RU2489565C1

RU2489565C1 - Slot on packer shaft

Info

Publication number: RU2489565C1
Application number: RU2012105208/03A
Authority: RU
Inventors: Марат Мирсатович Нагуманов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер"
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: slot on a packer shaft includes shortened and extended slots connected with an inclined slot, and a part that closes slots, which is made in the form of longitudinal slots. Longitudinal left and right slots are displaced to different sides relative to the shortened slot and are connected in the lower part with the inclined slot. The left longitudinal slot is longer than the right one and is connected on top with the extended slot and with the lower part of the inclined slot. The shortened slot is made as L-shaped. Between the left longitudinal, inclined and right longitudinal slots there is a closed D-shaped ledge, besides, generatrices of the ledge are coupled with an arc.

EFFECT: higher operational reliability of a mechanism for placement and breakage of mechanical packets, sealing of annular space, improved transition of a packer from a transport position into an operating one and back.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и используется в устройствах, герметично разобщающих интервалы обсадной колонны (пакерах) в нефтяных, газовых, газоконденсатных и нагнетательных скважинах.The invention relates to equipment for the oil and gas industry and is used in devices hermetically separating casing intervals (packers) in oil, gas, gas condensate and injection wells.

Известен механический пакер радиально-осевого действия (патент RU 77338 U1, МПК E21B 33/12, приор. 28.04.2008, опубл. 20.10.2008). Фигурный паз данного пакера выполнен на наружной поверхности патрубка в виде соединенных между собой горизонтальной и вертикальной проточек. Для перевода пакера из транспортного положения в рабочее производят поворот колонны труб по часовой стрелке на длину, большую длины развертки горизонтальной проточки фигурного паза, и разгружают вес колонны труб на пакер.Known mechanical packer of radial-axial action (patent RU 77338 U1, IPC E21B 33/12, prior. April 28, 2008, published on October 20, 2008). The figured groove of this packer is made on the outer surface of the pipe in the form of horizontal and vertical grooves connected to each other. To transfer the packer from the transport position to the working one, turn the pipe string clockwise to a length greater than the length of the horizontal scan groove of the figured groove, and unload the weight of the pipe string to the packer.

Известен пакер (патент RU 25757 U1, МПК E21B 33/12, приор. 06.05.2002, опубл. 20.10.2002), содержащий ствол с фигурным пазом. Фигурный паз данного пакера выполнен криволинейным и имеет длинную и короткую части.Known packer (patent RU 25757 U1, IPC E21B 33/12, prior. 06.05.2002, publ. 20.10.2002) containing a barrel with a figured groove. The figured groove of this packer is curved and has a long and short part.

К недостатку известных технических решений (патенты №77338, №25757) относится выполнение фигурного паза, при котором для установки пакера в рабочее положение необходимо произвести подъем инструмента и затем повернуть инструмент по часовой стрелке. В глубоких, искривленных и наклонных скважинах перевод пакера из транспортного положения в рабочее будет затруднен, а распакеровка в случаях присыпки головы пакера, прихвата колонны труб практически не возможна. Также поступательно-вращательная установка пакера усложняет технологический процесс работы ремонтной бригады.The disadvantage of the known technical solutions (patents No. 77338, No. 25757) is the implementation of a figured groove, in which to install the packer in the working position it is necessary to lift the tool and then turn the tool clockwise. In deep, curved and deviated wells, the transfer of the packer from the transport position to the working one will be difficult, and unpacking in cases of powdering the head of the packer, grabbing the pipe string is practically impossible. Also, the translational-rotational installation of the packer complicates the workflow of the repair team.

Известен механический пакер, содержащий ствол с фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками (патент RU 2232869 U1, МПК E21B 33/12, приор. 16.09.2002, опубл. 20.07.2004). Недостатком данного паза является выполнение его на стволе по окружности непрерывно, что ослабляет тело ствола и может привести к поломке.Known mechanical packer containing a barrel with a curly groove on the outer surface with longitudinal short and long sections (patent RU 2232869 U1, IPC E21B 33/12, prior. September 16, 2002, publ. July 20, 2004). The disadvantage of this groove is that it runs continuously on the barrel in a circle, which weakens the body of the barrel and can lead to breakage.

Известен пакер (патент RU 2305749 C1, МПК E21B 33/12, приор. 08.12.2005, опубл. 10.09.2007), в котором паз на поверхности кольцевой выборки выполнен несквозным в виде двух коротких продольных пазов, и между ними одного длинного продольного паза, соединенных последовательно между собой фигурными пазами, один из которых соединяет низ первого из коротких продольных пазов с серединой длинного продольного паза, а другой - низ длинного продольного паза с другим коротким продольным пазом, расположенным в районе середины длинного продольного паза.A known packer (patent RU 2305749 C1, IPC E21B 33/12, prior. 08.12.2005, publ. 09/10/2007), in which the groove on the surface of the annular selection is made through not in the form of two short longitudinal grooves, and between them one long longitudinal groove connected in series with each other by figured grooves, one of which connects the bottom of the first of the short longitudinal grooves with the middle of the long longitudinal groove, and the other the bottom of the long longitudinal groove with another short longitudinal groove located in the region of the middle of the long longitudinal groove.

Недостатком данного фигурного паза является несовершенство формы, сложность изготовления такого паза, а также сложность процесса установки пакера в рабочее и транспортное положение.The disadvantage of this figured groove is the imperfect shape, the complexity of manufacturing such a groove, as well as the complexity of the process of installing the packer in the working and transport position.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является патент RU 2039205 C1, МПК E21B 33/12, приор. 10.11.1992, опубл. 09.07.1995. Паз на наружной поверхности ствола пакера включает укороченный и удлиненный пазы, связанные наклонным пазом, причем замыкающая пазы часть выполнена в виде смещенных в разные стороны относительно укороченного паза соответственно левого Е и правого Г продольных пазов, соединенных в нижней части наклонным пазом Д, при этом левый продольный паз длиннее правого и связан сверху с укороченным пазом и верхней частью наклонного паза, а правый продольный паз связан сверху с удлиненным пазом и с нижней частью наклонного паза. Изобретателем, являющимся автором прототипа и настоящего изобретения, выявлены недостатки использования в механических пакерах паза по патенту №2039205 и по результатам опытно-промышленных испытаний разработана форма паза, позволяющая облегчить процесс установки и герметизации пакера в скважине, а также его распакеровки и срыва.The closest in technical essence to the present invention is patent RU 2039205 C1, IPC E21B 33/12, prior. November 10, 1992, publ. 07/09/1995. The groove on the outer surface of the packer barrel includes a shortened and elongated grooves connected by an inclined groove, and the closing grooves part is made in the form of longitudinal grooves displaced in different directions relative to the shortened groove, respectively, of the left E and right G, connected at the bottom of the grooved groove D, while the left the longitudinal groove is longer than the right one and connected from above with a shortened groove and the upper part of the inclined groove, and the right longitudinal groove is connected from above with an elongated groove and with the lower part of the inclined groove. The inventor, who is the author of the prototype and the present invention, identified the disadvantages of using a groove in mechanical packers according to patent No. 2039205, and according to the results of pilot tests, a groove shape was developed that facilitates the installation and sealing of the packer in the well, as well as its unpacking and disruption.

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности механизма посадки и срыва механических пакеров, устанавливаемых манипуляциями осевых перемещений колонны труб в скважине, за счет создания конструкции паза на стволе пакера, гарантирующего его надежную посадку и герметизацию межтрубного пространства, а также улучшение перехода пакера из транспортного положения в рабочее, и наоборот.The objective of the present invention is to increase the operational reliability of the mechanism of landing and stalling of mechanical packers, established by manipulating the axial movements of the pipe string in the well, by creating a groove design on the packer barrel, ensuring its reliable fit and sealing the annulus, as well as improving the transition of the packer from the transport position to working, and vice versa.

Поставленная задача достигается выполнением паза, напоминающего букву «d» латинского алфавита. Паз имеет укороченный и удлиненный участки, связанные наклонным пазом, укороченный паз имеет «Λ»-образную форму, между пазами: левым продольным, наклонным и правым продольным имеется замкнутый «D»-образный выступ на поверхности ствола пакера. Пересекающиеся боковые образующие и выступа сопряжены дугой.The task is achieved by performing a groove resembling the letter "d" of the Latin alphabet. The groove has shortened and elongated sections connected by an inclined groove, the shortened groove has an “Λ” shape, between the grooves: the left longitudinal, inclined and right longitudinal there is a closed “D” -shaped protrusion on the surface of the packer barrel. The intersecting side generators and protrusions are conjugated by an arc.

Эти решения позволяют обеспечить повышение надежности работы пакера, легкую пакерку и срыв в различных по отклонению от вертикали скважинах: искривленных, наклонных, горизонтальных.These solutions make it possible to increase the reliability of the packer, easy packer and stall in wells with different deviations from the vertical: curved, inclined, horizontal.

Изобретение поясняется схемой. На фиг. изображен паз на стволе пакера (развертка).The invention is illustrated by the scheme. In FIG. The groove on the packer barrel (scan) is shown.

Выполненный на наружной поверхности ствола пакера «d»-образный паз (фиг.) включает укороченный А и удлиненный Б пазы. Укороченный паз А имеет «Λ»-образную форму и сопрягается слева с вертикальным пазом Е, а справа с удлиненным вертикальным пазом Б. Укороченный паз А и удлиненный паз Б связаны наклонным пазом В. Удлиненный паз Б соединен с замыкающими пазами Г, Д, Е. Левый продольный паз Е длиннее правого Г и связан с ним наклонным пазом Д. Пазы Г, Д, Е образуют замкнутый выступ И на поверхности ствола, напоминающий по форме букву «D» латинского алфавита. Пересекающиеся боковые образующие Ж и З выступа И сопряжены дугой R.The “d” -shaped groove made on the outer surface of the packer barrel (FIG.) Includes shortened A and elongated B grooves. The shortened groove A is “Λ” -shaped and mates on the left with the vertical groove E, and on the right with the elongated vertical groove B. The shortened groove A and the long groove B are connected by the inclined groove B. The elongated groove B is connected to the closing grooves G, D, E The left longitudinal groove E is longer than the right G and connected with it by an inclined groove D. The grooves G, D, E form a closed protrusion And on the surface of the trunk, resembling the shape of the letter “D” of the Latin alphabet. The intersecting lateral generators G and Z of the protrusion And are conjugated by an arc R.

Конфигурация паза настоящего изобретения позволяет фиксатору свободно переходить из транспортного положения в рабочее и наоборот.The groove configuration of the present invention allows the latch to move freely from the transport position to the working position and vice versa.

Механический пакер, на стволе которого выполнен паз, работает следующим образом. При спуске пакера фиксатор (на фиг. не показан) находится в транспортном положении I. При этом должно соблюдаться условие: интервал подъема колонны труб над ротором после свинчивания очередной трубы должен быть больше H (фиг.), где H - расстояние осевого перемещения фиксатора внутри фигурного паза ствола при спуско-подъеме труб. То есть при спуске пакера, после свинчивания очередной трубы колонны труб, ее приподнимают на величину, большую, чем Н, и только после этого производят спуск. В процессе спуска колонны труб фиксатор находится в положении I, а после приподъема колонны со свинченной трубой на интервал, больший, чем Н, переходит в положение II. Затем при спуске труб фиксатор возвращается в положение I и т.д. После спуска на заданную глубину подъемом колонны труб на расстояние, меньшее Н, переводят направляющий штифт в промежуточное положение III, после чего разгружают колонну труб для пакеровки, при этом направляющий штифт из промежуточного положения III переходит в транспортное положение IV.The mechanical packer, on the trunk of which a groove is made, works as follows. When the packer is lowered, the latch (not shown in Fig.) Is in transport position I. At the same time, the following condition must be met: the interval of lifting the pipe string above the rotor after making another pipe must be greater than H (Fig.), Where H is the distance of the axial movement of the latch inside figured groove of the barrel during the tripping of pipes. That is, during the descent of the packer, after making up the next pipe of the pipe string, it is raised by an amount greater than H, and only after that the descent is made. During the descent of the pipe string, the latch is in position I, and after lifting the column with a screwed pipe to an interval greater than H, it goes into position II. Then, when lowering the pipes, the clamp returns to position I, etc. After descent to a predetermined depth by lifting the pipe string to a distance less than H, the guide pin is moved to intermediate position III, after which the pipe string is unloaded for packing, while the guide pin from intermediate position III is transferred to transport position IV.

Таким образом, благодаря применению новой конфигурации паза на стволе пакера, увеличивается надежность работы пакера. Изобретение позволяет производить легкую, безотказную пакеровку и распакеровку в наклонных, горизонтальных, глубоких скважинах.Thus, due to the use of a new groove configuration on the packer barrel, the reliability of the packer increases. The invention allows for easy, trouble-free packing and unpacking in deviated, horizontal, deep wells.

Claims

The groove on the packer barrel, including a shortened and elongated grooves connected by an inclined groove, and a part closing the grooves made in the form of left and right longitudinal grooves displaced in different directions relative to the shortened groove, connected in the lower part by an inclined groove, the left longitudinal groove longer than the right and connected from above with an elongated groove and with the lower part of the inclined groove, characterized in that the shortened groove A is made L-shaped, between the grooves: the left longitudinal E, the inclined D and the right longitudinal G there is a closed the fifth D-shaped protrusion And on the surface of the packer barrel, and the intersecting side generators G and Z of the protrusion And are conjugated by an arc R.