RU2698348C1 - Packing unit of packer - Google Patents

Packing unit of packer Download PDF

Info

Publication number
RU2698348C1
RU2698348C1 RU2019100601A RU2019100601A RU2698348C1 RU 2698348 C1 RU2698348 C1 RU 2698348C1 RU 2019100601 A RU2019100601 A RU 2019100601A RU 2019100601 A RU2019100601 A RU 2019100601A RU 2698348 C1 RU2698348 C1 RU 2698348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packer
cuffs
sleeve
mandrel
stepped
Prior art date
Application number
RU2019100601A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Валерьевич Антипин
Александр Владимирович Долгов
Сергей Владимирович Долгов
Михаил Михайлович Комарницкий
Андрей Васильевич Попов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис Прокат"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис Прокат" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис Прокат"
Priority to RU2019100601A priority Critical patent/RU2698348C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698348C1 publication Critical patent/RU2698348C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; 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)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to sealing assembly of packer. Seal packer assembly includes collars made in the form of elastic elements separated by spacer rings, end calibration rings arranged on both sides of the collars, and a sleeve installed with possibility of axial movement and interaction with collars. Packer packer assembly also includes detachable mandrel with stepped outer surface installed relative to hollow packer housing with circular clearance for circulation. Sleeves are made of rubber with different Shore hardness. Calibration end rings are installed with the possibility of axial movement at the smaller stage of the mandrel, the end of which along the outer surface is threaded for connection to the hydraulic anchor. End of larger step of mandrel over outer surface is made with stepped end section, coupled with stepped end section, made on inner surface of sleeve, connected by threaded connection to end ring of calibration, installed on side of sleeve. Other calibrating end ring is threaded along the inner surface for connection to the hydraulic anchor.
EFFECT: technical result is increase in reliability.
1 cl, 4 dwg

Description

Уплотнительный узел пакераPacker Seal Assembly

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к пакерующему устройству, предназначенному для разобщения пространства и изоляции пластов при строительстве, эксплуатации и ремонте нефтяных, газовых и водяных скважин.The invention relates to the oil and gas industry, namely, to a packing device designed to isolate the space and isolate the layers during the construction, operation and repair of oil, gas and water wells.

Бурильщик при установке пакера на устье скважины путём разгрузки веса колонны насосно-компрессорных труб, контролируя показания по индикатору веса колонны, обеспечивает осевую нагрузку, приходящую на сжатие уплотнительных элементов (манжет) в строго ограниченном диапазоне, значение которых указано в паспорте и руководстве по эксплуатации пакера. В случае превышения осевой нагрузки происходит преждевременное разрушение уплотнительных элементов пакера, приводящее к невозможности дальнейшей его эксплуатации.When installing the packer at the wellhead by unloading the weight of the tubing string, controlling the readings on the column weight indicator provides the axial load that comes to compress the sealing elements (cuffs) in a strictly limited range, the values of which are indicated in the packer’s passport and operating manual . In case of exceeding the axial load, premature destruction of the packer sealing elements occurs, leading to the impossibility of its further operation.

Известен уплотнительный узел пакера, включающий эластичные манжеты, разделенные проставочными кольцами, и концевые кольца (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерации №108095 Е21В 33/12, опубл.10.09.2009).Known sealing assembly of the packer, including elastic cuffs separated by spacer rings, and end rings (see the description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 108095 EV 33/12, publ. 09/10/2009).

Все элементы уплотнительного узла внутренним диаметром установлены на полом стволе пакера. Манжеты имеют форму полого цилиндра и выполнены из эластомера, разбухающего при взаимодействии, например, с пластовой водой. У обоих концевых участков уплотнительного элемента установлены упорные кольца, жестко закрепленные на полом стволе пакера любым известным из уровня техники способом, например, стопорными винтами.All elements of the sealing unit with an inner diameter are mounted on the hollow barrel of the packer. The cuffs are in the form of a hollow cylinder and are made of an elastomer that swells when interacting, for example, with produced water. At both end sections of the sealing element, thrust rings are mounted rigidly fixed to the hollow barrel of the packer by any method known in the art, for example, locking screws.

Уплотнительный узел пакера может быть использован (установлен) только один раз в одном месте скважины.The packer sealing assembly may be used (installed) only once in one location of the well.

Известный уплотнительный узел пакера имеет следующие недостатки:Known sealing unit packer has the following disadvantages:

- установка уплотнительного узла на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу, имеющую в пределах допуска разброс по наружному диаметру, непосредственно на буровой площадке невозможна или в ряде случаев достаточно трудоемка, и не обеспечивает герметизацию по внутренней поверхности, так как для обеспечения герметизации уплотнительного узла по внутренней поверхности требуется его плотная установка на ствол (патрубок трубы), который необходимо предварительно подвергнуть чистовой механической обработке до фиксированного диаметра, что возможно только при сборке на заводе-изготовителе;- installation of the sealing unit on a standard casing or tubing, having a variation in the outer diameter within the tolerance, directly at the drilling site is impossible or in some cases quite laborious, and does not provide sealing on the inner surface, since to ensure sealing of the sealing unit the inner surface requires its tight installation on the trunk (pipe nozzle), which must first be machined to a fixed diameter meter, which is possible only during assembly at the manufacturer;

- возможность его самоуплотнения при спуске в скважину из-за недостаточной жесткости эластичных элемнтов;- the possibility of self-sealing during descent into the well due to insufficient rigidity of the elastic elements;

- конструкция уплотнительного узла, требующая заводской сборки на ствол пакера (патрубок с муфтой), увеличивает жесткость спускаемого в скважину хвостовика из обсадных труб, что осложняет их прохождение в искривленных и горизонтальных участках скважины, тем самым ограничивая область применения такого уплотнительного узла и надежность его спуска в скважину.- the design of the sealing assembly, which requires factory assembly on the packer barrel (pipe with sleeve), increases the rigidity of the liner from the casing that is lowered into the well, which complicates their passage in the curved and horizontal sections of the well, thereby limiting the scope of application of such a sealing assembly and the reliability of its descent into the well.

Известен уплотнительный узел пакера, включающий эластичные манжеты и защитные кольца (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 0346 143 «Устройство для установки хвостовика обсадной колонны в скважине», Е21В 33/14, опубл.10.02.2009).Known sealing assembly of the packer, including elastic cuffs and protective rings (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2 0346 143 "Device for installing the shank of the casing string in the borehole", ЕВВ 33/14, publ. 02.10.2009).

В известном устройстве герметизацию межтрубного пространства обеспечивают с использованием узла гидромеханического пакера.In the known device, the sealing of the annular space is provided using a hydromechanical packer assembly.

Верхняя и нижняя эластичные манжеты, включающие их торцевую защиту, установлены на хвостовике. Кроме того, на хвостовике штифтом закреплено кольцевое седло, толкатель с фиксатором конечного положения, взаимодействующим с кольцевыми проточками, выполненными на верхней части хвостовика. После проведения операции заякоривания производят вращение вправо транспортировочной колонны. При этом происходит перемещение вниз воронки, втулки, шпонки в продольном шлицевом пазу, толкателя. В результате происходит размещение на боковой поверхности кольцевого седла манжеты как результат «наползания» этой манжеты сначала на коническую, а затем и на цилиндрическую поверхность кольцевого седла.The upper and lower elastic cuffs, including their end protection, are mounted on the shank. In addition, an annular saddle, a pusher with an end position retainer interacting with annular grooves made on the upper part of the shank is fixed with a pin on the shank. After the operation of anchoring produce rotation to the right of the transport column. In this case, the funnels, bushings, dowels in the longitudinal spline groove, pusher are moved down. As a result, the cuff is placed on the lateral surface of the annular saddle as a result of the "creep" of this cuff first on the conical and then on the cylindrical surface of the annular saddle.

Известный уплотнительный узел не может быть использован многократно, и его устанавливают только один раз в определённом месте скважины. Уплотнительный узел предназначен только для применения при установке хвостовика обсадной колонны в скважине для проведения цементирования скважины. Данный уплотнительный узел так же не может быть использован в пакерах с гидравлическими якорями и байпасным клапаном, так как не имеет перепускного канала, что сужает его функциональные возможности.The known sealing assembly cannot be used repeatedly, and it is installed only once at a specific location in the well. The sealing unit is intended only for use when installing the casing liner in the well for cementing the well. This sealing unit also cannot be used in packers with hydraulic anchors and a bypass valve, since it does not have a bypass channel, which limits its functionality.

В известном устройстве отсутствует контроль по приложению осевой нагрузки или числу оборотов. Существует опасность, что если вращение транспортировочной колонны вправо будет излишним (перекрут), то манжеты сильно сожмутся и разрушатся, если же осуществят недокрут, то не произойдёт уплотнения скважины. Кроме того, необходим высококвалифицированный работник для расчёта осевых нагрузок, которые необходимо приложить на поверхности, чтобы на глубине в скважине необходимое усилие поступило на уплотнительные элементы, что является недостатком известного устройства.In the known device there is no control on the application of axial load or speed. There is a danger that if the rotation of the transport column to the right is excessive (torsion), then the cuffs will shrink and collapse strongly, but if they are undercut, the well will not be compacted. In addition, a highly qualified worker is needed to calculate the axial loads that must be applied on the surface so that at the depth in the well the necessary force is applied to the sealing elements, which is a disadvantage of the known device.

Известен уплотнительный узел пакера, включающий кольцевые эластичные манжеты, разделенные проставочными кольцами, концевые кольца и втулку, установленную с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с манжетами (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерации №173 491, Е21В 33/12, опубл.29.08.2017).Known sealing assembly of the packer, including annular elastic cuffs separated by spacer rings, end rings and a sleeve mounted with the possibility of axial movement and interaction with the cuffs (see the description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 173 491, ЕВВ 33/12, publ. 29.08 .2017).

Все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру выполнены с возможностью их установки на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу.All elements of the sealing assembly in terms of internal diameter are made with the possibility of their installation on a standard casing or tubing.

К известному уплотнительному узлу невозможно присоединить механический или гидравлический якорь пакера для обеспечения удержания пакера либо уплотнительного узла при возникновении давления в скважине при его эксплуатации, вследствие чего отсутствует возможность использования данного уплотнительного узла при проведении технологических операций, осуществление которых требует создания избыточного давления над или под пакером, что является его недостатком. It is not possible to attach a mechanical or hydraulic packer anchor to a known sealing assembly to ensure retention of the packer or sealing assembly when pressure occurs in the well during operation, as a result of which it is not possible to use this sealing assembly during technological operations, the implementation of which requires creating excess pressure above or below the packer , which is its disadvantage.

Также невозможно использовать данный уплотнительный узел в пакерах с управляемым клапаном (байпасом) для циркуляции жидкости через пакер, установленный в колонне для проведения каких-либо технологических операций. It is also impossible to use this sealing unit in packers with a controlled valve (bypass) for circulating fluid through a packer installed in the column for any technological operations.

Уплотнения одеваются непосредственно на трубы НКТ (насосно-компрессорные трубы), наружная поверхность которых не подготовлена для качественного уплотнения манжетами, то есть наружная поверхность трубы имеет грубую, неровную поверхность, что приводит к не полному прилеганию манжеты при уплотнении.Seals are worn directly on tubing pipes (tubing), the outer surface of which is not prepared for high-quality sealing by cuffs, that is, the outer surface of the pipe has a rough, uneven surface, which leads to incomplete fit of the cuff during sealing.

Эластичные элементы, разделенные проставочным кольцом, имеют форму полого цилиндра и выполнены из набухающего в скважинных жидкостях эластомера, что не исключает набухание эластомера при установке устройства. Втулка выполнена в виде обоймы со ступенчатыми концевыми участками. У несмежных концевых участков эластичных элементов размещены противоэкструзионные защиты, содержащие зафиксированное на трубе упорное кольцо со ступенчатым концевым участком, кольцевую обойму со ступенчатыми концевыми участками и манжету чашеобразной формы из не набухающей резины. Под действием перепада давления, который создается в период эксплуатации скважины со стороны изолированного интервала, эластичные элементы передают осевую нагрузку на манжету и обойму и сдвигают их в сторону упорного кольца, ограничивающего перемещение обоймы относительно исходного места его установки. При перемещении обойма сжимает уплотнительное кольцо до контакта с наружной поверхностью трубы, обеспечивая тем самым герметизацию по внутренней поверхности уплотнительного узла при наличии допустимого радиального зазора S между обсадной трубой и элементами противоэкструзионной защиты эластичных элементов. Под действием осевой силы со стороны эластичного элемента конусный концевой участок манжеты и концевой участок обоймы деформируются в радиальном направлении до контакта с открытым стволом скважины. The elastic elements separated by a spacer ring have the shape of a hollow cylinder and are made of an elastomer swelling in wellbore fluids, which does not exclude the elastomer swelling when the device is installed. The sleeve is made in the form of a cage with stepped end sections. The non-adjacent end sections of the elastic elements have anti-extrusion protections containing a stop ring fixed on the pipe with a stepped end section, an annular ring with stepped end sections and a cup-shaped cuff made of non-swelling rubber. Under the action of the pressure drop that is created during the period of operation of the well from the side of the isolated interval, the elastic elements transfer the axial load to the cuff and the cage and shift them towards the thrust ring, restricting the movement of the cage relative to the original installation site. When moving the cage compresses the sealing ring until it contacts the outer surface of the pipe, thereby providing sealing on the inner surface of the sealing assembly in the presence of an allowable radial clearance S between the casing and the anti-extrusion protection elements of the elastic elements. Under the action of axial force from the side of the elastic element, the conical end section of the cuff and the end section of the cage are deformed in the radial direction until they come into contact with the open borehole.

Известный уплотнительный узел не имеет циркуляционного канала между оправкой, на которые надеты манжеты, и корпусом пакера, что сужает область его применения. Данный уплотнительный узел невозможно использовать в пакерах, имеющих байпасный циркуляционный канал. The known sealing unit does not have a circulation channel between the mandrel, on which the cuffs are worn, and the packer body, which narrows the scope of its application. This sealing assembly cannot be used in packers having a bypass circulation channel.

Уплотнительный узел пакера может быть установлен только один раз в одном месте скважины, что является его недостатком.The packer sealing assembly can only be installed once in one place in the well, which is its drawback.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является уплотнительный узел пакера, включающий кольцевые эластичные манжеты с торцевой защитой, размещенное между манжетами проставочное кольцо, втулку-толкатель, установленную на корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с манжетами, (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерации № 96 164, Е21В 33/12, опубл.20.07.2010).The closest in technical essence to the proposed technical solution is the packer sealing assembly, including elastic ring cuffs with end protection, a spacer ring placed between the cuffs, a push rod installed on the housing with the possibility of axial movement and interaction with the cuffs (see the description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 96 164, ЕВВ 33/12, publ. 20.07.2010).

Все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру установлены на полом корпусе. В известном уплотнительном узле, как и в предлагаемом устройстве, уплотнение устанавливают путём осевого сжатия. All elements of the sealing unit in internal diameter are mounted on a hollow body. In the known sealing unit, as in the proposed device, the seal is installed by axial compression.

При создании гидравлическим или механическим способом осевой нагрузки на втулку-толкатель последняя, перемещаясь в осевом направлении, деформирует верхнюю и нижнюю эластичные манжеты. Благодаря кольцевым выступам, размещенным в кольцевых расточках проставочного кольца, верхняя и нижняя манжеты петлеобразно деформируются в кольцевом зазоре между наружной поверхностью проставочного кольца и, например, стенкой открытого ствола скважины. Такое деформирование манжет обеспечивает установку в перекрываемом кольцевом зазоре скважины удвоенной толщины манжет и значительно повышает риск невозврата манжет в исходное состояние из-за сложной геометрии тела манжеты после установки, что осложняет дальнейшее извлечение пакера с данным уплотнительным узлом.When creating an axial load hydraulically or mechanically on the pusher sleeve, the latter, moving in the axial direction, deforms the upper and lower elastic cuffs. Due to the annular protrusions located in the annular bores of the spacer ring, the upper and lower cuffs are loop-shaped to deform in the annular gap between the outer surface of the spacer ring and, for example, the wall of the open borehole. Such deformation of the cuffs ensures that the doubled cuff thickness is installed in the overlapped annular gap of the borehole and significantly increases the risk of the cuff not being returned to its original state due to the complex geometry of the cuff body after installation, which complicates further extraction of the packer with this sealing unit.

Известный уплотнительный узел невозможно использовать в пакерах, с управляемым клапаном (байпасом) для циркуляции жидкости через установленный в колонне пакер, что сужает область его применения.The known sealing assembly cannot be used in packers with a controlled valve (bypass) for circulating fluid through a packer installed in the column, which narrows the scope of its application.

В известном устройстве отсутствует механический ограничитель по осевым нагрузкам, и как следствие, при превышении осевых нагрузок на сжатие на манжеты они разрушаются, что приводит к авариям и является его недостатком.In the known device there is no mechanical limiter on axial loads, and as a result, when the axial compressive loads on the cuffs are exceeded, they are destroyed, which leads to accidents and is its disadvantage.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание уплотнительного узла пакера многоразового использования, обеспечивающего надежность работы в широком диапазоне нагрузок, направленных на осевое сжатие уплотнительных элементов пакера при его установке в эксплуатационной колонне скважины, расширяющего функциональные возможности пакера и увеличивающего срок его работоспособности.The technical task and the result of the present invention is the creation of a reusable packer sealing assembly that ensures reliable operation in a wide range of loads aimed at axial compression of the packer sealing elements when installed in the production casing of the well, expanding the functionality of the packer and increasing its working life.

Технический результат достигается тем, что уплотнительный узел пакера включает манжеты, выполненные в виде эластичных элементов, разделенных проставочными кольцами, концевые кольца калибровочные, размещенные по обе стороны манжет, втулку, установленную с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с манжетами, при этом он отличается тем, что дополнительно содержит съёмную оправку со ступенчатой наружной поверхностью, установленную относительно полого корпуса пакера с кольцевым зазором для циркуляции, при этом манжеты, выполненные из резины с разной твердостью по Шору, а также концевые кольца калибровочные установлены с возможностью осевого перемещения на меньшей ступени оправки, конец которой по наружной поверхности выполнен с резьбой для соединения с гидравлическим якорем, а конец большей ступени оправки по наружной поверхности выполнен со ступенчатым концевым участком, сопрягаемым со ступенчатым концевым участком, выполненным на внутренней поверхности втулки, соединенной резьбовым соединением с концевым кольцом калибровочным, установленным со стороны втулки, при этом другое концевое кольцо калибровочное выполнено с резьбой по внутренней поверхности для соединения с гидравлическим якорем. Манжеты могут быть выполнены из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (NBR) с твердостью по Шору 70-90 единиц.The technical result is achieved in that the packer sealing assembly includes cuffs made in the form of elastic elements separated by spacer rings, gauge end rings placed on both sides of the cuffs, a sleeve installed with the possibility of axial movement and interaction with the cuffs, while it differs in which additionally contains a removable mandrel with a stepped outer surface mounted relative to the hollow packer body with an annular clearance for circulation, while the cuff made of rubber with different Shore hardness, as well as gauge end rings, are mounted with the possibility of axial movement at a lower step of the mandrel, the end of which on the outer surface is made with a thread for connection with a hydraulic armature, and the end of the larger step of the mandrel on the outer surface is made with a step end a section mating with a stepped end section made on the inner surface of the sleeve connected by a threaded connection to the end ring calibration, installed on the side bushings, while the other end ring calibration is made with a thread on the inner surface for connection with a hydraulic armature. Cuffs can be made of rubber compounds based on nitrile butadiene rubber (NBR) with a shore hardness of 70-90 units.

Предлагаемый уплотнительный узел пакера является съёмным и может быть многократно использован. После снятия нагрузки уплотнительные элементы возвращаются в первоначальное (исходное) состояние, и пакер может быть установлен в другом месте скважины без извлечения его на поверхность.The proposed packer sealing assembly is removable and can be reused. After removing the load, the sealing elements return to their original (initial) state, and the packer can be installed in another place in the well without removing it to the surface.

Наличие сопрягаемых ступенчатых концевых участков, ограничивающих перемещение оправки относительно втулки посадочной при их взаимодействии, позволяет исключить разрушение манжет при увеличении осевой нагрузки при их сжатии, что уменьшает риски отказа в работе уплотнительного узла и увеличивает срок его работоспособности.The presence of mating stepped end sections restricting the movement of the mandrel relative to the landing sleeve during their interaction, eliminates the destruction of the cuffs when the axial load increases during their compression, which reduces the risk of failure in the operation of the sealing assembly and increases its service life.

Уплотнительный узел пакера иллюстрирован чертежами, где: на фиг. 1 изображено продольное сечение (без осевой нагрузки); на фиг. 2 – выносной элемент А с фиг. 1; на фиг. 3 - продольное сечение (под осевой нагрузкой); на фиг. 4 - выносной элемент Б с фиг. 3.The packer sealing assembly is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a longitudinal section (without axial load); in FIG. 2 - remote element A from FIG. one; in FIG. 3 - longitudinal section (under axial load); in FIG. 4 - remote element B from FIG. 3.

Уплотнительный узел пакера имеет съёмную оправку 1, установленную относительно полого корпуса 2 пакера с зазором с образованием кольцевого канала для циркуляции жидкости.The packer sealing assembly has a removable mandrel 1 mounted relative to the hollow packer body 2 with a gap to form an annular channel for fluid circulation.

Оправка 1 выполнена со ступенчатой наружной поверхностью, на меньшей ступени которой установлены манжеты 3 и 4. Манжеты 3 и 4 выполнены из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (NBR) разной твердости. Манжеты 3 имеют твердость по Шору 90 единиц, а манжеты 4 имеют твердость по Шору 70 единиц. Манжеты 3 с большей твердостью первыми воспринимают осевую нагрузку и тем самым дополнительно предохраняют среднюю манжету 4 меньшей твердости от резкого скачка осевого усилия. В случае повреждения крайних манжет 3 средняя манжета 4 остается целой, что продлевает срок службы устройства.Mandrel 1 is made with a stepped outer surface, at the lower stage of which cuffs 3 and 4 are installed. Cuffs 3 and 4 are made of rubber compounds based on nitrile butadiene rubbers (NBR) of different hardness. Cuffs 3 have a shore hardness of 90 units, and cuffs 4 have a shore hardness of 70 units. Cuffs 3 with greater hardness are the first to perceive the axial load and thereby additionally protect the middle cuff 4 of lesser hardness from a sharp jump in axial force. In case of damage to the outer cuffs 3, the middle cuff 4 remains intact, which extends the life of the device.

Между манжетами 3 и 4 расположены кольца 5 проставочные. Манжеты 3 и 4 и кольца 5 проставочные установлены с возможностью осевого перемещения вдоль оправки 1. Кольца 5 проставочные предотвращают затекание, наслоение манжет при сжатии друг на друга. По обе стороны от манжет 3 на оправке 1 расположены кольца 6 и 7 защитные калибровочные, выполненные Г-образного сечения с резьбой по внутренней поверхности на горизонтально размещенном элементе. Кольца 6 и 7 защитные калибровочные предназначены также для определения типоразмера используемых манжет относительно размера скважины.Between the cuffs 3 and 4, spacer rings 5 are located. The cuffs 3 and 4 and the spacer rings 5 are mounted with the possibility of axial movement along the mandrel 1. The spacer rings 5 prevent leakage and layering of the cuffs upon compression. On both sides of the cuffs 3 on the mandrel 1 there are protective rings 6 and 7, made of a L-shaped section with thread on the inner surface on a horizontally placed element. Protective gauge rings 6 and 7 are also designed to determine the size of cuffs used relative to the size of the well.

Кольцо 6 калибровочное соединено резьбовым соединением 8 с втулкой 9 посадочной, установленной на полом корпусе 2 с зазором. Кольцо 6 калибровочное и втулка 9 посадочная имеют возможность свободного перемещения вдоль оправки 1 для взаимодействия с манжетами 3 и 4. Резьбовое соединение 10 кольца 7 калибровочного предназначено для соединения с наружной резьбой гидравлического якоря пакера или другого узла пакера, расположенного выше уплотнительного узла (гидравлический якорь пакера на чертеже не показан).The calibration ring 6 is connected by a threaded connection 8 to the landing sleeve 9 mounted on the hollow body 2 with a gap. The calibration ring 6 and the landing sleeve 9 can freely move along the mandrel 1 to interact with the cuffs 3 and 4. The threaded connection 10 of the calibration ring 7 is designed to connect to the external thread of the hydraulic packer armature or another packer assembly located above the sealing assembly (hydraulic packer armature not shown in the drawing).

Оправка 1 по наружной поверхности большей ступени имеет ступенчатый концевой участок 11, сопрягаемый со ступенчатым концевым участком 12, выполненным на внутренней поверхности втулки 9 посадочной. Другой конец оправки 1 выполнен с резьбой 13 для соединения с внутренней резьбой гидравлического якоря пакера или другого узла пакера, расположенного выше уплотнительного узла. Ступенчатые концевые участки 11 и 12 при их сопряжении ограничивают перемещение оправки 1 относительно втулки 9 посадочной.The mandrel 1 on the outer surface of the larger stage has a stepped end section 11, mating with a stepped end section 12, made on the inner surface of the sleeve 9 of the landing. The other end of the mandrel 1 is made with a thread 13 for connection with the internal thread of the hydraulic anchor of the packer or other packer assembly located above the sealing assembly. The stepped end sections 11 and 12, when coupled, limit the movement of the mandrel 1 relative to the sleeve 9 of the landing.

Величина (длина) ступенчатых концевых участков 11 и 12 должна быть достаточной для обеспечения сжатия манжет до полной герметизации кольцевого пространства обсадной трубы 14 и равна в среднем 85 % ширины манжеты.The size (length) of the stepped end sections 11 and 12 should be sufficient to ensure compression of the cuffs until the annular space of the casing 14 is completely sealed and equal to 85% of the cuff width on average.

Величины (длины) ступенчатых концевых участков 11 и 12 в отсутствии осевой нагрузки достаточно для того, чтобы манжеты разжались до первоначального (транспортного) состояния, при котором наружный диаметр манжет меньше или равен наружному диаметру калибровочных колец, и пакер при этом можно переместить на другой участок обсадной трубы 14.The magnitude (length) of the stepped end sections 11 and 12 in the absence of axial load is sufficient for the cuffs to expand to the initial (transport) state, in which the outer diameter of the cuffs is less than or equal to the outer diameter of the calibration rings, and the packer can be moved to another section casing pipe 14.

Уплотнительный узел пакера работает следующим образом.The sealing unit packer operates as follows.

Под действием осевой нагрузки, создаваемой весом колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) втулка 9 посадочная совершает осевое перемещение относительно оправки 1 и производит сжатие манжет 3 и 4 пакера. Манжеты 3 и 4 сжимаются, наружной поверхностью прижимаются к обсадной колонне трубы 14 скважины и герметично отсекают верхнюю часть от нижней.Under the action of the axial load created by the weight of the tubing string 9, the landing sleeve 9 axially moves relative to the mandrel 1 and compresses the cuffs 3 and 4 of the packer. Cuffs 3 and 4 are compressed, the outer surface is pressed against the casing of the pipe 14 of the well and hermetically cut off the upper part from the bottom.

Ступенчатый концевой участок 12 втулки 9 перемещается вдоль ступенчатого концевого участка 11 оправки 1 до упора в него торцом. При сопряжении ступенчатых концевых участков 11 и 12 перемещение оправки 1 относительно втулки 9 посадочной прекращается, тем самым усилие сжатия перестаёт поступать на манжеты 3 и 4, что позволяет исключить их разрушение при возможных осевых перегрузках.The stepped end section 12 of the sleeve 9 moves along the stepped end section 11 of the mandrel 1 until it stops against the end. When pairing the stepped end sections 11 and 12, the movement of the mandrel 1 relative to the sleeve 9 of the landing stops, thereby the compression force ceases to flow on the cuffs 3 and 4, which allows them to be destroyed under possible axial overloads.

Claims (2)

1. Уплотнительный узел пакера, включающий манжеты, выполненные в виде эластичных элементов, разделенных проставочными кольцами, концевые кольца калибровочные, размещенные по обе стороны манжет, и втулку, установленную с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с манжетами, отличающийся тем, что он дополнительно содержит съемную оправку со ступенчатой наружной поверхностью, установленную относительно полого корпуса пакера с кольцевым зазором для циркуляции, при этом манжеты, выполненные из резины с разной твердостью по Шору, а также концевые кольца калибровочные установлены с возможностью осевого перемещения на меньшей ступени оправки, конец которой по наружной поверхности выполнен с резьбой для соединения с гидравлическим якорем, а конец большей ступени оправки по наружной поверхности выполнен со ступенчатым концевым участком, сопрягаемым со ступенчатым концевым участком, выполненным на внутренней поверхности втулки, соединенной резьбовым соединением с концевым кольцом калибровочным, установленным со стороны втулки, при этом другое концевое кольцо калибровочное выполнено с резьбой по внутренней поверхности для соединения с гидравлическим якорем.1. The sealing assembly of the packer, including cuffs made in the form of elastic elements separated by spacer rings, gauge end rings placed on both sides of the cuffs, and a sleeve mounted for axial movement and interaction with the cuffs, characterized in that it further comprises a removable a mandrel with a stepped outer surface mounted relative to the hollow packer body with an annular clearance for circulation, while cuffs made of rubber with different Shore hardness, and gauge end rings are also installed with the possibility of axial movement at a lower mandrel stage, the end of which on the outer surface is threaded for connection with a hydraulic armature, and the end of the greater mandrel stage on the outer surface is made with a stepped end section, mating with a stepped end section made on the inner surface of the sleeve connected by a threaded connection to the end ring calibration, installed on the side of the sleeve, while the other end ring potassium Brow is made with a thread on the inner surface for connection with a hydraulic anchor. 2. Уплотнительный узел пакера, по п. 1, отличающийся тем, что манжеты выполнены из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (NBR) с твердостью по Шору 70-90 единиц.2. The packer sealing assembly according to claim 1, characterized in that the cuffs are made of rubber compounds based on butadiene-nitrile rubbers (NBR) with a Shore hardness of 70-90 units.
RU2019100601A 2019-01-14 2019-01-14 Packing unit of packer RU2698348C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100601A RU2698348C1 (en) 2019-01-14 2019-01-14 Packing unit of packer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100601A RU2698348C1 (en) 2019-01-14 2019-01-14 Packing unit of packer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698348C1 true RU2698348C1 (en) 2019-08-26

Family

ID=67733728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100601A RU2698348C1 (en) 2019-01-14 2019-01-14 Packing unit of packer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698348C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728074C1 (en) * 2019-12-30 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Hydraulic packer
RU219630U1 (en) * 2022-12-14 2023-07-28 Акционерное Общество "Инженерный Центр Судостроения" PACKER

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0890706A2 (en) * 1997-07-07 1999-01-13 Halliburton Energy Services, Inc. Slip retaining system for downhole tools
RU2190082C2 (en) * 2000-06-08 2002-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газобезопасность" Sealing element of packer
RU89870U1 (en) * 2009-09-08 2009-12-20 Владимир Васильевич Торопынин SEALING DEVICE
RU96164U1 (en) * 2010-03-12 2010-07-20 Сергей Владимирович Терентьев SEALING PACKER ASSEMBLY
RU2483191C1 (en) * 2011-12-16 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Drillable packer
RU173491U1 (en) * 2017-04-26 2017-08-29 Алексей Викторович Власов SEALING PACKER ASSEMBLY

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0890706A2 (en) * 1997-07-07 1999-01-13 Halliburton Energy Services, Inc. Slip retaining system for downhole tools
RU2190082C2 (en) * 2000-06-08 2002-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газобезопасность" Sealing element of packer
RU89870U1 (en) * 2009-09-08 2009-12-20 Владимир Васильевич Торопынин SEALING DEVICE
RU96164U1 (en) * 2010-03-12 2010-07-20 Сергей Владимирович Терентьев SEALING PACKER ASSEMBLY
RU2483191C1 (en) * 2011-12-16 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Drillable packer
RU173491U1 (en) * 2017-04-26 2017-08-29 Алексей Викторович Власов SEALING PACKER ASSEMBLY

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728074C1 (en) * 2019-12-30 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Hydraulic packer
RU219630U1 (en) * 2022-12-14 2023-07-28 Акционерное Общество "Инженерный Центр Судостроения" PACKER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2357314B1 (en) Bi-metallic annular seal and wellhead system incorporating same
US2988148A (en) Subsurface well bore packing element
US10472921B2 (en) Temperature activated zonal isolation packer device
AU766071B2 (en) Apparatus for maintaining uniform pressure within an expandable well tool
US2275935A (en) Well packer apparatus
US5114158A (en) Packing assembly for oilfield equipment and method
US7971640B2 (en) Method and device for setting a bottom packer
US3799260A (en) Well packer
RU2738052C1 (en) Device for lowering suspension and cementing shank in well
US7699111B2 (en) Float collar and method
RU173491U1 (en) SEALING PACKER ASSEMBLY
RU2698348C1 (en) Packing unit of packer
US2467822A (en) Well packer
RU162662U1 (en) DRILLABLE PACKER PLUG
RU153332U1 (en) SEALING PACKER ASSEMBLY
RU2344270C2 (en) Drillable packer
RU131065U1 (en) PACKER
RU2749366C1 (en) Hydraulic packer
US9194213B2 (en) Packer
RU2236556C1 (en) Drillable mechanical packer
WO1994018429A1 (en) Sealing device for sealing of holes in the wall of a pipe in a curved oil well, an anchoring device for the sealing device and a tool for mounting of the sealing device and the anchoring device
RU2021486C1 (en) Packer
RU2151854C1 (en) Hydraulic packer
RU99813U1 (en) PACKER BEYOND
RU2648383C1 (en) Relief valve