RU2457315C1 - Continuous hydraulic packer - Google Patents

Continuous hydraulic packer Download PDF

Info

Publication number
RU2457315C1
RU2457315C1 RU2011106678/03A RU2011106678A RU2457315C1 RU 2457315 C1 RU2457315 C1 RU 2457315C1 RU 2011106678/03 A RU2011106678/03 A RU 2011106678/03A RU 2011106678 A RU2011106678 A RU 2011106678A RU 2457315 C1 RU2457315 C1 RU 2457315C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
packer
section
angle
shear plug
Prior art date
Application number
RU2011106678/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Михайлович Володин (RU)
Алексей Михайлович Володин
Владислав Алексеевич Сорокин (RU)
Владислав Алексеевич Сорокин
Андрей Александрович Клинов (RU)
Андрей Александрович Клинов
Сергей Борисович Лободюк (RU)
Сергей Борисович Лободюк
Александр Викторович Деев (RU)
Александр Викторович Деев
Алексей Николаевич Васин (RU)
Алексей Николаевич Васин
Николай Павлович Петров (RU)
Николай Павлович Петров
Олег Николаевич Андрианов (RU)
Олег Николаевич Андрианов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш"
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 "Тяжпрессмаш" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш"
Priority to RU2011106678/03A priority Critical patent/RU2457315C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457315C1 publication Critical patent/RU2457315C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: continuous hydraulic packer contains hollow cylindrical housing, rubber hose, hollow shear plug, sprung annular piston and switch of device positions. Hollow shear plug contains a ball screwed on its shearing part. Packer contains centraliser installed on its metallic outer surface. End part of piston has two chamfers, one of which has an angle with end surface of piston being from 40 to 50 degrees, and the other chamfer has an angle with end surface of piston being from 70 to 80 degrees, and piston itself contains two ring seals installed both from outer side of piston and from inner side of piston at a different distance from piston end surface. Closer to piston end surface there is ring seal installed from that side of piston which has chamfer with an angle with piston end surface being from 40 to 50 degrees, at that area of shear plug hole in cross-section of shear plug is less than area of annular slot, in cross-section of packer, along which working fluid is supplied to the piston, 8…14 times, and length of annular slot is 1.4…1.8 of annular slot distance to packer axis of symmetry; besides a spring interacting with the piston has rectangular cross-section of wreath, at that the larger side of rectangular cross-section of wreath is parallel and close to parallel packer axis of symmetry.
EFFECT: improving reliability of continuous hydraulic packer by means of improvement of its design.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для надежной изоляции газонефтеводоносных пластов на любых глубинах.The invention relates to the field of oil and gas industry and can be used for reliable insulation of gas-oil-bearing reservoirs at any depths.

Известен пакер гидравлический для манжетного цементирования, содержащий гидравлический пакер и цементировочную муфту, соединенные в одном корпусе с возможностью согласованного взаимодействия этих устройств [1].Known hydraulic packer for cuff cementing, containing a hydraulic packer and cement clutch connected in one housing with the possibility of coordinated interaction of these devices [1].

Недостатком этого пакера является прежде всего большая материалоемкость.The disadvantage of this packer is primarily the high material consumption.

Большую материалоемкость обеспечивает тарельчатый клапан, а также заглушка. После манжетного цементирования скважины эти устройства разбуриваются, и их металл теряется безвозвратно.A large material consumption is provided by a poppet valve, as well as a plug. After lip-hole cementing, these devices are drilled, and their metal is lost forever.

Также недостатком является низкая надежность работы этого устройства, поскольку большой диаметр тарелки тарельчатого клапана обеспечивает кроме вертикального воздействия силы, при давлении рабочей жидкости на поверхность тарелки клапана, еще и значительные крутящие моменты, приложенные к периферийным точкам поверхности тарелки, при образовании вихревых движений в рабочей жидкости. Это может вызвать перекосы оси клапана и ее заедание при движении клапана вниз.Another disadvantage is the low reliability of this device, since the large diameter of the poppet of the poppet valve provides, in addition to the vertical force, when the pressure of the working fluid on the surface of the poppet of the valve, there are also significant torques applied to the peripheral points of the surface of the poppet during the formation of vortex movements in the fluid . This can cause the valve axis to skew and seize when the valve moves down.

Наличие пружины, изготовленной из прутка круглого поперечного сечения, также снижает надежность работы клапана, поскольку при необходимой длине хода поршня, в данном случае, невозможно обеспечить достаточную упругость пружины.The presence of a spring made of a rod of circular cross-section also reduces the reliability of the valve, since with the required piston stroke length, in this case, it is impossible to provide sufficient spring elasticity.

Это устройство также ненадежно в работе еще и потому, что имеет сложную конструкцию и требует согласованной работы пакера и цементировочной муфты.This device is also unreliable in work also because it has a complex structure and requires the coordinated operation of the packer and cement clutch.

Наиболее близким является устройство для изоляции пластов в скважине, содержащее полый цилиндрический корпус, резиновый рукав для рабочей жидкости, полую срезную пробку, кольцевой поршень, подпружиненный пружиной, а также переключатель положений устройства, размещенный в кольцевой полости и выполненный в виде полого цилиндра со сквозным фигурным пазом в стенке цилиндра, а в пазу цилиндра находится палец, жестко соединенный с корпусом, причем переключатель, в виде полого цилиндра, установлен в кольцевой полости с возможностью вращательно-поступательного движения при переключении устройства из транспортного положения в рабочее положение, из рабочего положения в положение срабатывания пакера и из положения срабатывания пакера в фиксирующее положение пакера [2].The closest is a device for isolating the layers in the well, containing a hollow cylindrical body, a rubber sleeve for the working fluid, a hollow shear plug, an annular piston, spring-loaded with spring, as well as a device position switch located in the annular cavity and made in the form of a hollow cylinder with a through figured a groove in the wall of the cylinder, and in the groove of the cylinder there is a finger rigidly connected to the housing, and the switch, in the form of a hollow cylinder, is installed in the annular cavity with the possibility of a rotator of translational movement switching device from the transport position to the operating position from the operating position to the actuation of the packer and the packer actuation position into the fixing position of the packer [2].

Указанное устройство также является ненадежным в работе. Это устройство содержит пружину, изготовленную из прутка круглого поперечного сечения, что по указанным выше причинам делает пружину ненадежной в работе. Кроме того, торцевая часть поршня, взаимодействующая с рабочей жидкостью, имеет ровную поверхность, что при давлении рабочей жидкости не обеспечивает равномерного придавливания поршня к уплотнительным кольцам. Это может привести к протеканию рабочей жидкости через уплотнительные кольца.The specified device is also unreliable in operation. This device contains a spring made of a rod of circular cross section, which for the above reasons makes the spring unreliable in operation. In addition, the end part of the piston interacting with the working fluid has a flat surface, which, when the pressure of the working fluid does not provide uniform pressure of the piston to the sealing rings. This may cause fluid to flow through the o-rings.

Указанное устройство не содержит центратора, что обеспечивает возможный контакт резинового рукава пакера с внутренней поверхностью нефтяной скважины, при спуске пакера в нефтяную скважину, и повреждение резинового рукава пакера. Это также снижает надежность работы устройства.The specified device does not contain a centralizer, which provides possible contact of the rubber sleeve of the packer with the inner surface of the oil well, when the packer is lowered into the oil well, and damage to the rubber sleeve of the packer. It also reduces the reliability of the device.

И кроме того, полая срезная пробка может повредить пакер в момент ее срезания или сбивания. В момент срезания или сбивания полой пробки средством для разрушения полой пробки, например цементировочной пробкой, возможно заклинивание цементировочной пробки в корпусе пакера до попадания ее в посадочное гнездо.And besides, a hollow shear plug can damage the packer when it is cut or knocked down. At the moment of cutting or knocking down the hollow plug by means for breaking the hollow plug, for example a cement plug, it is possible to jam the cement plug in the packer body before it enters the seat.

Задачей изобретения является повышение надежности работы пакера гидравлического проходного путем усовершенствования его конструкции.The objective of the invention is to increase the reliability of the packer hydraulic checkpoint by improving its design.

1. Поставленная задача решается тем, что в пакере гидравлическом проходном, который содержит полый цилиндрический корпус, резиновый рукав для рабочей жидкости, полую срезную пробку, кольцевой поршень, подпружиненный пружиной, а также переключатель положений устройства, размещенный в кольцевой полости и выполненный в виде полого цилиндра со сквозным фигурным пазом в стенке цилиндра, а в пазу цилиндра находится палец, жестко соединенный с корпусом, причем переключатель в виде полого цилиндра установлен в кольцевой полости с возможностью вращательно-поступательного движения при переключении устройства из транспортного положения в рабочее положение, из рабочего положения в положение срабатывания пакера и из положения срабатывания пакера в фиксирующее положение пакера, новым является то, что полая срезная пробка содержит шар, навинченный на ее срезаемую часть, кроме того, пакер гидравлический проходной содержит центратор, установленный на его металлической наружной поверхности, а торцевая часть поршня имеет фаски, одна из которых имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40 градусов до 50 градусов, а другая фаска имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 70 градусов до 80 градусов, а сам поршень содержит два уплотнительных кольца, установленных как с внешней стороны поршня, так и с внутренней стороны поршня, на разном расстоянии от торцевой плоскости поршня, причем ближе к торцевой плоскости поршня установлено уплотнительное кольцо с той стороны поршня, которая содержит фаску, имеющую угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40 градусов до 50 градусов, при этом площадь отверстия срезной пробки, в поперечном сечении срезной пробки, меньше площади кольцевой щели, в поперечном сечении пакера, по которой рабочая жидкость поступает к поршню, в 8…14 раз, а длина кольцевой щели составляет 1,4…1,8 расстояния кольцевой щели от оси симметрии пакера, кроме того, пружина, взаимодействующая с поршнем, имеет прямоугольное поперечное сечение витка, причем большая сторона прямоугольного поперечного сечения витка параллельна или близка к параллельной оси симметрии пакера.1. The problem is solved in that in the hydraulic passage packer, which contains a hollow cylindrical body, a rubber sleeve for the working fluid, a hollow shear plug, an annular piston, spring-loaded, and a device position switch located in the annular cavity and made in the form of a hollow a cylinder with a through figured groove in the cylinder wall, and in the groove of the cylinder there is a finger rigidly connected to the body, and the switch in the form of a hollow cylinder is installed in the annular cavity with the possibility of translational-translational movement when switching the device from the transport position to the working position, from the working position to the actuation position of the packer and from the actuation position of the packer to the locking position of the packer, it is new that the hollow shear plug contains a ball screwed onto its sheared part, in addition , the hydraulic passage packer contains a centralizer mounted on its metal outer surface, and the end part of the piston has chamfers, one of which has an angle with the end plane of the piston, component from 40 degrees to 50 degrees, and the other facet has an angle with the end plane of the piston, comprising from 70 degrees to 80 degrees, and the piston itself contains two o-rings, installed both on the outside of the piston and on the inside of the piston, on different a distance from the end plane of the piston, and closer to the end plane of the piston, a sealing ring is installed on the side of the piston that contains a chamfer having an angle with the end plane of the piston of 40 degrees to 50 degrees, The hole of the shear plug, in the cross section of the shear plug, is less than the area of the annular gap, in the cross section of the packer through which the working fluid flows to the piston, is 8 ... 14 times, and the length of the annular gap is 1.4 ... 1.8 the distance of the annular gap from axis of symmetry of the packer, in addition, the spring interacting with the piston has a rectangular cross section of the coil, and the larger side of the rectangular cross section of the coil is parallel or close to the parallel axis of symmetry of the packer.

На фиг.1 схематически изображена верхняя часть пакера гидравлического проходного в транспортном положении.Figure 1 schematically shows the upper part of the packer hydraulic passage in the transport position.

На фиг.2 схематически изображена нижняя часть пакера гидравлического проходного в транспортном положении. Пунктирными линиями изображено одно из возможных положений цементировочной пробки при ее прохождении через пакер.Figure 2 schematically shows the lower part of the packer hydraulic checkpoint in the transport position. The dotted lines show one of the possible positions of the cement plug as it passes through the packer.

На фиг.3 схематически изображена верхняя часть пакера гидравлического проходного после его срабатывания.Figure 3 schematically shows the upper part of the packer hydraulic passage after its operation.

На фиг.4 схематически изображена нижняя часть пакера гидравлического проходного после его срабатывания.Figure 4 schematically shows the lower part of the packer hydraulic passage after its operation.

На фиг.5 изображена торцевая часть поршня. Буквами α и β обозначены величины углов фасок поршня.Figure 5 shows the end part of the piston. Letters α and β denote the angles of the facets of the piston.

На фиг.6 схематически изображена часть пакера гидравлического проходного, обеспечивающая подачу рабочей жидкости к поршню. Полое отверстие срезной пробки имеет радиус R1. Кольцевая щель имеет длину L. Расстояние кольцевой щели от оси симметрии пакера обозначено радиусом R2. Расстояние наиболее удаленной границы кольцевой щели от оси симметрии пакера обозначено радиусом R3. Ось симметрии пакера обозначена буквой Q.Figure 6 schematically shows a portion of the hydraulic passage packer, providing a supply of working fluid to the piston. The hollow hole of the shear plug has a radius of R1. The annular gap has a length L. The distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer is indicated by the radius R2. The distance of the outermost boundary of the annular gap from the axis of symmetry of the packer is indicated by the radius R3. The axis of symmetry of the packer is indicated by the letter Q.

Пакер гидравлический проходной содержит полый цилиндрический корпус 1, к которому присоединен резиновый рукав для рабочей жидкости 2. Резиновый рукав для рабочей жидкости 2 прижат к корпусу 1 с помощью двух стаканов, верхнего стакана 3 и нижнего стакана 4 (фиг.1, 3). К корпусу 1 также присоединен центратор 5. Верхний стакан 3 соединен с верхней втулкой 6. Верхняя втулка 6 содержит уплотнительные кольца 7. Нижний стакан 4 соединен с нижней втулкой 8. Нижняя втулка 8 также содержит уплотнительные кольца 9. Для соединения с обсадной колонной пакер содержит верхний переводник 10 и нижний переводник 11, соединенные с корпусом 1 (фиг.1, 2, 3, 4). В нижнем переводнике 11 установлена срезная пробка 12. На срезную пробку 12 навинчен шар 13. Шар 13 может быть цельнометаллическим или содержать верхнюю полимерную или резиновую оболочку (на фиг. не указано). Срезная пробка 13 содержит полое отверстие. К переводнику 11 и нижней втулке 8 присоединен кожух 14. Между кожухом 14 и переводником 11 установлено уплотнительное кольцо 15. Между кожухом 14 и корпусом 1 установлен, с возможностью осевого перемещения, кольцевой поршень 16. Поршень 16 имеет форму кольца и содержит уплотнительные кольца 17. Поршень 16 взаимодействует с переключателем положений устройства 18, который также установлен между кожухом 14 и корпусом 1, то есть в кольцевой полости. Переключатель 18 выполнен в виде полого цилиндра со сквозным фигурным пазом в стенке цилиндра. В пазу цилиндра находится палец 19, жестко соединенный с корпусом 1. Фигурный паз аналогичен фигурному пазу, указанному в прототипе. Переключатель 18 установлен в кольцевой полости с возможностью вращательно-поступательного движения при переключении устройства из транспортного положения в рабочее положение, из рабочего положения в положение срабатывания пакера и из положения срабатывания пакера в фиксирующее положение пакера. Между кожухом 14 и корпусом 1 установлена пружина 20, взаимодействующая с поршнем 16 через переключатель 18. Пружина 20 имеет прямоугольное поперечное сечение витка, причем большая сторона прямоугольного поперечного сечения витка параллельна или близка к параллельной оси симметрии пакера.The hydraulic passage packer contains a hollow cylindrical body 1 to which a rubber sleeve for the working fluid 2 is attached. A rubber sleeve for the working fluid 2 is pressed against the body 1 with two cups, an upper cup 3 and a lower cup 4 (FIGS. 1, 3). A centralizer 5 is also connected to the housing 1. The upper sleeve 3 is connected to the upper sleeve 6. The upper sleeve 6 contains o-rings 7. The lower sleeve 4 is connected to the lower sleeve 8. The lower sleeve 8 also contains o-rings 9. For connection with the casing, the packer contains the upper sub 10 and the lower sub 11 connected to the housing 1 (Fig. 1, 2, 3, 4). A shear plug 12 is installed in the lower sub 11. A ball 13 is screwed onto the shear plug 12. The ball 13 may be all-metal or contain an upper polymer or rubber shell (not shown in FIG.). Shear plug 13 contains a hollow hole. A casing 14 is connected to the sub 11 and the lower sleeve 8. An o-ring 15 is installed between the casing 14 and the sub 11. An annular piston 16 is mounted between the casing 14 and the housing 1 with axial movement. The piston 16 has a ring shape and contains o-rings 17. The piston 16 interacts with the position switch of the device 18, which is also installed between the casing 14 and the housing 1, that is, in the annular cavity. The switch 18 is made in the form of a hollow cylinder with a through curly groove in the cylinder wall. In the groove of the cylinder is a finger 19, rigidly connected to the housing 1. The shaped groove is similar to the shaped groove indicated in the prototype. The switch 18 is installed in the annular cavity with the possibility of rotational-translational movement when switching the device from the transport position to the working position, from the working position to the actuation position of the packer and from the actuation position of the packer to the locking position of the packer. Between the casing 14 and the housing 1, a spring 20 is installed, which interacts with the piston 16 through the switch 18. The spring 20 has a rectangular cross-section of the coil, and the larger side of the rectangular cross-section of the coil is parallel or close to the axis of symmetry of the packer.

Торцевая часть поршня 16 (фиг.5) имеет фаски, одна из которых имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40 градусов до 50 градусов (угол α), а другая фаска имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 70 градусов до 80 градусов (угол β). Два уплотнительных кольца поршня 17 установлены как с внешней стороны поршня 16, так и с внутренней стороны поршня 16 на разном расстоянии от торцевой плоскости поршня, причем ближе к торцевой плоскости поршня установлено уплотнительное кольцо 17 с той стороны поршня, которая содержит фаску, имеющую угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40 градусов до 50 градусов (угол α). Такое расположение уплотнительных колец 17 относительно фасок поршня 16, расположенных на его торцевой поверхности, обеспечивает равномерное прилегание поршня к уплотнительным кольцам при взаимодействии его с рабочей жидкостью, находящейся под давлением.The end part of the piston 16 (Fig. 5) has chamfers, one of which has an angle with the end plane of the piston of 40 degrees to 50 degrees (angle α), and the other chamfer has an angle with the end plane of the piston of 70 degrees to 80 degrees (angle β). Two sealing rings of the piston 17 are installed both on the outer side of the piston 16 and on the inner side of the piston 16 at different distances from the end plane of the piston, and closer to the end plane of the piston there is a sealing ring 17 on the side of the piston that contains a chamfer having an angle with the end plane of the piston, comprising from 40 degrees to 50 degrees (angle α). This arrangement of the sealing rings 17 relative to the chamfers of the piston 16 located on its end surface provides a uniform fit of the piston to the sealing rings when it interacts with the working fluid under pressure.

Между кожухом 14 и переводником 11 расположена кольцевая щель для подачи рабочей жидкости к поршню 16 (фиг.6). При этом площадь отверстия срезной пробки 12, в поперечном сечении срезной пробки, является меньше площади кольцевой щели, в поперечном сечении пакера, по которой рабочая жидкость поступает к поршню, в 8…14 раз.Between the casing 14 and the sub 11 is an annular gap for supplying the working fluid to the piston 16 (Fig.6). The opening area of the shear plug 12, in the cross section of the shear plug, is less than the area of the annular gap in the cross section of the packer, through which the working fluid flows to the piston, by 8 ... 14 times.

Площадь отверстия срезной пробки 12 рассчитывается по формуле:The hole area of the shear plug 12 is calculated by the formula:

S1=πR12, где S1 - площадь сечения отверстия срезной пробки 12, а R1 - радиус отверстия срезной пробки 12.S1 = πR1 2 , where S1 is the cross-sectional area of the hole of the shear plug 12, and R1 is the radius of the hole of the shear plug 12.

Площадь кольцевой щели, в поперечном сечении пакера, рассчитывается по формуле:The area of the annular gap, in the cross section of the packer, is calculated by the formula:

S2=πR32-πR22, где S2 - площадь кольцевой щели, в поперечном сечении пакера, R2 - расстояние кольцевой щели от оси симметрии пакера Q, a R3 - расстояние наиболее удаленной границы кольцевой щели от оси симметрии пакера Q.S2 = πR3 2 -πR2 2 , where S2 is the area of the annular gap in the cross section of the packer, R2 is the distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer Q, and R3 is the distance of the outermost boundary of the annular gap from the axis of symmetry of the packer Q.

При этом также длина кольцевой щели L (фиг.6) составляет 1,4…1,8 расстояния кольцевой щели от оси симметрии пакера R2.Moreover, the length of the annular gap L (Fig.6) is 1.4 ... 1.8 the distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer R2.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Пакер гидравлический проходной крепят к обсадной трубе с помощью переводников 10 и 11. После этого пакер в составе обсадной колонны опускают в скважину. Пакер при этом находится в транспортном положении (фиг.1, 2). Центратор 5 предотвращает контакт резинового рукава 2 со стенками скважины. Это исключает повреждения резинового рукава 2 и как следствие делает пакер более надежным в работе.The inventive device operates as follows. The hydraulic passage packer is attached to the casing using the sub 10 and 11. After that, the packer as part of the casing is lowered into the well. The packer is in the transport position (FIGS. 1, 2). The centralizer 5 prevents contact of the rubber sleeve 2 with the walls of the well. This eliminates damage to the rubber sleeve 2 and as a result makes the packer more reliable in operation.

После установки пакера в скважине сверху пускают цементировочную пробку (на фиг.2 указана пунктирными линиями). Взаимодействуя с шаром 13 при ударе, цементировочная пробка сбивает шар с частью срезной пробки 12 и тем самым открывает полое отверстие пробки 12. После этого цементировочная пробка попадает в посадочное гнездо (на фиг. не указано) и тем самым закупоривает внутреннюю полость пакера. Использование шара исключает заклинивание цементировочной пробки во внутренней полости пакера сбитой частью срезной пробки 12. Это также делает пакер более надежным в работе.After installing the packer in the borehole, the cement plug is launched from above (shown in dashed lines in FIG. 2). Interacting with the ball 13 upon impact, the cement plug knocks the ball with part of the shear plug 12 and thereby opens the hollow hole of the plug 12. After this, the cement plug falls into the seat (not shown in FIG.) And thereby clogs the inner cavity of the packer. The use of the ball eliminates the jamming of the cement plug in the inner cavity of the packer with the collapsed part of the shear plug 12. This also makes the packer more reliable in operation.

После этого во внутреннюю полость пакера подают рабочую жидкость, обеспечивая ей необходимое давление. Увеличивая давление рабочей жидкости и сбрасывая его в ноль, пакер переключают из транспортного положения в рабочее положение, из рабочего положения в положение срабатывания пакера и из положения срабатывания пакера в фиксирующее положение пакера. Переключение пакера осуществляют согласно способу, указанному в прототипе. На фиг.3, 4 пакер изображен в момент срабатывания. При срабатывании поршень 16 имеет максимальное перемещение. Перемещаясь вверх, поршень открывает каналы для подачи рабочей жидкости в резиновый рукав 2, и резиновый рукав наполняют рабочей жидкостью, обеспечивая его раздутие в заколонном пространстве. После раздутия резинового рукава 2 пакер переводят в фиксирующее положение. После этого скважина является подготовленной к цементированию.After that, the working fluid is fed into the inner cavity of the packer, providing it with the necessary pressure. Increasing the pressure of the working fluid and dropping it to zero, the packer is switched from the transport position to the working position, from the working position to the actuation position of the packer and from the actuation position of the packer to the locking position of the packer. Switching the packer is carried out according to the method specified in the prototype. In figure 3, 4 the packer is depicted at the time of operation. When activated, the piston 16 has a maximum displacement. Moving up, the piston opens the channels for supplying the working fluid to the rubber sleeve 2, and the rubber sleeve is filled with the working fluid, ensuring its inflation in the annular space. After the rubber sleeve 2 is inflated, the packer is moved to the locking position. After that, the well is prepared for cementing.

Указанные пределы углов фасок торцевой плоскости поршня 16 α и β являются оптимальными и обеспечивают наиболее равномерное придавливание поршня к уплотнительным кольцам 17. Это снижает вероятность протекания рабочей жидкости через уплотнительные кольца 17 и делает пакер более надежным в работе. Герметизацию пакера также обеспечивают уплотнительные кольца 1, 9, 15. Кроме указанных уплотнительных колец на фиг.1, 2, 3, 4 пакер может иметь дополнительные уплотнительные кольца.The indicated limits of the angle of the chamfers of the piston end face plane 16 α and β are optimal and provide the most uniform pressing of the piston to the sealing rings 17. This reduces the likelihood of the fluid flowing through the sealing rings 17 and makes the packer more reliable in operation. Sealing of the packer is also provided by o-rings 1, 9, 15. In addition to the indicated o-rings in FIGS. 1, 2, 3, 4, the packer may have additional o-rings.

При угле α, меньшем 40 градусов, радиальное усилие, прикладываемое к поршню 16, будет недостаточным для придавливания поршня к дальнему уплотнительному кольцу 17 по отношению к торцевой плоскости поршня 16 с силой, обеспечивающей надежную герметизацию пакера.When the angle α is less than 40 degrees, the radial force exerted on the piston 16 will not be sufficient to press the piston against the distal sealing ring 17 with respect to the end plane of the piston 16 with a force providing reliable sealing of the packer.

При угле α, большем 50 градусов, также радиальное усилие, прикладываемое к поршню 16, будет недостаточным для придавливания поршня к дальнему уплотнительному кольцу 17 по отношению к торцевой плоскости поршня 16 с силой, обеспечивающей надежную герметизацию пакера. При угле α, лежащем в пределах от 40 до 50 градусов, вектор силы, придавливающий поршень 16 к дальнему уплотнительному кольцу 17, будет иметь оптимальное направление.At an angle α greater than 50 degrees, the radial force exerted on the piston 16 will also be insufficient to press the piston against the distal sealing ring 17 with respect to the end plane of the piston 16 with a force providing reliable sealing of the packer. When the angle α, lying in the range from 40 to 50 degrees, the force vector pressing the piston 16 to the distal sealing ring 17 will have an optimal direction.

При угле β, меньшем 70 градусов и большем 80 градусов, радиальное усилие, прикладываемое к поршню 16, будет недостаточным для придавливания поршня к ближнему уплотнительному кольцу 17 по отношению к торцевой плоскости поршня 16 с силой, обеспечивающей надежную герметизацию пакера. При угле β, лежащем в пределах от 70 до 80 градусов, вектор силы, придавливающий поршень 16 к ближнему уплотнительному кольцу 17, будет иметь оптимальное направление.When the angle β is less than 70 degrees and greater than 80 degrees, the radial force exerted on the piston 16 will not be sufficient to press the piston against the proximal sealing ring 17 with respect to the end plane of the piston 16 with a force providing reliable sealing of the packer. At an angle β ranging from 70 to 80 degrees, the force vector pressing the piston 16 against the proximal sealing ring 17 will have an optimal direction.

Соотношения размеров кольцевой щели, а также размера отверстия срезной пробки 12 также являются оптимальными. При давлении рабочей жидкости на входе в отверстие срезной пробки 12 и перемещении поршня 16, под давлением рабочей жидкости, в установленные положения необходимо обеспечить равномерную подачу рабочей жидкости ко всей торцевой части поршня 16. При неравномерной подаче рабочей жидкости к торцевой части поршня 16 возникнет неравномерная нагрузка на торцевую часть поршня, что приведет к неравномерному прижатию поршня 16 к уплотнительным кольцам 17 и, как следствие, может быть нарушена герметизация пакера. Указанное соотношение размеров повышает надежность работы пакера.The ratio of the size of the annular gap, as well as the size of the holes of the shear plug 12 are also optimal. When the working fluid pressure at the inlet of the shear plug 12 and the piston 16 moves, under the working fluid pressure, it is necessary to ensure uniform supply of the working fluid to the entire end part of the piston 16. When unevenly supplying the working fluid to the end part of the piston 16, an uneven load occurs on the end of the piston, which will lead to an uneven pressing of the piston 16 to the sealing rings 17 and, as a result, the seal of the packer may be broken. The specified size ratio increases the reliability of the packer.

Если соотношение площади отверстия срезной пробки к площади кольцевой щели меньше чем в 8 раз, подача рабочей жидкости к поршню 16 будет недостаточно равномерной.If the ratio of the area of the shear plug hole to the area of the annular gap is less than 8 times, the flow of working fluid to the piston 16 will not be uniformly enough.

Если соотношение больше чем в 14 раз, материалоемкость пакера неоправданно увеличится.If the ratio is more than 14 times, the material consumption of the packer will unreasonably increase.

Аналогично, если длина кольцевой щели меньше чем 1,4 расстояния кольцевой щели от оси симметрии пакера, подача рабочей жидкости к поршню 16 будет недостаточно равномерной.Similarly, if the length of the annular gap is less than 1.4 times the distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer, the supply of working fluid to the piston 16 will not be uniformly enough.

Если длина кольцевой щели больше 1,8 расстояния кольцевой щели от оси симметрии пакера, материалоемкость пакера неоправданно увеличится.If the length of the annular gap is greater than 1.8 the distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer, the material consumption of the packer will unreasonably increase.

Указанное на фиг.2, 4 прямоугольное поперечное сечение витка пружины 20 также увеличивает надежность работы пакера, поскольку при этом пружина 20 обеспечивает достаточную упругость при большой длине хода поршня 16.The rectangular cross section shown in FIGS. 2, 4 of the coil of the spring 20 also increases the reliability of the packer, since the spring 20 provides sufficient elasticity for a long stroke of the piston 16.

Таким образом, указанная конструкция пакера гидравлического проходного обеспечивает более высокую надежность его работы.Thus, the specified design of the packer hydraulic checkpoint provides higher reliability.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Свидетельство на полезную модель РФ №57797, 6 Е21В 33/00, опубликовано 27.10.2006 г.1. Certificate for a utility model of the Russian Federation No. 57797, 6 ЕВВ 33/00, published October 27, 2006

2. Патент на изобретение РФ №2182957, 6 Е21В 33/13, опубликован 27.05.2002 г.2. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2182957, 6 ЕВВ 33/13, published on May 27, 2002.

Claims (1)

Пакер гидравлический проходной, содержащий полый цилиндрический корпус, резиновый рукав для рабочей жидкости, полую срезную пробку, кольцевой поршень, подпружиненный пружиной, а также переключатель положений устройства, размещенный в кольцевой полости и выполненный в виде полого цилиндра со сквозным фигурным пазом в стенке цилиндра, а в пазе цилиндра находится палец, жестко соединенный с корпусом, причем переключатель в виде полого цилиндра установлен в кольцевой полости с возможностью вращательно-поступательного движения при переключении устройства из транспортного положения в рабочее положение, из рабочего положения в положение срабатывания пакера и из положения срабатывания пакера в фиксирующее положение пакера, отличающийся тем, что полая срезная пробка содержит шар, навинченный на ее срезаемую часть, кроме того, пакер гидравлический проходной содержит центратор, установленный на его металлической наружной поверхности, а торцевая часть поршня имеет фаски, одна из которых имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40° до 50°, а другая фаска имеет угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 70° до 80°, а сам поршень содержит два уплотнительных кольца, установленных как с внешней стороны поршня, так и с внутренней стороны поршня, на разном расстоянии от торцевой плоскости поршня, причем ближе к торцевой плоскости поршня установлено уплотнительное кольцо с той стороны поршня, которая содержит фаску, имеющую угол с торцевой плоскостью поршня, составляющий от 40° до 50°, при этом площадь отверстия срезной пробки в поперечном сечении срезной пробки меньше площади кольцевой щели, в поперечном сечении пакера, по которой рабочая жидкость поступает к поршню, в 8…14 раз, а длина кольцевой щели составляет 1,4…1,8 расстояния кольцевой щели от оси симметрии пакера, кроме того, пружина, взаимодействующая с поршнем, имеет прямоугольное поперечное сечение витка, причем большая сторона прямоугольного поперечного сечения витка параллельна или близка к параллельной оси симметрии пакера. A hydraulic passage packer comprising a hollow cylindrical body, a rubber sleeve for the working fluid, a hollow shear plug, an annular piston, spring-loaded, and a device position switch located in the annular cavity and made in the form of a hollow cylinder with a through figured groove in the cylinder wall, and in the groove of the cylinder there is a finger, rigidly connected to the body, and the switch in the form of a hollow cylinder is installed in the annular cavity with the possibility of rotational-translational motion when switching moving the device from the transport position to the working position, from the working position to the packer actuation position and from the packer actuation position to the packer fixing position, characterized in that the hollow shear plug contains a ball screwed onto its sheared part, in addition, the hydraulic passage packer contains a centralizer mounted on its metal outer surface, and the end part of the piston has chamfers, one of which has an angle with the end plane of the piston of 40 ° to 50 °, and the other chamfer has an angle l with an end plane of the piston, comprising from 70 ° to 80 °, and the piston itself contains two o-rings, installed both on the outer side of the piston and on the inside of the piston, at different distances from the end plane of the piston, and closer to the end plane of the piston a sealing ring is installed on the side of the piston that contains a chamfer having an angle with the end plane of the piston of 40 ° to 50 °, while the opening area of the shear plug in the cross section of the shear plug is less than the area of the annular gap in the transverse direction the cross section of the packer, through which the working fluid enters the piston, is 8 ... 14 times, and the length of the annular gap is 1.4 ... 1.8 the distance of the annular gap from the axis of symmetry of the packer, in addition, the spring interacting with the piston has a rectangular transverse a cross-section of a turn, the larger side of a rectangular cross-section of a turn being parallel or close to a parallel axis of symmetry of the packer.
RU2011106678/03A 2011-02-22 2011-02-22 Continuous hydraulic packer RU2457315C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106678/03A RU2457315C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Continuous hydraulic packer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106678/03A RU2457315C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Continuous hydraulic packer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457315C1 true RU2457315C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011106678/03A RU2457315C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Continuous hydraulic packer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457315C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578136C1 (en) * 2015-03-11 2016-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of sealing production casing
RU2741882C1 (en) * 2020-11-12 2021-01-29 Открытое акционерное общество «Тяжпрессмаш» Method for multi-stage cuff cementing of wells
RU215117U1 (en) * 2022-08-15 2022-11-29 Публичное акционерное общество "Тяжпрессмаш" Hydraulic packer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1213175A1 (en) * 1984-03-14 1986-02-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Hydraulic packer
RU2116431C1 (en) * 1996-06-17 1998-07-27 Владимир Иванович Ванифатьев Device for filling sealing member of packer with plugging fluid
RU2182957C1 (en) * 2001-10-04 2002-05-27 Терентьев Сергей Владимирович Device for isolation of formations in well
RU2235189C1 (en) * 2002-12-27 2004-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Подземгазпром" Detachable hydraulic packer for underground gas-oil storage tank
RU57797U1 (en) * 2006-06-06 2006-10-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" HYDRAULIC PACKER FOR CUP CEMENTING
CN201027528Y (en) * 2007-05-23 2008-02-27 魏军 Multifunctional releasing hydraulic packer
RU2396418C1 (en) * 2009-08-17 2010-08-10 Аванян Эдуард Александрович Packer sluice

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1213175A1 (en) * 1984-03-14 1986-02-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Hydraulic packer
RU2116431C1 (en) * 1996-06-17 1998-07-27 Владимир Иванович Ванифатьев Device for filling sealing member of packer with plugging fluid
RU2182957C1 (en) * 2001-10-04 2002-05-27 Терентьев Сергей Владимирович Device for isolation of formations in well
RU2235189C1 (en) * 2002-12-27 2004-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Подземгазпром" Detachable hydraulic packer for underground gas-oil storage tank
RU57797U1 (en) * 2006-06-06 2006-10-27 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" HYDRAULIC PACKER FOR CUP CEMENTING
CN201027528Y (en) * 2007-05-23 2008-02-27 魏军 Multifunctional releasing hydraulic packer
RU2396418C1 (en) * 2009-08-17 2010-08-10 Аванян Эдуард Александрович Packer sluice

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578136C1 (en) * 2015-03-11 2016-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of sealing production casing
RU2741882C1 (en) * 2020-11-12 2021-01-29 Открытое акционерное общество «Тяжпрессмаш» Method for multi-stage cuff cementing of wells
RU215117U1 (en) * 2022-08-15 2022-11-29 Публичное акционерное общество "Тяжпрессмаш" Hydraulic packer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10100611B2 (en) Deep set subsurface safety valve with a micro piston latching mechanism
EP3026210B1 (en) Lift valve with bellow hydraulic protection and chatter reduction
EP3063364B1 (en) Downhole tool method and device
CN109138900A (en) A kind of plugging device is located pipe nipple and cooperating equipment
US9328563B2 (en) Adjustable diameter underreamer and methods of use
US9328584B2 (en) Debris anti-compaction system for ball valves
US7699111B2 (en) Float collar and method
RU2457315C1 (en) Continuous hydraulic packer
US10167707B2 (en) Rod string rotation during well pumping operations
CN201934055U (en) Self-setting type tubing plug
RU123064U1 (en) Borehole device for the implementation of rock fracturing
US20150075791A1 (en) Mandrel-less Launch Toe Initiation Sleeve (TIS)
RU92083U1 (en) CASING REPAIR DEVICE
RU148471U1 (en) MECHANICAL PACKER OF BILATERAL ACTION WITH THE POSSIBILITY OF INSTALLATION AT SMALL DEPTH
CN203559863U (en) Hydraulic oil pipe bridge plug
RU2581289C1 (en) Rodless borehole pump
CN107002478B (en) A method of for extracting the safety valve of well and for closed-in well
RU2311526C2 (en) Shutoff valve
RU129985U1 (en) PACKER
CN110206509B (en) Water level differential pressure control valve
US10526878B2 (en) System, apparatus and method for artificial lift, and improved downhole actuator for same
RU2535542C2 (en) Hydraulic packer
RU205980U1 (en) Full bore hydraulic packer and anchor for casing
CN209195297U (en) Downhole choke and gas production string
RU2292445C1 (en) Device for cementing tail in well

Legal Events

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

Effective date: 20200223