RU2555846C1 - Hydraulic packer - Google Patents

Hydraulic packer Download PDF

Info

Publication number
RU2555846C1
RU2555846C1 RU2013154799/03A RU2013154799A RU2555846C1 RU 2555846 C1 RU2555846 C1 RU 2555846C1 RU 2013154799/03 A RU2013154799/03 A RU 2013154799/03A RU 2013154799 A RU2013154799 A RU 2013154799A RU 2555846 C1 RU2555846 C1 RU 2555846C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
hydraulic cylinder
packer
piston
submerged pump
Prior art date
Application number
RU2013154799/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013154799A (en
Inventor
Вячеслав Абельевич Терпунов
Арсен Вячеславович Терпунов
Original Assignee
Вячеслав Абельевич Терпунов
Арсен Вячеславович Терпунов
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 Вячеслав Абельевич Терпунов, Арсен Вячеславович Терпунов filed Critical Вячеслав Абельевич Терпунов
Priority to RU2013154799/03A priority Critical patent/RU2555846C1/en
Publication of RU2013154799A publication Critical patent/RU2013154799A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555846C1 publication Critical patent/RU2555846C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: intended for disconnection of the well casing string between the submerged pump and equipment for produced fluid separation from mechanical admixtures, and can be also used during development and operation of the oil and gas wells. The hydraulic packer contains stock with thread ends, installed on stock sealing assembly containing stop, movable sleeve and installed between them sealing element, and hydraulic drive containing a hydraulic cylinder and valves system. At that end part of the spring-loaded piston of the hydraulic cylinder is located in the internal boring of the movable sleeve. On the hydraulic cylinder lid a ball check valve and differential valve are installed, they are hydraulically connected with each other by the common chamber connected with output of the submerged pump. At that the differential valve is provided with radial channel, that during shutdown of the submerged pump connects the above piston cavity of the hydraulic cylinder with annulus.
EFFECT: improved design of the hydraulic packer, improved comfort o maintenance.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Предназначено для разобщения ствола обсадной колонны скважины между погружным насосом и оборудованием для сепарирования добываемой жидкости от механических примесей, а также может быть использовано в процессе освоения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the oil industry. It is designed to isolate the well casing between the submersible pump and equipment for separating the produced fluid from mechanical impurities, and can also be used in the process of development and operation of oil and gas wells.

Известен механический пакер по патенту RU №2139408 для герметичного перекрытия ствола скважины, содержащий шток с выполненной на нем системой фигурных пазов, узел герметизации с уплотнительными элементами, упирающимся в упор на штоке, и якорный узел с подпружиненными шлипсами, приводимыми в действие подвижным конусом, механический пакер приводят из транспортного положения в рабочее положение путем его подъема на 0,3-0,6 метра в обсадной трубе и последующего спуска. Недостатками известного устройства являются низкая надежность якоря, в частности фигурных пазов, вследствие износа от воздействия механических частиц породы.Known mechanical packer according to patent RU No. 2139408 for tight shutoff of a wellbore, comprising a rod with a system of shaped grooves made on it, a sealing unit with sealing elements abutting against the rod, and an anchor unit with spring-loaded slips actuated by a movable cone, mechanical the packer is brought from the transport position to the working position by lifting it by 0.3-0.6 meters in the casing and subsequent descent. The disadvantages of the known device are the low reliability of the anchor, in particular curly grooves, due to wear from exposure to mechanical particles of the rock.

Известен механический пакер для герметизации перекрытия ствола скважины по патенту RU №2092675, содержащий шток, узел герметизации с уплотнительным элементом, упором уплотнительного элемента и подвижным конусом, а также якорный узел с раздвижными шлипсами. При установке в рабочее положение якорный узел приводится в движение от гидропривода.Known mechanical packer for sealing the overlap of the wellbore according to patent RU No. 2092675, comprising a rod, a sealing unit with a sealing element, a stop of the sealing element and a movable cone, as well as an anchor unit with sliding slips. When installed in the working position, the anchor unit is set in motion from the hydraulic actuator.

Описанные типы пакеров имеют общий недостаток - необходимость применения якорных устройств. Использование пакеров с якорными устройствами для герметизации ствола скважины с оборудованием для борьбы с механическими примесями (сепараторы, фильтры) ограничено, т.к. требует обязательной трудоемкой и дорогостоящей подготовки ствола скважины с привлечением оборудования для капитального ремонта.The described types of packers have a common drawback - the need for anchor devices. The use of packers with anchor devices for sealing the wellbore with equipment for controlling mechanical impurities (separators, filters) is limited, because It requires mandatory labor-intensive and expensive preparation of the wellbore involving equipment for overhaul.

Прототипом предлагаемого изобретения можно считать пакер по патенту RU №43582, включающий закрепленные на колонне труб посредством внутренних труб самоуплотняющиеся манжеты с системой гидравлической распакеровки. Несмотря на отсутствие якорного устройства, пакер отличается конструктивной сложностью и для установки в рабочее положение требует проведения ряда технологических манипуляций, в том числе создания в стволе скважины давления промывочной жидкости с помощью специального наземного оборудования (передвижных насосных установок).The prototype of the present invention can be considered the packer according to patent RU No. 43582, including self-sealing cuffs with a hydraulic unpacking system fixed to the pipe string by means of internal pipes. Despite the absence of an anchor device, the packer is structurally complex and requires a number of technological manipulations for installation in the working position, including the creation of flushing fluid pressure in the wellbore using special ground equipment (mobile pumping units).

Таким образом, задача, на решение которой направлена заявленное изобретение, состоит в усовершенствовании конструкции гидравлического пакера, техническим результатом которого является снижение себестоимости установки пакера, повышение удобства обслуживания, в том числе за счет отсутствия якорного устройства, а также - исключения необходимости привлечения дополнительного наземного оборудования.Thus, the task to which the claimed invention is directed is to improve the design of the hydraulic packer, the technical result of which is to reduce the cost of installing the packer, increase the ease of maintenance, including due to the absence of an anchor device, and also eliminating the need to attract additional ground equipment .

Указанный технический результат достигается тем, что в гидравлическом пакере, имеющем шток с резьбовыми концами, установленный на штоке узел герметизации, включающий упор, подвижную обойму и расположенный между ними уплотнительный элемент, и гидропривод, состоящий из гидроцилиндра с подпружиненным подвижным поршнем, нижний конец которого располагается во внутренней расточке подвижной обоймы.The specified technical result is achieved in that in a hydraulic packer having a rod with threaded ends, a sealing unit mounted on the rod including a stop, a movable cage and a sealing element located between them, and a hydraulic actuator consisting of a hydraulic cylinder with a spring-loaded movable piston, the lower end of which is located in the inner bore of the movable clip.

Новизной изобретения является то, что на крышке гидроцилиндра установлены шаровой обратный клапан и дифференциальный клапан, гидравлически связанные между собой общей камерой, сообщающейся с выходом погружного насоса, при этом дифференциальный клапан снабжен радиальным каналом, который при остановке погружного насоса связывает надпоршневую полость гидроцилиндра с межтрубным пространством.The novelty of the invention is that on the cover of the hydraulic cylinder there is a ball check valve and a differential valve hydraulically interconnected by a common chamber communicating with the output of the submersible pump, while the differential valve is equipped with a radial channel that, when the submersible pump stops, connects the over-piston cavity of the hydraulic cylinder with the annulus .

Предусмотрен частный случай выполнения изобретения.A special case of the invention is provided.

Поршень гидроцилиндра по наружному диаметру герметизируется V-образными манжетами.The outer piston of the hydraulic cylinder is sealed with V-cuffs.

Выполнение поршня гидроцилиндра, который по наружному диаметру герметизируется V-образными манжетами, позволяет устранить возможное заклинивание в сопряжении «поршень-корпус гидроцилиндра» за счет увеличения поля допуска по наружному диаметру.The implementation of the piston of the hydraulic cylinder, which is sealed with V-cuffs on the outer diameter, eliminates the possibility of jamming in the piston-cylinder housing coupling due to an increase in the tolerance area for the outer diameter.

Наличие гидропривода обеспечивает повышенную эффективность работы гидравлического пакера, при этом давление в гидроприводе создается при работе погружного насоса, передаваемого трубкой высокого давления через специальную головку.The presence of a hydraulic actuator provides increased efficiency of the hydraulic packer, while the pressure in the hydraulic actuator is created during the operation of a submersible pump transmitted by a high pressure pipe through a special head.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается описанием гидравлического пакера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Описание сопровождается следующими графическими материалами:The possibility of carrying out the invention, characterized by the above set of features, is confirmed by the description of the hydraulic packer made in accordance with the present invention. The description is accompanied by the following graphic materials:

Фиг.1 - общий вид гидравлического пакера;Figure 1 - General view of the hydraulic packer;

Фиг.2 - пакерный узел гидравлического пакера в транспортном положении;Figure 2 - packer unit hydraulic packer in the transport position;

Фиг.3 - гидропривод пакера А;Figure 3 - hydraulic packer A;

Фиг.4 - гидравлический пакер в рабочем положении.Figure 4 - hydraulic packer in operating position.

Гидравлический пакер (Фиг.1) включает в себя пакерный узел 1 и гидропривод пакера А с узлом подвода давления 2.The hydraulic packer (Figure 1) includes a packer assembly 1 and a hydraulic packer A with a pressure supply unit 2.

Пакерный узел 1 (фиг.2) включает шток 3 с резьбовыми концами 4 и 5, на которых устанавливаются соответственно муфта 6 и переводник 7. На штоке 3 установлен узел герметизации, содержащий упор 8, подвижную обойму 9 и расположенный между ними уплотнительный элемент 10. Уплотнительный элемент 10 выполняется из упругого материала, например, резины.The packer assembly 1 (FIG. 2) includes a stem 3 with threaded ends 4 and 5, on which a coupling 6 and a sub 7 are mounted respectively. A sealing assembly comprising a stop 8, a movable clip 9 and a sealing element 10 located between them is installed on the rod 3. The sealing element 10 is made of an elastic material, such as rubber.

В гидропривод пакера А (фиг.3) входит гидроцилиндр 11, который устанавливается на штоке 3 и фиксируется от продольного перемещения с помощью распорной втулки 10 и стопорного кольца 13.The hydraulic drive of the packer A (Fig. 3) includes a hydraulic cylinder 11, which is mounted on the rod 3 and is fixed from longitudinal movement with the help of the spacer sleeve 10 and the locking ring 13.

Гидроцилиндр 11 включает корпус 14, крышку 15, основание 16 и подпружиненный поршень 17. На крышке 15 установлены шаровой обратный клапан 18 и дифференциальный клапан 19, гидравлически связанные между собой общей камерой 20, сообщающейся трубкой высокого давления 28 с выходом погружного насоса (см. фиг.1).The hydraulic cylinder 11 includes a housing 14, a cover 15, a base 16, and a spring-loaded piston 17. A ball check valve 18 and a differential valve 19 are mounted on the cover 15 and are hydraulically interconnected by a common chamber 20 communicating with the high pressure pipe 28 with the outlet of the submersible pump (see Fig. .one).

Шаровой обратный клапан 18 поджимается крышкой 21 и распорной втулкой 22 с отверстиями, выходящими в общую камеру 20. В крышке 21 на резьбе устанавливается штуцер 23 для подсоединения к трубке высокого давления 28.The ball check valve 18 is pressed by the cover 21 and the spacer sleeve 22 with holes extending into the common chamber 20. In the cover 21, a fitting 23 is mounted on the thread for connecting to the high pressure pipe 28.

Расстояние между торцами крышки 24 и дифференциального клапана 19 по величине должно быть больше длины хода последнего. При наличии давления в общей камере 20 дифференциальный клапан 19 перекрывает радиальный канал 25, связывающий находящуюся под давлением надпоршневую полость Б с межтрубным пространством скважины.The distance between the ends of the cover 24 and the differential valve 19 must be larger than the stroke length of the latter. If there is pressure in the common chamber 20, the differential valve 19 closes the radial channel 25, which connects the pressurized over-piston cavity B with the annulus of the well.

Узел подвода давления к гидроприводу (фиг.1) включает специальную головку 26, штуцер 27, заполненную маслом трубку высокого давления 28 с ниппелями 29.The node for supplying pressure to the hydraulic actuator (figure 1) includes a special head 26, fitting 27, an oil-filled high pressure pipe 28 with nipples 29.

Гидравлический пакер используется следующим образом.The hydraulic packer is used as follows.

В транспортном положении подпружиненный поршень 17 гидроцилиндра 11 находится в крайнем верхнем положении.In the transport position, the spring-loaded piston 17 of the hydraulic cylinder 11 is in its highest position.

Погружной насосный агрегат с пакером спускается на заданную отметку в скважине. При этом выход погружного насоса через специальную головку 26 трубкой высокого давления 28 связан с шаровым обратным клапаном 18 гидроцилиндра 11. Погружной агрегат запускается в работу, создавая необходимое рабочее давление, которое через трубку высокого давления 28 подается в общую камеру 20 (фиг.3), шаровой обратный клапан 18 открывается, пропуская рабочую жидкость в надпоршневую полость гидроцилиндра Б, под действием рабочего давления подпружиненный поршень 17 перемещается в нижнее положение, сжимая пружину и упираясь своим нижним концом в подвижную обойму 9, которая передает осевое усилие на уплотнительный элемент 10 (фиг.2), деформирует его, герметизируя межтрубное пространство.A submersible pump unit with a packer descends to a predetermined mark in the well. The output of the submersible pump through a special head 26 with a high pressure pipe 28 is connected to the ball check valve 18 of the hydraulic cylinder 11. The submersible unit is launched into operation, creating the necessary working pressure, which is supplied through the high pressure pipe 28 to the common chamber 20 (Fig. 3), the ball check valve 18 opens, passing the working fluid into the over-piston cavity of the hydraulic cylinder B, under the action of the working pressure, the spring-loaded piston 17 moves to the lower position, compressing the spring and resting against its lower end in odvizhnuyu holder 9, which transmits an axial force on the sealing member 10 (Figure 2), it deforms to seal the annular space.

В момент перевода пакера в рабочее положение дифференциальный клапан (фиг.3), также находящийся под действием давления погружного насоса, вследствие разности площадей дифференциального поршня располагается в крайнем нижнем положении и перекрывает радиальный канал 25, связывающий надпоршневую полость Б гидроцилиндра 11 с межтрубным пространством.At the time the packer is put into operating position, the differential valve (Fig. 3), also under the influence of the pressure of the submersible pump, is located in the lowermost position due to the difference in the area of the differential piston and blocks the radial channel 25 connecting the over-piston cavity B of the hydraulic cylinder 11 with the annular space.

Перевод пакера в транспортное положение производится остановкой погружного насоса (фиг.4). При этом давление в общей камере 20 сбрасывается и под действием рабочего давления в надпоршневой полости Б гидроцилиндра 11 шаровой обратный клапан 18 закрывается, а дифференциальный клапан 19 перемещается в крайнее верхнее положение, открывая радиальный канал 25, который связывает надпоршневую полость Б гидроцилиндра 11 с межтрубным пространством (фиг.3). Давление в надпоршневой полости Б гидроцилиндра 11 выравнивается с давлением в межтрубным пространстве, вследствие чего происходит перемещение подпружиненного поршня 17 в исходное положение. Уплотнительный элемент 8 принимает первоначальные размеры и пакер приводится в транспортное положение.The transfer of the packer into the transport position is done by stopping the submersible pump (Fig. 4). In this case, the pressure in the common chamber 20 is released and under the influence of the working pressure in the supra-piston cavity B of the hydraulic cylinder 11, the ball check valve 18 closes, and the differential valve 19 moves to its highest position, opening the radial channel 25, which connects the supra-piston cavity B of the hydraulic cylinder 11 with the annulus (figure 3). The pressure in the above-piston cavity B of the hydraulic cylinder 11 is aligned with the pressure in the annulus, as a result of which the spring-loaded piston 17 moves to its original position. The sealing element 8 takes its initial dimensions and the packer is brought into transport position.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Патент РФ на изобретение №2139408, (класс E21B 33/12), 1998.1. RF patent for the invention No. 2139408, (class E21B 33/12), 1998.

2. Патент РФ на изобретение №2092675 (класс E21B 33/128), 1995.2. RF patent for the invention No. 2092675 (class E21B 33/128), 1995.

3. Патент РФ на полезную модель №43582 (класс E21B 33/129), 2004.3. RF patent for utility model No. 43582 (class E21B 33/129), 2004.

Claims (2)

1. Гидравлический пакер, имеющий шток с резьбовыми концами, установленный на штоке узел герметизации, включающий упор, подвижную обойму и расположенный между ними уплотнительный элемент, и гидропривод, состоящий из гидроцилиндра с подпружиненным подвижным поршнем, нижний конец которого располагается во внутренней расточке подвижной обоймы, отличающийся тем, что на крышке гидроцилиндра установлены шаровой обратный клапан и дифференциальный клапан, гидравлически связанные между собой общей камерой, сообщающейся с выходом погружного насоса, при этом дифференциальный клапан снабжен радиальным каналом, который при остановке погружного насоса связывает надпоршневую полость гидроцилиндра с межтрубным пространством.1. A hydraulic packer having a rod with threaded ends, a sealing assembly mounted on the rod, including a stop, a movable holder and a sealing element located between them, and a hydraulic actuator consisting of a hydraulic cylinder with a spring-loaded movable piston, the lower end of which is located in the inner bore of the movable holder, characterized in that on the cover of the hydraulic cylinder there is a ball check valve and a differential valve hydraulically interconnected by a common chamber communicating with the output of the submersible wasp, wherein the differential valve is provided with a radial channel, which when stopping the submersible pump connects with the cylinder chamber above the piston annulus. 2. Пакер по п.1, отличающийся тем, что поршень гидроцилиндра по наружному диаметру герметизируется V-образными манжетами. 2. The packer according to claim 1, characterized in that the piston of the hydraulic cylinder on the outer diameter is sealed with V-cuffs.
RU2013154799/03A 2013-12-10 2013-12-10 Hydraulic packer RU2555846C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154799/03A RU2555846C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Hydraulic packer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154799/03A RU2555846C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Hydraulic packer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013154799A RU2013154799A (en) 2015-06-20
RU2555846C1 true RU2555846C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53433464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154799/03A RU2555846C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Hydraulic packer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555846C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107165149A (en) * 2017-06-12 2017-09-15 衡橡科技股份有限公司 A kind of installation method of packer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU175536A1 (en) * Московский институт радиоэлектроники , горной электромеханики METHOD OF RADIOCOMMUNICATION OF A BROKEN ROUTE OF BRANCHED UNDERGROUND MINING OPERATIONS
SU509710A1 (en) * 1974-03-04 1976-04-05 Всесоюзный Ордена Трудового Крас-Ного Знамени Научно-Исследователь-Ский Институт Hydraulic packer
RU2175710C2 (en) * 1999-05-25 2001-11-10 Емелин Николай Алексеевич Packer ( variants )
RU43582U1 (en) * 2004-09-27 2005-01-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "ОСКОН" PACKER
CN102900394A (en) * 2011-07-25 2013-01-30 中国石油天然气集团公司 Packer capable of washing well and examining seal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU175536A1 (en) * Московский институт радиоэлектроники , горной электромеханики METHOD OF RADIOCOMMUNICATION OF A BROKEN ROUTE OF BRANCHED UNDERGROUND MINING OPERATIONS
SU509710A1 (en) * 1974-03-04 1976-04-05 Всесоюзный Ордена Трудового Крас-Ного Знамени Научно-Исследователь-Ский Институт Hydraulic packer
RU2175710C2 (en) * 1999-05-25 2001-11-10 Емелин Николай Алексеевич Packer ( variants )
RU43582U1 (en) * 2004-09-27 2005-01-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "ОСКОН" PACKER
CN102900394A (en) * 2011-07-25 2013-01-30 中国石油天然气集团公司 Packer capable of washing well and examining seal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107165149A (en) * 2017-06-12 2017-09-15 衡橡科技股份有限公司 A kind of installation method of packer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013154799A (en) 2015-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9605521B2 (en) Gas lift valve with mixed bellows and floating constant volume fluid chamber
RU2443850C1 (en) Hydraulic packer
RU2439290C1 (en) Circulation valve (versions)
RU2555846C1 (en) Hydraulic packer
RU2560035C1 (en) Bypass valve
CN101975042B (en) Fully functional anti-spouting oil drain device
RU96910U1 (en) PACKER SUSPENSION
RU128896U1 (en) DEVICE FOR TRANSFER OF WELLS, INCLUDING WATERFILLED, TO OPERATION ON TWO LIFT COLUMNS
RU92460U1 (en) DEVICE FOR SEALING THE INTER-TUBE SPACE PAKER BIK-700
RU2386011C1 (en) Hydra-mechanical packer
RU116179U1 (en) MECHANICAL ANCHOR PACKER
RU70304U1 (en) DEVICE FOR INSTALLATION AND SEALING OF A COTTING HOLE IN A WELL
RU2566353C1 (en) Hydraulically-operated shutoff valve of cartridge type
RU129983U1 (en) MECHANICAL ANCHOR PACKER
RU189932U1 (en) Pump unit for well operation
RU120998U1 (en) PACKER WITH VALVE
CN208184692U (en) Deepwater drilling casing head and annular space sealing device tripping in tool
RU2513608C1 (en) Controlled bypass valve
CA3138855A1 (en) Operating a subsurface safety valve using a downhole pump
RU173024U1 (en) DRILLABLE PACKER PLUG
RU205980U1 (en) Full bore hydraulic packer and anchor for casing
RU2612398C1 (en) Horizontal wells packer
RU78515U1 (en) HYDROMECHANICAL PACKER
RU2209295C1 (en) Packer
RU129985U1 (en) PACKER

Legal Events

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

Effective date: 20191211