4) и верхняя часть пакера, соединенная с переводником 4''' верхнего упора 4, а также нижняя часть 4' верхнего упора 4 и полый патрубок 5 перемещаются вверх относительно гильзы 15 и основного конуса 3, при этом уплотнительный элемент 2, сжимаясь радиально внутрь, отходит от внутренней стенки эксплуатационной колонны, в результате чего происходит разгерметизация пакера.The tension of the tubing string is continued, while the shear screw 16 (see Figs. 2 and 4) is destroyed and the upper part of the packer connected to the sub 4 '' 'of the upper stop 4, as well as the lower part 4' of the upper stop 4 and the hollow pipe 5 are moved upward relative to the sleeve 15 and the main cone 3, while the sealing element 2, compressing radially inward, moves away from the inner wall of the production string, as a result of which the packer is depressurized.

Далее продолжают подъем колонны НКТ с пакером, при этом ствол 1 поднимается вверх относительно обоймы 10 с направляющим штифтом 11 и подпружиненными шлипсами 12, остающимися на месте вследствие их контакта с внутренней стенкой эксплуатационной колонны, при этом направляющий штифт 11 перемещается вниз по продольному длинному участку 8 (см. фиг.2) и попадает в нижнюю часть короткого продольного паза 7. Подъем колонны НКТ с пакером продолжают, и при этом подпружиненные внутрь шлипсы 12 (см. фиг.1) выходят из взаимодействия с основным конусом 3, а затем своей зубчатой частью выходят из взаимодействия с внутренней стенкой эксплуатационной колонны, после чего пакер свободно извлекается на поверхность.Next, the tubing string with the packer continues to rise, while the barrel 1 rises upward relative to the yoke 10 with a guide pin 11 and spring-loaded slips 12 remaining in place due to their contact with the inner wall of the production string, while the guide pin 11 moves down the long longitudinal section 8 (see figure 2) and falls into the lower part of the short longitudinal groove 7. The tubing string with the packer continues to rise, while the spring-loaded slips 12 (see figure 1) come out of interaction with the main cone 3, and then their gear part out of interaction with the inner wall of the production casing, after which the packer is freely removed to the surface.

В случае защиты эксплуатационной колонны от высокого давления, например при закачке жидкости по колонне труб (на фиг.1, 2, 3 не показано), соединенной с соединительной муфтой 35, заглушку 36 в полый патрубок 5 не устанавливают.In the case of protecting the production casing from high pressure, for example, when pumping fluid through a pipe string (not shown in FIGS. 1, 2, 3) connected to the coupler 35, a plug 36 is not installed in the hollow pipe 5.

Предлагаемый пакер имеет надежную конструкцию верхнего фиксирующего узла, что исключает заклинивание верхних плашек в процессе посадки и распакеровки пакера.The proposed packer has a reliable design of the upper locking unit, which eliminates the jamming of the upper dies in the process of landing and unpacking the packer.

Кроме того, усовершенствованная конструкция фиксатора положения позволяет произвести надежную и герметичную посадку пакера при небольших усилиях за счет более совершенной конструкции фиксатора положения уплотнительного элемента, а измененная конструкция замкнутого фигурного паза позволяет расхаживать пакер при его прихватах в процессе спуска в скважину и исключить возникновение осложнений в скважине.In addition, the improved design of the position lock allows for a reliable and tight seal of the packer with little effort due to the more perfect design of the position lock of the sealing element, and the modified design of the closed figured groove allows the packer to pace when it is stuck during the descent into the well and to prevent complications in the well .

Claims (3)

1. Пакер, включающий полый ствол, уплотнительный элемент, расположенный между основным конусом и верхним упором на полом патрубке, который соединен с упором и телескопически герметично вставлен в основной конус, который снизу жестко соединен с верхним концом ствола, на наружной поверхности которого выполнен замкнутый фигурный паз в виде продольных короткого и длинного участков, соединенных между собой фигурным участком, обойму, установленную на стволе напротив фигурного паза, с подпружиненными внутрь шлипсами и направляющим штифтом, размещенным в фигурном пазе с возможностью перемещения по траектории замкнутого фигурного паза вместе с обоймой, фиксатор положения уплотнительного элемента, муфту, пружинное стопорное кольцо, установленное во внутренней кольцевой канавке, подпружиненный опорный конус, разрезной конус, установленный в верхней части упора с возможностью радиального расширения под действием конусных поверхностей при перемещении разрезного конуса относительно них вверх, и верхние плашки, поджатые пружиной от опорного кольца внутрь и расположенные сверху напротив разрезного конуса, причем конус и верхние плашки выполнены с возможностью взаимодействия между собой при перемещении плашек вниз с их радиальным перемещением наружу в рабочее положение, отличающийся тем, что пакер оснащен дополнительным патрубком с конусными поверхностями, телескопически вставленным в упор с фиксацией срезным винтом, соединенным сверху с муфтой, и размещенным над разрезным конусом и верхними плашками опорным кольцом, полый патрубок жестко соединен с упором, фигурный паз выполнен таким образом, что при перемещении в нем направляющего штифта вниз-вверх на величину, превышающую длину от верхней кромки фигурного паза до низа длинного продольного участка обойма остается в транспортном положении, если меньше - переходит в рабочее, причем внутренняя кольцевая канавка с пружинным стопорным кольцом выполнена во внутренней полости основного конуса, фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен в виде гильзы, надетой снизу и зафиксированной срезным элементом на патрубке, с наружными кольцевыми последовательными проточками, выполненными с возможностью взаимодействия с пружинным кольцом при перемещении патрубка с гильзой вниз относительно основного конуса с фиксацией в крайнем положении, при этом верхние плашки соединены пластинами с опорным кольцом, от которого поджаты пружиной внутрь при помощи опорного конуса, взаимодействующего с опорными плашками, причем в упоре выполнена внутренняя кольцевая выборка с дополнительным пружинным стопорным кольцом, а на дополнительный патрубок снизу надета и зафиксирована срезным винтом гильза с наружными кольцевыми последовательными проточками, выполненными с возможностью взаимодействия с дополнительным пружинным кольцом при перемещении дополнительного патрубка с гильзой вниз относительно упора с фиксацией в крайнем положении.1. A packer including a hollow barrel, a sealing element located between the main cone and the upper stop on the hollow pipe, which is connected to the stop and telescopically sealed in the main cone, which is rigidly connected from the bottom to the upper end of the barrel, on the outer surface of which a closed figured groove in the form of longitudinal short and long sections interconnected by a figured section, a clip mounted on the barrel opposite the figured groove, with spring-loaded slips and a guide pin, ra placed in a figured groove with the possibility of moving along the trajectory of a closed figured groove together with a holder, a position lock of the sealing element, a coupling, a snap ring installed in the inner ring groove, a spring-loaded support cone, a split cone mounted in the upper part of the stop with the possibility of radial expansion under the action of the conical surfaces when moving the split cone relative to them upwards, and the upper dies, pressed by a spring from the support ring inward and located on top opposite the split cone, and the cone and the upper dies are made to interact with each other when moving the dies down with their radial movement outward to the working position, characterized in that the packer is equipped with an additional nozzle with conical surfaces telescopically inserted into the support with a shear screw connected top with a sleeve, and a support ring placed above the split cone and the upper dies, the hollow pipe is rigidly connected to the stop, the figured groove is made in such a way that when moving When the guide pin is inserted up and down by an amount exceeding the length from the top edge of the figured groove to the bottom of the long longitudinal section of the clip, it remains in the transport position, if less, it goes into working position, and the inner annular groove with a spring retaining ring is made in the inner cavity of the main cone , the position lock of the sealing element is made in the form of a sleeve worn from below and fixed by a shear element on the nozzle, with outer annular consecutive grooves made with the ability to interact with the spring ring when moving the nozzle with the sleeve down relative to the main cone with locking in the extreme position, while the upper dies are connected by plates to the support ring, from which the spring is pressed inward by the support cone interacting with the support dies, and the inner annular sampling with an additional spring retaining ring, and on the additional nozzle from below it is put on and fixed with a shear screw the sleeve with the outer annular consecutive and grooves configured to interact with the additional spring ring when moving the additional nozzle with the sleeve down relative to the stop with fixation in the extreme position. 2. Пакер по п.1, отличающийся тем, что полый патрубок оснащен заглушкой, герметично перекрывающей его внутреннюю полость.2. The packer according to claim 1, characterized in that the hollow pipe is equipped with a plug, hermetically overlapping its internal cavity. 3. Пакер по п.1 или 2, отличающийся тем, что верхний упор выполнен сборным, состоящим из нижней, взаимодействующей с уплотнительным элементом, и верхней, взаимодействующей с разрезным конусом, частей, которые соединены переводником. 3. The packer according to claim 1 or 2, characterized in that the upper stop is prefabricated, consisting of a lower, interacting with a sealing element, and an upper, interacting with a split cone, parts that are connected by a sub.
RU2009121607/03A 2009-06-05 2009-06-05 Packer RU2397311C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121607/03A RU2397311C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 Packer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121607/03A RU2397311C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 Packer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2397311C1 true RU2397311C1 (en) 2010-08-20

Family

ID=46305516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009121607/03A RU2397311C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 Packer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397311C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540729C2 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Олег Сергеевич Николаев Telescopic lock of mechanical anchor
RU2588246C1 (en) * 2015-05-05 2016-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Armature of hydraulic jack for installation of expandable shutter in well
CN107780876A (en) * 2017-10-18 2018-03-09 中国石油天然气股份有限公司 Horizontal well track type rubber sleeve packer and packing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540729C2 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Олег Сергеевич Николаев Telescopic lock of mechanical anchor
RU2588246C1 (en) * 2015-05-05 2016-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Armature of hydraulic jack for installation of expandable shutter in well
CN107780876A (en) * 2017-10-18 2018-03-09 中国石油天然气股份有限公司 Horizontal well track type rubber sleeve packer and packing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2447256C1 (en) Bridge plug
RU164723U1 (en) PACKER DRILLED
RU2483191C1 (en) Drillable packer
RU158674U1 (en) PACKER
RU2397311C1 (en) Packer
RU138428U1 (en) MECHANICAL DOUBLE PACKER
RU2440484C1 (en) Packer-plug
RU2397310C1 (en) Packer
RU60605U1 (en) PACKER FOR EXPRESSIVE WELLS
RU2455451C1 (en) Device to cement tail in well
RU55857U1 (en) PACKER PLUG
RU142771U1 (en) PACKER
RU131066U1 (en) PACKER
RU163640U1 (en) CASING REPAIR DEVICE
RU2391488C1 (en) Wall packer-plug
RU2346142C1 (en) Plug packer
RU58161U1 (en) PACKER PLUG
RU50591U1 (en) PACKER LANDING DEVICE
RU2358089C1 (en) Packer
RU55858U1 (en) PACKER PLUG
RU56937U1 (en) PACKER
RU2397312C1 (en) Packer
RU55014U1 (en) PACKER
RU56457U1 (en) PACKER
RU154285U1 (en) PACKER DRILLED

Legal Events

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

Effective date: 20160606