RU2686875C1 - Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor - Google Patents
Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686875C1 RU2686875C1 RU2018137392A RU2018137392A RU2686875C1 RU 2686875 C1 RU2686875 C1 RU 2686875C1 RU 2018137392 A RU2018137392 A RU 2018137392A RU 2018137392 A RU2018137392 A RU 2018137392A RU 2686875 C1 RU2686875 C1 RU 2686875C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- point
- packer
- groove
- starts
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005057 finger movement Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/06—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к пакерам, предназначенным для герметичного разобщения межколонного пространства при ремонте или эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the field of oil and gas industry, namely to packers designed for tight separation of the annular space during the repair or operation of oil and gas wells.
Заявляемая форма паза, выполненного на наружной поверхности ствола пакера, обеспечивает переключение механического якоря пакера с осевой установкой из положения спуска (подъёма) в положение установки пакера и обратно.The claimed form of a groove made on the outer surface of the packer shaft ensures that the mechanical anchor of the packer is switched with axial installation from the descent (lifting) position to the installation position of the packer and back.
Известен фигурный паз ствола пакера (патент на полезную модель в РФ № 129984, опубл. 10.07.2013г.), который включает осевой короткий и осевой длинный участки, соответствующие транспортному и рабочему положениям, соединенные между собой замкнутым фигурным участком для перевода пакера из транспортного в рабочее положение и обратно, с фигурным пазом взаимодействует штифт, закрепленный на подвижной втулке, на боковой поверхности которой в пазах установлены подпружиненные фрикционные плашки, а с торца выдвигаемые кулачки с возвратной пружиной прижимающей кулачки к стволу, кулачки выполнены с рифленой наружной поверхностью и внутренней конической поверхностью направленной в сторону конуса, между конусом и упором установлены манжеты, а осевой короткий и осевой длинный участки фигурного паза расположены вдоль одной оси, а участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно расположены с двух сторон от осевого короткого и осевого длинного участков фигурного паза, причем участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно заканчиваются переходными участками при прохождении которых штифт меняет направление движения.The figured groove of the packer barrel is known (patent for a useful model in the Russian Federation No. 129984, published on July 10, 2013), which includes the axial short and axial long sections corresponding to the transport and working positions, interconnected by a closed figured section for translating the packer from working position and back, a pin fixed on a movable sleeve interacts with a figured groove, on the side surface of which spring-loaded friction plates are installed in the grooves, and from the front there are extendable cams with a return spring cuffs to the trunk, the cams are made with a grooved outer surface and an inner conical surface directed toward the cone, cuffs are installed between the cone and the stop, and the axial short and axial long sections of the shaped groove are located along the same axis, and the groove sections for transferring the packer from the transport position into the working and back are located on both sides of the axial short and axial long sections of the shaped groove, with the sections of the groove for transferring the packer from the transport position to the working position and back again ivayutsya transition portions during the passage of which the pin changes direction.
Недостатками данного паза являются:The disadvantages of this groove are:
- вместо заявленного уменьшения протяженности паза его конструкция приводит к удлинению ствола за счет участка пустого хода якоря (фиг.1), так как точка положения пальца при спуске (вверху внутреннего прямого участка) и точка выхода пальца из верхнего наклонного участка в верхний прямой находятся на одной оси на определенном расстоянии; это расстояние (как минимум) необходимо будет пройти якорю, чтобы кулачки достигли конуса, так как сжатие манжет пакера должно начинаться не раньше, чем палец выйдет в прямой верхний участок, иначе палец не сможет вернуться в длинный наклонный паз и далее по контуру; соответственно, пакер нельзя будет переставить, при необходимости, ниже, его можно будет только поднимать, при попытке спуска он будет снова устанавливаться;- instead of the stated reduction in the length of the groove, its design leads to an elongation of the barrel due to the empty armature section (Fig. 1), since the finger position point during descent (at the top of the inner straight section) and the exit point of the finger from the upper inclined section to the upper straight line are one axis at a certain distance; this distance (at a minimum) will need to be anchored in order for the cams to reach the cone, since the compression of the packer's cuffs must begin no sooner than the finger goes into the straight upper section, otherwise the finger will not be able to return to the long inclined groove and further along the contour; accordingly, the packer cannot be rearranged, if necessary, lower, it can only be lifted, it will be installed again when trying to descend;
- нет возможности использования паза для фиксации механического якоря от вращения вокруг ствола пакера.- there is no possibility of using the groove for fixing the mechanical armature against rotation around the barrel of the packer.
Известен также паз на стволе пакера (патент на изобретение в РФ № 2489565, опубл. 10.08.2013г.), который включает укороченный и удлиненный пазы, связанные наклонным пазом, а также замыкающую пазы часть, которая выполнена в виде продольных пазов. Продольные левый и правый пазы смещены в разные стороны относительно укороченного паза и соединены в нижней части наклонным пазом. Левый продольный паз длиннее правого и связан сверху с удлиненным пазом и с нижней частью наклонного паза. Укороченный паз выполнен Л-образным. Между левым продольным, наклонным и правым продольным пазами имеется замкнутый D-образный выступ, причем образующие выступа сопряжены дугой.Also known is the groove on the packer trunk (patent for invention in the Russian Federation No. 2489565, publ. 10.08.2013), which includes a shortened and elongated grooves connected by an inclined groove, as well as the locking grooves of the part, which is made in the form of longitudinal grooves. The longitudinal left and right grooves are offset in different directions relative to the shortened groove and are connected in the lower part by an inclined groove. The left longitudinal groove is longer than the right and is connected at the top with an elongated groove and with the lower part of the inclined groove. The shortened groove is made L-shaped. Between the left longitudinal, oblique and right longitudinal grooves there is a closed D-shaped protrusion, and forming the protrusion are conjugated by an arc.
Недостатками данного паза являются (фиг.2):The disadvantages of this groove are (figure 2):
- при спуске на трубном элеваторе колонны труб с пакером для наращивания труб необходимо постоянно излишне высоко или крайне низко приподнимать колонну во избежание преждевременного переключения якоря на установку пакера;- during the descent on the pipe elevator of the column of pipe with a packer, it is necessary to constantly raise the column too unnecessarily high or extremely low in order to build up the pipe to build up the pipe to build up the pipe;
- при достижении глубины установки пакера для переключения якоря на установку необходимо очень точно определить величину подъёма колонны между минимально необходимой и максимально допустимой, при этом учесть величину вытяжки колонны труб длиной несколько километров, иначе якорь останется или снова перейдёт в положение спуска.- when reaching the installation depth of the packer, in order to switch the armature to the installation, it is necessary to determine very precisely the amount of lifting of the column between the minimum and maximum allowable, taking into account the amount of stretching of the pipe string several kilometers long, otherwise the anchor will remain or go back to the descent position.
Известен также (патент на изобретение в РФ № 2540729, опубл. 10.02.2015 г.) замкнутый лабиринтный паз, выполненный на стволе, и плавающий палец, установленный в обойме якоря, с возможностью прямолинейных и круговых перемещений в пределах лабиринтного паза. Лабиринтный паз включает длинный и короткий продольные каналы и соединяющие их поперечные каналы, и выступ с контуром параллелограмма, длинные стороны которого образуют длинный и короткий продольные каналы. Поперечные каналы выполнены с наклоном к оси ствола с возможностью перехода плавающего пальца из одного продольного канала в другой под воздействием реактивной силы от боковых сторон наклонных каналов, вызываемой действием силы инерции ствола на плавающий палец. Поперечный наклонный канал перемещения плавающего пальца из короткого продольного канала в длинный выполнен с заходом плавающего пальца в карман опорной позиции, расположенный на средней линии выступа. Поперечный наклонный канал перемещения плавающего пальца из длинного продольного канала в короткий продольный канал образован срезом острого угла параллелограмма параллельно боковой стороне лабиринтного паза. На стволе параллельно продольным каналам дополнительно выполнен глухой продольный паз длиной, большей продольной длины габарита лабиринтного паза, в котором расположен стопорный палец, исключающий поворот ствола относительно обоймы якорного узла и упор плавающего пальца в нижний предел контура лабиринтного паза.Also known (patent for invention in the Russian Federation No. 2540729, publ. 10.02.2015) a closed labyrinth groove made on the trunk, and a floating finger mounted in the armature cage, with the possibility of rectilinear and circular movements within the labyrinth groove. The labyrinth groove includes long and short longitudinal channels and connecting transverse channels connecting them, and a protrusion with a parallelogram contour, the long sides of which form long and short longitudinal channels. The transverse channels are inclined to the axis of the trunk with the possibility of a floating finger moving from one longitudinal channel to another under the influence of reactive force from the sides of the inclined channels caused by the action of the inertia force of the trunk on the floating finger. The transverse inclined channel for moving the floating finger from the short longitudinal channel to the long one is made with the floating finger entering the support pocket, located on the center line of the protrusion. The transverse inclined channel for moving the floating finger from the long longitudinal channel to the short longitudinal channel is formed by cutting the acute angle of the parallelogram parallel to the lateral side of the labyrinth groove. On the trunk parallel to the longitudinal channels additionally made deaf longitudinal groove length greater than the longitudinal dimension of the labyrinth groove, in which the locking pin is located, precluding rotation of the barrel relative to the yoke anchor node and the emphasis of the floating finger in the lower limit of the labyrinth slot contour.
Недостатками данного устройства являются (фиг.3): The disadvantages of this device are (figure 3):
- при спуске на трубном элеваторе колонны труб с пакером для наращивания труб необходимо постоянно излишне высоко или крайне низко приподнимать колонну во избежание преждевременного переключения якоря на установку пакера;- during the descent on the pipe elevator of the column of pipe with a packer, it is necessary to constantly raise the column too unnecessarily high or extremely low in order to build up the pipe to build up the pipe to build up the pipe;
- при достижении глубины установки пакера для переключения якоря на установку необходимо очень точно определить величину подъёма колонны между минимально необходимой и максимально допустимой, при этом учесть величину вытяжки колонны труб длиной несколько километров, иначе якорь останется или снова перейдёт в положение спуска;- when reaching the installation depth of the packer, in order to switch the armature to the installation, it is necessary to determine very precisely the amount of lifting of the column between the minimum and maximum allowable, taking into account the amount of stretching of the pipe string several kilometers long, otherwise the anchor will remain or go back to the descent position;
- для предотвращения вращения механического якоря вокруг ствола пакера вместо использования основного (лабиринтного) применяется дополнительный паз. - to prevent rotation of the mechanical armature around the packer stem, instead of using the main (labyrinth), an additional groove is used.
Перечисленные недостатки не позволяют эффективно использовать данную конструкцию.These shortcomings do not allow effective use of this design.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение простоты спуска, установки и подъёма пакера, с гарантированным переключением механического якоря в требуемое положение одной простой манипуляцией и сохранение этого положения без произвольных переключений во время спуска, установки и подъёма пакера, то есть бесперебойность спуска и гарантия установки пакера определяются всего двумя условиями: при спуске не превышать подъём колонны труб, необходимый для смены трубного элеватора, а при установке выполнить подъём колонны труб, достаточный для переключения якоря.The technical result of the claimed invention is to provide easy descent, installation and lifting of the packer, with guaranteed switching of the mechanical armature to the desired position with one simple manipulation and maintaining this position without random switching during descent, installation and lifting of the packer, i.e. uninterrupted descent and guarantee of the packer installation are determined There are only two conditions: during the descent, do not exceed the lifting of the pipe string, which is necessary for changing the pipe elevator; onny pipe sufficient to shift the armature.
Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что на наружной поверхности ствола пакера выполняется паз, предназначенный для переключения механического якоря пакера с осевой установкой из положения спуска или подъёма в положение установки пакера и обратно, образованный прямым каналом, идущим из начальной точки сверху вниз, в нижней точке которого начинается винтовой канал с левым ходом, идущий вниз, в нижней точке которого начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке которого начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вверх, из верхней точки которого выходят два прямых канала, первый из них идёт вверх, второй идет вниз, верхняя точка идущего вверх находится выше любой точки паза, а в нижней точке идущего вниз начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вниз и заканчивающийся нижней точкой, которая находится ниже любой точки паза и в которой начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке которого начинается винтовой канал с левым ходом, идущий вверх, в верхней точке которого начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке которого начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вверх, заканчивающийся в начальной точке и замыкающий паз, причём каналы не пересекаются и не накладываются друг на друга.The claimed technical result is achieved due to the fact that on the outer surface of the packer barrel there is a groove intended for switching the mechanical anchor of the packer with axial installation from the descent or ascent to the installation position of the packer and back formed by a straight channel running from the starting point from top to bottom the point of which begins a screw channel with a left stroke, going downwards, at the lowest point of which a straight channel begins, going upwards, at the top point of which a screw channel begins with a right channel move upwards, from the upper point of which two direct channels go, the first one goes upwards, the second goes downwards, the upper point of the upward is above any point of the groove, and at the lower point of the downward spiral screw channel starts with the right stroke going downwards ending with a lower point, which is below any point of the groove and in which a straight channel starts, going upwards, at the upper point of which begins a screw channel with a left turn, going upwards, at the upper point which begins a straight channel, going upwards, at the upper point Secondly, the screw channel with the right stroke starts, going up, ending at the starting point and closing the groove, and the channels do not intersect and overlap each other.
Возможно исполнение с более сложной конфигурацией замкнутого паза, при котором в месте соединения прямого канала и предшествующего ему по направлению движения обхода пальца винтового канала удалением разделяющего их выступа выполняются направляющие карманы, стенка кармана, образуемая при срезе выступа, совпадает со стенкой следующего по направлению движения обхода пальца винтового канала или располагается под острым углом к прямому каналу.It is possible to perform with a more complex configuration of a closed groove, in which at the junction of the direct channel and the screw channel preceding it in the direction of movement of the finger bypass, guide pockets are performed by removing the separating protrusion, the pocket wall formed when cutting the protrusion coincides with the wall of the next bypass direction finger screw channel or located at an acute angle to the straight channel.
Возможно исполнение паза, которое выполняется зеркально относительно оси ствола.Perhaps the performance of the groove, which is a mirror relative to the axis of the trunk.
Возможно исполнение паза, которое выполняется зеркально относительно линии, перпендикулярной оси ствола.It is possible to perform a groove that is made mirror-wise with respect to a line perpendicular to the axis of the trunk.
Возможно исполнение паза, которое выполняется зеркально относительно оси ствола и относительно линии, перпендикулярной оси ствола.You can perform the groove, which is a mirror image relative to the axis of the trunk and relative to the line perpendicular to the axis of the trunk.
Возможно исполнение паза, при котором винтовые каналы имеют разные шаги.Perhaps the performance of the groove, in which the screw channels have different steps.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «пакер» обозначает устройство, предназначенное для перекрытия, разобщения и герметизации полостей скважин, имеющее уплотняющие манжеты и спускаемое в скважину в составе бурильной колонны или колонны насосно-компрессорных труб.Used in the description of the claimed invention, the term "packer" refers to a device designed to overlap, disconnect and seal the cavities of wells, having a sealing cuff and lowered into the well as part of the drill string or tubing string.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «осевой пакер, осевая установка» обозначает, что установка или снятие пакера производится передвижением колонны труб вдоль оси, вверх – вниз, без вращения.Used in the description of the claimed invention, the term "axial packer, axial installation" means that the installation or removal of the packer is made by moving the pipe string along the axis, up and down, without rotation.
Используемые в описании заявляемого изобретения термины «спуск, подъём, перемещение, установка», применяемые в отношении пакера и его узлов, относятся к пакеру, спущенному в скважину в составе бурильной колонны или колонны насосно-компрессорных труб.Used in the description of the claimed invention, the terms "lowering, lifting, moving, installing" used in relation to the packer and its components, refer to the packer, lowered into the well in the drill string or tubing string.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «якорь, механический якорь» обозначает узел пакера, предназначенный для установки пакера в скважине. В состав механического якоря кроме прочих деталей входит один или несколько пальцев, закрепленных в якоре неподвижно или установленных в кольце, свободно вращающемся внутри якоря вокруг его оси. Пальцы входят в пазы ствола пакера.Used in the description of the claimed invention, the term "anchor, mechanical anchor" means a packer unit, designed to install the packer in the well. The composition of the mechanical anchor, among other things, includes one or several fingers fixed in the anchor motionless or installed in a ring freely rotating inside the anchor around its axis. The fingers enter the grooves of the packer.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «паз» обозначает углубление, выполненное на поверхности ствола и не выходящее во внутренний проходной канал ствола пакера, образованное одним каналом или системой нескольких прямых или винтовых каналов, соединенных последовательно, т.е. окончание одного является началом другого, или иным образом. Used in the description of the claimed invention, the term "groove" refers to a recess made on the surface of the barrel and not extending into the internal bore of the packer shaft formed by a single channel or a system of several straight or screw channels connected in series, i.e. the end of one is the beginning of the other, or otherwise.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «канал» обозначает углубление с вертикальными стенками и дном, выполненное на поверхности ствола пакера. Канал имеет ось, которая является траекторией движения точки, расположенной на оси вращения осевого режущего инструмента (например, концевой фрезы) при изготовлении паза. Канал может быть прямым, когда его ось параллельна оси ствола, или винтовым, когда его ось является винтовой линией с определенным шагом правого или левого хода. Стенки канала отстоят на одинаковом расстоянии от его оси кроме тех мест, где стенка отсутствует из-за соединения с другим каналом, стенка начала или конца канала радиусная. Дно прямых каналов плоское, дно винтовых каналов более сложной формы, сопряжение дна прямых и винтовых каналов является плавным, без ступеней.Used in the description of the claimed invention, the term "channel" means a groove with vertical walls and a bottom, made on the surface of the barrel of the packer. The channel has an axis, which is the trajectory of a point located on the axis of rotation of an axial cutting tool (for example, an end mill) when making a groove. A channel can be straight when its axis is parallel to the axis of the trunk, or screw, when its axis is a helix with a certain step of the right or left turn. The walls of the channel are at the same distance from its axis except for those places where the wall is absent due to the connection with another channel, the wall of the beginning or end of the channel is radial. The bottom of the straight channels is flat, the bottom of the screw channels of a more complex shape, the conjugation of the bottom of the straight and screw channels is smooth, without steps.
Используемый в описании заявляемого изобретения термин «направляющий карман» образуется в месте слияния прямого и предшествующего ему (по направлению движения пальца) винтового каналов при удалении разделяющего их выступа. Стенка кармана, образуемая при срезе выступа, может совпадать со стенкой следующего (по направлению движения пальца) винтового канала или располагаться под острым углом к прямому каналу.Used in the description of the claimed invention, the term "guide pocket" is formed at the confluence of the direct and preceding it (in the direction of movement of the finger) screw channels when removing the separating protrusion. The pocket wall formed when cutting the protrusion may coincide with the wall of the next (in the direction of finger movement) screw channel or be located at an acute angle to the straight channel.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими фигурами.The invention is illustrated by the following figures.
На фиг. 1 изображена существующая конструкция паза ствола пакера (патент на полезную модель № 129984).FIG. 1 shows the existing construction of the groove of the packer barrel (patent for useful model No. 129984).
На фиг. 2 изображена существующая конструкция паза ствола пакера (патент на изобретение № 2489565).FIG. 2 shows the existing design of the groove of the packer barrel (patent for invention No. 2489565).
На фиг. 3 изображена существующая конструкция паза ствола пакера (патент на изобретение № 2540729).FIG. 3 shows the existing design of the groove of the packer barrel (patent for invention No. 2540729).
На фиг. 4 изображен пакер в положении спуска в скважину на колонне труб.FIG. 4 shows the packer in the position of the descent into the well on the string of pipes.
На фиг. 5 изображены разрезы Т – Т и Ф – Ф, обозначенные на фигуре 4.FIG. 5 shows the cuts T - T and F - F, indicated in figure 4.
На фиг. 6 изображена развертка участка ствола пакера с пазом предлагаемой геометрической формы.FIG. 6 shows a development of a section of a packer barrel with a groove of the proposed geometric shape.
На фиг. 7 изображена развертка участка ствола пакера с пазом геометрической формы возможного исполнения.FIG. 7 shows a development of a section of a packer barrel with a groove of a geometric shape of a possible execution.
Позициями на фиг. 4 – 5 обозначены:The positions in FIG. 4 - 5 marked:
1 – ствол;1 - trunk;
2 – подвижное кольцо;2 - movable ring;
3 – палец;3 - finger;
4 – паз;4 - groove;
5 – корпус;5 - case;
6 – направляющий палец;6 - guide finger;
7 – шлипс;7 - slips;
8 – пружина;8 - spring;
9 – конус;9 - cone;
10 – стенка скважины.10 - well wall.
Основными узлами осевого механического пакера являются уплотнительный узел и механический якорь, расположенные на стволе 1 (фиг.4). Подвижное кольцо 2 с плотно установленным в нем пальцем 3 свободно вращается на стволе 1 внутри якоря. Палец 3 входит в паз 4 ствола 1, образованный системой каналов, соединенных друг с другом для движения пальца 3 по замкнутому контуру. Закрепленный неподвижно в корпусе 5 якоря направляющий палец 6 входит в канал Д – Е паза 4, не позволяя якорю вращаться относительно оси пакера, причём направляющий палец 6 никогда не выходит за пределы канала Д – Е. В корпусе 5 расположены шлипсы 7, имеющие гладкую и зазубренную поверхности и поджатые пружинами 8.The main nodes of the axial mechanical packer are the sealing unit and the mechanical anchor located on the barrel 1 (figure 4). The
Паз 4 образован прямым каналом, идущим из начальной точки А сверху вниз, в нижней точке Б которого начинается винтовой канал с левым ходом, идущий вниз, в нижней точке В которого начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке Г которого начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вверх, из верхней точки Д которого выходят два прямых канала, первый из них идёт вверх, второй идет вниз, верхняя точка Е идущего вверх находится выше любой точки паза, а в нижней точке Ж идущего вниз начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вниз и заканчивающийся нижней точкой И, которая находится ниже любой точки паза и в которой начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке К которого начинается винтовой канал с левым ходом, идущий вверх, в верхней точке Л которого начинается прямой канал, идущий вверх, в верхней точке М которого начинается винтовой канал с правым ходом, идущий вверх, заканчивающийся в начальной точке А и замыкающий паз, причём каналы не пересекаются и не накладываются друг на друга.The
Возможно исполнение более сложной конфигурации замкнутого паза, при котором в месте соединения прямого канала и предшествующего ему по направлению движения обхода пальца винтового канала удалением разделяющего их выступа выполняются направляющие карманы, стенка кармана, образуемая при срезе выступа, совпадает со стенкой следующего по направлению движения обхода пальца винтового канала или располагается под острым углом к прямому каналу.It is possible to perform a more complex configuration of a closed groove, in which the guide pockets are made at the junction of the direct channel and the screw channel that precedes it in the direction of movement of the finger bypass, the pocket wall formed when cutting the ledge coincides with the wall of the next finger in the direction of movement screw channel or located at an acute angle to the straight channel.
Возможно исполнение паза, которое выполняется зеркально относительно оси ствола и/или относительно линии, перпендикулярной оси ствола.You can perform the groove, which is a mirror image relative to the axis of the barrel and / or about a line perpendicular to the axis of the barrel.
Возможно исполнение паза, при котором винтовые каналы имеют разные шаги.Perhaps the performance of the groove, in which the screw channels have different steps.
Паз работает следующим образом (фиг.4, 5, 6). Непосредственно перед спуском в скважину, когда пакер находится в вертикальном положении, якорь под собственным весом смещается вниз, при этом палец 3 будет находится или в точке И, или в точке В паза 4. В случае нахождения пальца 3 в точке В якорь сдвигают вверх по стволу 1 до упора шлипсов 7 в конус 9, затем позволяют якорю сместиться вниз. При этом происходит перемещение пальца 3 из точки В через точки Г, Д и по направлению к Е, затем возвращение в точку Д и дальнейшее движение через точку Ж в точку И. При нахождении пальца в точке И пакер готов к спуску в скважину.The groove works as follows (figure 4, 5, 6). Immediately before descending into the well, when the packer is in a vertical position, the anchor under its own weight moves downwards, while
В начале спуска при заходе в скважину гладкие поверхности шлипсов 7 упираются в стенку скважины 10, при этом якорь силой трения удерживается на месте. При движении ствола 1 точки К, Л, М минуют палец 3. Когда точка А достигает положения пальца 3, стенка паза 4 упирается в палец 3 и через него ствол 1 передает усилие, преодолевающее силу трения шлипсов 7 о стенку скважины 10. Якорь начинает двигаться вниз вместе с пакером. При этом конус 9 не может дойти до шлипсов 7 и расклинить их, вызвав преждевременную установку пакера.At the beginning of the descent, when entering the well, the smooth surfaces of the
Если при добавлении труб к спускаемой с пакером колонне её необходимо приподнимать, например, для смены трубного элеватора, колонну приподнимают на расстояние, меньшее величины канала А – Б (фиг.6). При этом при движении ствола 1 вверх палец 3 остается в канале А – Б и при движении ствола вниз, т.е. возобновлении спуска колонны, точка А снова достигает положения пальца 3, якорь двигается вниз вместе с пакером.If, when adding a pipe to a descent column with a packer, it is necessary to lift it, for example, to change the pipe elevator, the column is raised to a distance less than the size of channel A - B (Fig. 6). In this case, when the
При достижении места установки колонну труб спускают на некоторое расстояние ниже него. Величина этого расстояния складывается из длины отрезков А – Б, Б – В и величины искривления трубы от места установки пакера до поверхности (фиг.6), для гарантированной установки пакера величину этого расстояния необходимо взять с запасом. Затем подъёмом колонны возвращают пакер на место установки, при этом якорь в начале подъёма остается стоять на месте, через палец 3 проходят точки Б и В, затем стенка паза 4 в точке В упирается в палец 3, перемещая якорь вместе со стволом 1 пакера до прекращения подъёма. Затем спуск колонны труб возобновляют, якорь стоит на месте, через палец 3 проходят точки Г, Д, палец 3 теперь находится в канале Д – Е. При продолжении спуска ствол 1 уже не проталкивает якорь, так как длины канала Д – Е достаточно, чтобы палец 3 не достиг точки Е и не упёрся в стенку канала. Те6перь конус 9, двигаясь вместе со стволом 1, заходит под шлипсы 7. Шлипсы 7 врезаются зубчатыми поверхностями в стенки скважины 10. При дальнейшем спуске колонны эластичные манжеты, находящиеся в уплотнительном узле пакера, упираясь в неподвижный теперь конус 9, деформируются и герметизируют полости скважины над и под пакером.Upon reaching the installation site, the column of pipes is lowered some distance below it. The value of this distance is made up of the length of segments A - B, B - C and the magnitude of the curvature of the pipe from the installation site of the packer to the surface (Fig.6). To ensure the installation of the packer, the value of this distance must be taken with a margin. Then, by lifting the column, the packer is returned to the installation site, while the anchor remains in place at the beginning of the ascent, points B and C pass through
Для снятия пакера колонну труб поднимают, при этом ствол 1 выводит конус 9 из-под шлипсов 7. Якорь удерживается на месте за счет трения гладких поверхностей шлипсов 7 о стенки скважины 10. При движении ствола 1 вверх через палец 3 проходят точки Д и Ж. Когда пальца 3 достигает точка И, стенка канала упирается в палец 3 и толкает якорь вверх вместе с пакером. Пакер поднимают на поверхность.To remove the packer, the tubing string is raised, while the
Парафинистые отложения, проппант, шлам и т.д. в скважине могут затруднять поворот подвижного кольца 2, при этом при переключении якоря вместо перехода пальца 3 в другой канал паза 4 может повернуться на стволе 1 сам якорь, препятствуя спуску или установке пакера. Для предотвращения этого направляющий палец 6, жёстко закреплённый в корпусе 5 якоря, входит в прямой канал Д – Е паза 4, не позволяя якорю вращаться вокруг ствола 1, а только передвигаться вдоль него, причём конструктивно якорь выполнен так, чтобы направляющий палец 6 никогда не вышел за пределы канала Д – Е, например, в канал Д – Г, и не заклинил якорь. Палец 3 всегда находится ниже направляющего пальца 6. Длина канала Д – Е позволяет стволу 1 смещаться относительно направляющего пальца 6 для захода конуса 9 под шлипсы 7 и сжатия эластичных манжет при установке пакера.Paraffin deposits, proppant, sludge, etc. in the well may make it difficult to rotate the
Таким образом, технический результат достигается при добавлении в паз каналов В – Г и Г – Д, что приводит к следующему.Thus, the technical result is achieved by adding channels C - C and C - D to the groove, which leads to the following.
Во-первых, для наращивания труб при спуске колонны для смены трубного элеватора достаточно приподнимать колонну на величину, меньшую длины канала А – Б, чтобы обеспечить бесперебойный спуск без случайных установок пакера, ведущих к его износу и потере времени при спускоподъёмных операциях.First, to build up pipes when descending a column, it is enough to raise the column by an amount less than the length of channel A - B to descend the column elevator to ensure uninterrupted descent without random packer installations leading to wear and loss of time during tripping.
Во-вторых и наиболее важно то, что при переключении якоря на установку пакера подъёмом колонны положение пальца однозначно определяется остановкой в точке В, то есть превышение необходимой для переключения якоря величины подъёма не приводит к переходу пальца в точку И, возврату через точки К, Л, М в точку А, то есть неготовности пакера к установке. Напротив, подъём колонны необходимо выполнить с запасом, чтобы обеспечить вытяжку искривлений колонны, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, когда колонна труб лежит в скважине, и осуществить перемещение ствола пакера, переводя якорь в положение установки. Подъём колонны с запасом вместо подъёма на определённую величину, точное определение которой невозможно, гарантирует установку пакера с первой попытки выполнением простых манипуляций.Secondly and most importantly, when switching anchor to a packer lifting column, the position of a finger is uniquely determined by stopping at point B, that is, exceeding the lifting amount required for switching anchor does not cause the finger to go to point I, returning through points K, L , M to point A, that is, the packer is not ready for installation. On the contrary, the lifting of the column must be performed with a margin to ensure the extraction of the curvature of the column, especially in inclined and horizontal wells, when the string of pipes lies in the well, and to move the packer shaft, turning the anchor to the installation position. Lifting the column with a margin instead of lifting by a certain amount, the exact determination of which is impossible, guarantees the installation of the packer from the first attempt by performing simple manipulations.
В третьих, для предотвращения вращения механического якоря вокруг ствола пакера используется тот же самый паз, что и для управления переключением механического якоря.Thirdly, to prevent rotation of the mechanical armature around the packer barrel, the same groove is used as for controlling the switching of the mechanical armature.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137392A RU2686875C1 (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137392A RU2686875C1 (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686875C1 true RU2686875C1 (en) | 2019-05-06 |
Family
ID=66430328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137392A RU2686875C1 (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686875C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU30829U1 (en) * | 2003-04-01 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Югсон-Сервис" | MECHANICAL PACKER BAR |
RU2209927C1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Югсон-Сервис" | Mechanical packer |
RU2232870C1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-07-20 | Шауфлер Андрей Владимирович | Mechanical packer |
US20060180319A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-17 | Chad Lucas | Packers and methods of use |
RU129984U1 (en) * | 2013-01-10 | 2013-07-10 | Дмитрий Игоревич Сафонов | FIGURE Groove PACKER BAR |
RU2540729C2 (en) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Олег Сергеевич Николаев | Telescopic lock of mechanical anchor |
-
2018
- 2018-10-23 RU RU2018137392A patent/RU2686875C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2209927C1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Югсон-Сервис" | Mechanical packer |
RU2232870C1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-07-20 | Шауфлер Андрей Владимирович | Mechanical packer |
RU30829U1 (en) * | 2003-04-01 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Югсон-Сервис" | MECHANICAL PACKER BAR |
US20060180319A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-17 | Chad Lucas | Packers and methods of use |
RU129984U1 (en) * | 2013-01-10 | 2013-07-10 | Дмитрий Игоревич Сафонов | FIGURE Groove PACKER BAR |
RU2540729C2 (en) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Олег Сергеевич Николаев | Telescopic lock of mechanical anchor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU166931U1 (en) | REUSABLE CIRCULATION VALVE | |
CN110651100A (en) | Underground anchoring mechanism | |
RU2453679C1 (en) | Mechanical packer | |
RU2686875C1 (en) | Slot on the packer shaft of the axial installation, which determines the position of its mechanical anchor | |
RU2426862C1 (en) | Drill circulating valve | |
WO2020161227A1 (en) | Improvements in or relating to well abandonment and slot recovery | |
EP3755877B1 (en) | Downhole pump with anti-gas lock orifice | |
RU143019U1 (en) | PACKER | |
CN110984887B (en) | Drilling fluid flow guide device and drill column for plugging offshore high-temperature and high-pressure well | |
RU2209927C1 (en) | Mechanical packer | |
WO2012106039A2 (en) | Disconnect devices for downhole strings | |
RU2540729C2 (en) | Telescopic lock of mechanical anchor | |
RU201342U1 (en) | Casing Drill Connector | |
RU2676355C1 (en) | Groove on the tubing anchor trunk | |
RU149813U1 (en) | LOW DRILL POSITION LAYOUT FOR DIRECTIONAL DIRECTIONAL AND HORIZONTAL DRILLING | |
RU2499879C1 (en) | Slot on shaft of anti-flying device or packer | |
RU2584484C1 (en) | Device for lowering and installation of profile shutter in well | |
RU2532496C1 (en) | Inertial mechanical packer | |
RU2686131C1 (en) | Tubing anchor | |
RU2039205C1 (en) | Oil well drilling packer | |
RU149992U1 (en) | OVERSTONE | |
RU2139408C1 (en) | Mechanical packer | |
RU84447U1 (en) | MECHANICAL PACKER | |
RU2499124C1 (en) | Locating device | |
CN220769427U (en) | Upward-channeling preventing device for airtight swabbing process of gas well |