RU2726681C1

RU2726681C1 - Setting device

Info

Publication number: RU2726681C1
Application number: RU2019130596A
Authority: RU
Inventors: Марат Мирсатович Нагуманов; Салават Галимзянович Шайхиев; Александр Владимирович Лукин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер"
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-07-15

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used for installation of packer and multi-packer layouts in well casing at impossibility to transfer weight of well tubing strings (WTS) to packer or at insufficient weight of tubing string. Mounting device comprises an adapter connected to the upper part of the hydraulic cylinder, in which a shaft with a piston is installed, hydraulic channels made in the shaft, a rod connected to the lower part of the barrel and fixed from axial movement by means of a locking assembly consisting of a holder connected to the lower part of the hydraulic cylinder, and shearing elements connecting the holder and the stock. Barrel is installed in hydraulic cylinder under adapter. In annular space between barrel and hydraulic cylinder on top and bottom - under hydraulic channels - sealing units are installed. Rod is fixed against rotation relative to the hydraulic cylinder by means of a key installed inside the cartridge with possibility of axial movement along the longitudinal groove of the rod.EFFECT: creation of simple and reliable design of device for installation of mechanical packers by hydraulic method, as well as provision of possibility to transfer torque to below installed equipment.3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для установки пакера и многопакерных компоновок в обсадной колонне скважины при невозможности передать вес колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) на пакер или при недостаточном весе колонны НКТ.The invention relates to the oil and gas industry and can be used to install a packer and multi-packer assemblies in the well casing when it is impossible to transfer the weight of the tubing string to the packer or when the weight of the tubing string is insufficient.

Известно скважинное устройство для посадки пакера, содержащее гидроцилиндр с верхним и нижним поршнями, соединенными жестко друг с другом и образующими с гидроцилиндром подпоршневые полости, гидравлически связанные через радиальные каналы с полостью скважины за устройством, и полость над нижним поршнем. В верхней части устройство имеет газовую камеру, образованную надпоршневой полостью верхнего поршня, заполненную воздухом под атмосферным давлением и связанную с полостью над нижним поршнем. С нижним поршнем соединены силовой шток и связанная с ним разрывная шпилька, с которой в свою очередь соединен посредством упорной гайки и упругого элемента замкнутый узел, имеющий корпус с плашками (авторское свидетельство СССР №1700197).Known downhole device for planting a packer, containing a hydraulic cylinder with upper and lower pistons rigidly connected to each other and forming with the hydraulic cylinder subpiston cavities, hydraulically connected through radial channels with the well cavity behind the device, and a cavity above the lower piston. In the upper part, the device has a gas chamber formed by the above-piston cavity of the upper piston, filled with air at atmospheric pressure and connected to the cavity above the lower piston. A power rod and a bursting pin connected to it are connected to the lower piston, to which, in turn, a closed unit with a housing with dies is connected by means of a thrust nut and an elastic element (USSR author's certificate No. 1700197).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и недостаточная надежность, необходимость применения специальных пакеров и невозможность применения с многопакерными компоновками, устанавливаемыми за одну спуско-подъемную операцию.The disadvantage of the known device is the complexity of the design and insufficient reliability, the need to use special packers and the impossibility of using multi-packer assemblies installed in one round trip.

Известно посадочное устройство, содержащее переводник, связанный с верхней частью гидроцилиндра, в котором установлен ствол с закрепленным на нем поршнем, упор, соединенный с нижней частью гидроцилиндра, связанный с упором расположенный на штоке стопорный узел, тягу с наконечником. Устройство снабжено установленным на стволе амортизатором и механизмом, состоящим из связанных между собой разрезной гайки и втулки. Втулка установлена с возможностью перемещения посредством амортизатора. Тяга с наконечником связана со штоком посредством упорной шайбы. Нижняя часть гидроцилиндра соединена с упором посредством нижней втулки (патент РФ №2296852).A landing device is known, comprising a sub connected to the upper part of the hydraulic cylinder, in which a barrel is installed with a piston fixed on it, a stop connected to the lower part of the hydraulic cylinder, connected to the stop, a stop unit located on the rod, a rod with a tip. The device is equipped with a shock absorber installed on the barrel and a mechanism consisting of a split nut and a sleeve connected to each other. The bushing is mounted for movement by means of a shock absorber. The rod with the tip is connected to the rod by means of a thrust washer. The lower part of the hydraulic cylinder is connected to the stop by means of a lower sleeve (RF patent No. 2296852).

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простой и надежной конструкции устройства для установки механических пакеров гидравлическим способом, а также обеспечение возможности передачи крутящего момента на нижеустановленное оборудование. The technical objective of the present invention is to create a simple and reliable design of a device for installing mechanical packers in a hydraulic way, as well as to provide the possibility of transmitting torque to the equipment below.

Указанная техническая задача решается устройством установочным, содержащим переводник, связанный с верхней частью гидроцилиндра, в котором установлен ствол с поршнем, выполненные в стволе гидравлические каналы, шток, связанный с нижней частью ствола и зафиксированный от осевого перемещения при помощи стопорного узла, состоящего из обоймы, связанной с нижней частью гидроцилиндра, и срезных элементов, связывающих обойму и шток, при этом ствол установлен в гидроцилиндре под переводником, в кольцевом пространстве между стволом и гидроцилиндром сверху и снизу – под гидравлическими каналами – установлены уплотнительные узлы, шток зафиксирован от проворота относительно гидроцилиндра при помощи шпонки, установленной внутри обоймы с возможностью осевого перемещения по продольному пазу штока.The specified technical problem is solved by an installation device containing a sub connected to the upper part of the hydraulic cylinder, in which a barrel with a piston is installed, hydraulic channels made in the barrel, a rod connected to the lower part of the barrel and fixed against axial movement by means of a stopper assembly consisting of a cage, connected to the lower part of the hydraulic cylinder, and shear elements connecting the cage and the rod, while the barrel is installed in the hydraulic cylinder under the sub, in the annular space between the barrel and the hydraulic cylinder from above and below - under the hydraulic channels - sealing units are installed, the rod is fixed against turning relative to the hydraulic cylinder when using a key installed inside the cage with the possibility of axial movement along the longitudinal groove of the rod.

Кроме того, уплотнительные узлы состоят из манжетных уплотнений.In addition, the seal assemblies consist of lip seals.

Кроме того, ствол со штоком зафиксированы относительно гидроцилиндра в выдвинутом вниз положении для обеспечения перемещения переводника с гидроцилиндром вниз при создании осевого усилия для разрушения срезных элементов.In addition, the barrel with the rod is fixed relative to the hydraulic cylinder in an extended downward position to ensure the movement of the sub with the hydraulic cylinder downward when creating an axial force to destroy the shear elements.

На фиг. 1 приведена схема устройства установочного в транспортном положении, на фиг. 2 – разрез А–А на фиг. 1, на фиг. 3 – схема устройства установочного в транспортном положении в выдвинутом вниз положении ствола. In FIG. 1 shows a diagram of the installation device in the transport position, FIG. 2 - section A – A in Fig. 1, fig. 3 is a diagram of the device for setting in the transport position in the extended down position of the barrel.

Устройство установочное (фиг. 1) содержит гидроцилиндр 1, верхняя часть которого соединена с переводником 2, установленные в гидроцилиндре 1 ствол 3 с поршнем 4, шток 5, связанный с нижней частью ствола 3. В стволе 3 выполнены гидравлические каналы 6. В кольцевом пространстве между стволом 3 и гидроцилиндром 1 сверху и снизу – под гидравлическими каналами 6 – установлены уплотнительные узлы, состоящие из манжетных уплотнений 7, верхние из которых застопорены разрезными кольцами 8 и 9, а нижние упираются в шток 5 и зафиксированы сверху разрезным кольцом 8. На штоке 5 расположен стопорный узел, удерживающий ствол 3 от осевого перемещения при спуске устройства в скважину. Стопорный узел состоит из обоймы 10, соединенной с нижней частью 11 гидроцилиндра 1, и срезных элементов 12 (фиг. 2), связывающих обойму 10 и шток 5. Шток 5 зафиксирован от проворота относительно гидроцилиндра 1 при помощи шпонки 13, установленной внутри обоймы 10 с возможностью осевого перемещения по продольному пазу 14 штока 5. The installation device (Fig. 1) contains a hydraulic cylinder 1, the upper part of which is connected to the sub 2, installed in the hydraulic cylinder 1 barrel 3 with a piston 4, a rod 5 connected to the lower part of the barrel 3. In the barrel 3 there are hydraulic channels 6. In the annular space between the barrel 3 and the hydraulic cylinder 1 from above and below - under the hydraulic channels 6 - there are sealing assemblies consisting of lip seals 7, the upper ones of which are locked with split rings 8 and 9, and the lower ones rest against the stem 5 and are fixed from above with a split ring 8. On the stem 5 there is a stop unit that holds the borehole 3 from axial movement when the device is lowered into the well. The locking unit consists of a cage 10, connected to the lower part 11 of the hydraulic cylinder 1, and shear elements 12 (Fig. 2) connecting the cage 10 and the rod 5. The rod 5 is fixed against rotation relative to the hydraulic cylinder 1 by means of a key 13 installed inside the cage 10 with the possibility of axial movement along the longitudinal groove 14 of the rod 5.

При достаточном весе колонны НКТ для разрушения срезных элементов 12, но недостаточном для установки пакера, устройство спускают в скважину в выдвинутом вниз положении ствола 3 со штоком 5 (фиг. 3).If the weight of the tubing string is sufficient to destroy the shear elements 12, but insufficient to set the packer, the device is lowered into the well in the extended downward position of the borehole 3 with the rod 5 (Fig. 3).

Устройство установочное работает следующим образом. The installation device works as follows.

Устройство устанавливают над пакером (на фиг. не показан). Над устройством устанавливают гидравлический якорь (на фиг. не показан) и спускают в скважину на колонне НКТ на заданную глубину. Устройство приводят в рабочее положение созданием избыточного давления в колонне НКТ, предварительно перекрыв проходной канал между пакером и устройством, в результате чего гидравлический якорь упирается в стенки обсадной трубы, а ствол 3 со штоком 5 перемещаются вниз относительно гидроцилиндра 1, срезая срезные элементы 12, и далее происходит перемещение нижеустановленного пакера до посадки.The device is installed above the packer (not shown in the figure). A hydraulic anchor is installed above the device (not shown in the figure) and lowered into the well on a tubing string to a predetermined depth. The device is brought into working position by creating excess pressure in the tubing string, having previously closed the passageway between the packer and the device, as a result of which the hydraulic anchor rests against the walls of the casing, and the barrel 3 with the rod 5 move downward relative to the hydraulic cylinder 1, cutting off the shear elements 12, and then the downstream packer is moved until landing.

При спуске устройства в скважину в выдвинутом вниз положении ствола 3 (фиг. 3) сначала создают осевую сжимающую нагрузку для среза срезных элементов 12, в результате чего гидроцилиндр 1 перемещается вниз относительно ствола 3 до упора переводника 2 в торец ствола 3, затем созданием избыточного давления в колонне НКТ приводят в движение ствол 3 со штоком 5 до посадки пакера.When lowering the device into the borehole in the extended downward position of the borehole 3 (Fig. 3), an axial compressive load is first created to cut the shear elements 12, as a result of which the hydraulic cylinder 1 moves downward relative to the borehole 3 until the sub 2 stops at the end of the borehole 3, then by creating excess pressure in the tubing string, the borehole 3 with the rod 5 is set in motion before the packer is set.

Установка шпонки 13 фиксирует шток 5 от проворота относительно гидроцилиндра 1, что обеспечивает возможность передачи крутящего момента на нижеустановленное оборудование (пакер).Installing the key 13 fixes the rod 5 against rotation relative to the hydraulic cylinder 1, which makes it possible to transmit torque to the equipment below it (packer).

Таким образом, предлагаемое устройство имеет простую и надежную конструкцию, обеспечивающую установку в скважине пакера или многопакерной компоновки гидравлическим способом при невозможности передать вес НКТ на пакер или при недостаточном весе колонны НКТ для установки пакера, а также обеспечивающую возможность передачи крутящего момента на нижеустановленное оборудование. Thus, the proposed device has a simple and reliable design that provides for the installation of a packer or multi-packer assembly in the well in a hydraulic way if it is impossible to transfer the weight of the tubing to the packer or if the weight of the tubing string is insufficient for installing the packer, and also provides the ability to transfer torque to the equipment below.

Claims

1. An installation device for installing a packer and multi-packer assemblies in a well casing, containing a sub connected to the upper part of a hydraulic cylinder, in which a borehole with a piston is installed, hydraulic channels made in the borehole, a rod connected to the lower part of the borehole and fixed against axial movement when using a stopping unit, consisting of a clip connected to the bottom of the hydraulic cylinder, and shear elements connecting the clip and the rod, characterized in that the barrel is installed in the hydraulic cylinder under the sub, in the annular space between the barrel and the hydraulic cylinder from above and below - under the hydraulic channels - installed sealing units, the rod is fixed against rotation relative to the hydraulic cylinder using a key installed inside the cage with the possibility of axial movement along the longitudinal groove of the rod.

2. The installation device according to claim 1, characterized in that the sealing assemblies consist of lip seals.

3. The setting device according to claim. 1, characterized in that the barrel with the rod is fixed relative to the hydraulic cylinder in the extended downward position to ensure the movement of the sub with the hydraulic cylinder downward when creating an axial force to destroy the shear elements.