RU2773125C1 - Device for isolation of formations in a well - Google Patents

Device for isolation of formations in a well Download PDF

Info

Publication number
RU2773125C1
RU2773125C1 RU2021135885A RU2021135885A RU2773125C1 RU 2773125 C1 RU2773125 C1 RU 2773125C1 RU 2021135885 A RU2021135885 A RU 2021135885A RU 2021135885 A RU2021135885 A RU 2021135885A RU 2773125 C1 RU2773125 C1 RU 2773125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anchor
piston
cone
hydraulic pusher
housing
Prior art date
Application number
RU2021135885A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Степанов
Дмитрий Валерьевич Горбунов
Алексей Александрович Фотиев
Данила Николаевич Мартюшев
Максим Олегович Перельман
Евгений Вячеславович Пошвин
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Application granted granted Critical
Publication of RU2773125C1 publication Critical patent/RU2773125C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry and can be used in the operation of oil and gas wells, in particular, for isolation of layers during simultaneous-separate operation. The device for isolating formations in a well includes a stepped housing with a main through passage for a pumped liquid, a seal assembly located on the upper part of the housing, containing a sealing element in the form of a set of cuffs expanding in the radial direction. The cuffs are located between the shoes of the end protection, the hydraulic pusher and the piston are installed with the possibility of movement, limiting the annular chamber. The chamber is connected by an opening to the passage channel, the anchor assembly is presented, consisting of the lower cone and the upper cone, covered by an elastic anchor clutch sliding along the outer cones in the middle part and along the edges, shear screws that determine the order of operation of the piston, hydraulic pusher and displacement of the lower cone. The hydraulic pusher is mounted on the housing above the anchor unit and is surrounded by a cylinder connected to the piston from the outside. The annular chamber is formed between the outer surface of the housing and the inner surface of the cylinder and is located below the seal assembly and above the anchor assembly. The upper part of the annular chamber is blocked by a piston, and the lower part by a hydraulic pusher, installed with the possibility of moving in opposite directions relative to each other, ensuring the immobility of the anchor coupling during operation of the seal assembly and in the position of fixing in the housing string and with the possibility of joint movement down behind the upper cone of the anchor node when removing the device to relieve the compression force from the sealing element. The anchor assembly is equipped with a lower sliding sleeve located under the upper cone with the possibility of fixation on the device housing and ensuring the immobility of the upper cone and fixing the anchor assembly in the housing. Inside the cylinder there is an upper sliding sleeve that interacts with the outer surface of the hydraulic pusher to jointly hold the piston and cylinder on the hydraulic pusher at the end of the working stroke. A split spring ring is fixed under the lower cone, which is fixed when the lower cone is shifted in the groove on the housing, made below the anchor assembly, during the removal of the device.
EFFECT: increasing the reliability of operation, simplifying the removal of the device and expanding its functionality.
8 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности, для изоляции пластов в скважине с углом различной кривизны и в горизонтальных скважинах, при работе в условиях высокого давления и высокой температуры, при одновременно-раздельной эксплуатации.The invention relates to the oil industry and can be used in the operation of oil and gas wells, in particular, for isolating formations in a well with an angle of different curvature and in horizontal wells, when operating under conditions of high pressure and high temperature, with simultaneous-separate operation.

Известна подвеска для насосно-компрессорных труб с боковыми проходными соединительными каналами, включающая узел уплотнения и корпус, имеющий один или несколько продольных каналов для гидравлических, оптоволоконных и/или электрических линий управления. На корпусе подвески размещен гидравлический толкатель с фиксирующим замком, узел уплотнения, узел якоря. Внутри корпуса размещен цанговый узел разъединения подвески колонны, режущие клинья для прерывания линий управления. Узел якоря снабжен муфтой в виде сегментов с равномерным уклоном, разделенных канавками для расширения в радиальном направлении до зацепления с внутренней стенкой трубы. Якорная муфта создает равномерную нагрузку на стенку эксплуатационной колонны в месте закрепления подвески. Узел уплотнения подвески колонны включает множество уплотнительных элементов из эластичного материала, металла, пластика или любой их комбинации. Элементы могут иметь гребни, элементы выдавливания, канавки для лучшего прилегания манжет к внутренней стенке обсадной колонны [US 6609567, 04.05.2001].Known suspension for tubing with lateral through-connecting channels, including a seal assembly and a housing having one or more longitudinal channels for hydraulic, fiber optic and/or electrical control lines. On the suspension body there is a hydraulic pusher with a locking lock, a seal assembly, an anchor assembly. Inside the body there is a collet assembly for disconnecting the column suspension, cutting wedges for interrupting control lines. The anchor assembly is provided with a coupling in the form of segments with a uniform slope, separated by grooves for expanding in the radial direction until it engages with the inner wall of the pipe. The anchor sleeve creates a uniform load on the wall of the production casing at the place where the suspension is fixed. The column suspension seal assembly includes a plurality of sealing elements made of elastic material, metal, plastic, or any combination thereof. The elements may have ridges, extrusion elements, grooves for better fit of the collars to the inner wall of the casing [US 6609567, 04.05.2001].

Недостатком данной конструкции является сложность извлечения устройства из ствола скважины по причине отсутствия возможности сложить якорную муфту и снять сжатие манжет узла уплотнения.The disadvantage of this design is the difficulty of extracting the device from the wellbore due to the inability to fold the anchor sleeve and remove the compression of the cuffs of the seal assembly.

Известна муфта узла якоря для крепления технических средств в скважине, поджимаемая с внутренней стороны клиньями, распределяющими усилие по якорной муфте равномерно для внедрения ее зубьев в стенку скважины [ЕР 0898048 А2, 24.02.1999].Known sleeve node anchor for fixing technical means in the well, pressed from the inside by wedges that distribute the force on the anchor sleeve evenly for the introduction of its teeth into the wall of the well [EP 0898048 A2, 24.02.1999].

Недостатком данной конструкции является наличие паза якорной муфты, параллельного оси изделия, необходимого для сборки узла и прохождения гидравлических, оптоволоконных, электрических линий управления через устройство, но создающего помеху при снятии технического средства, например пакера, особенно при выполнении возвратно-поступательных движений в скважине.The disadvantage of this design is the presence of an anchor sleeve groove parallel to the product axis, which is necessary for assembling the assembly and passing hydraulic, fiber-optic, electrical control lines through the device, but interfering with the removal of a technical tool, such as a packer, especially when performing reciprocating movements in the well.

Известен сервисный пакер с размещенными обособленно узлами якоря, представляющий корпус с установленным на нем верхним узлом якоря, спусковым устройством, узлом уплотнения, включающим множество кольцевых манжет, предохраняемых башмаками торцевой защиты от сдвига давлением в межтрубном пространстве, установочным узлом, в кольцевой полости которого расположена фиксирующая втулка, нижним узлом якоря. Внутри корпуса сервисного пакера в нижней его части установлен механизм отсоединения от нижележащей колонны насосно-компрессорных труб [US Patent 6112811, 05.09.2000].A service packer is known with anchor assemblies placed separately, representing a body with an upper anchor assembly installed on it, a release device, a seal assembly including a plurality of annular cuffs protected by end protection shoes from shear pressure in the annular space, an installation node, in the annular cavity of which a fixing bushing, lower anchor assembly. Inside the service packer housing, in its lower part, there is a mechanism for disconnecting from the underlying tubing string [US Patent 6112811, 09/05/2000].

Недостатком данного сервисного пакера является риск повреждения кольцевых манжет и потеря герметичности уплотнения при трении о внутреннюю стенку эксплуатационной колонны при активации верхнего узла якоря при передаче усилия через узел уплотнения со сдвигом последнего.The disadvantage of this service packer is the risk of damage to the annular cuffs and loss of tightness of the seal when rubbing against the inner wall of the production string when the upper anchor assembly is activated when the force is transmitted through the seal assembly with a shear of the latter.

Известна система уплотнения подвески хвостовика с пружиной для создания дополнительной силы сжатия эластичных манжет при их деформации, представляющая собой расположенную между толкателем, верхним якорем и уплотнительным элементом и нижним якорем прорезную пружину. После снятия усилия веса транспортировочной колонны на узлы якоря и уплотнительный элемент и закрепления подвески хвостовика в эксплуатационной колонне пружина обеспечивает упругое поджатие эластичных манжет узла уплотнения для предотвращения снижения герметизирующей способности [CN 106522868А, 22.03.2017].A known system for sealing the liner suspension with a spring to create additional compression force of the elastic cuffs when they are deformed, which is a slotted spring located between the pusher, the upper anchor and the sealing element and the lower anchor. After removing the weight of the transport string on the anchor assemblies and the sealing element and fixing the liner hanger in the production string, the spring provides elastic compression of the elastic cuffs of the seal assembly to prevent a decrease in sealing capacity [CN 106522868A, 03/22/2017].

Недостатком конструкции является действие предварительно сжатой пружины узла уплотнения между двух якорных узлов, закрепляющих устройство на стенке обсадной колонны, что осложняет применение прорезной пружины для создания дополнительной силы сжатия в технических средствах, извлекаемых из скважины.The disadvantage of the design is the action of a pre-compressed spring of the seal assembly between two anchor assemblies that secure the device to the casing wall, which complicates the use of a slotted spring to create additional compression force in the technical means retrieved from the well.

Наиболее близким решением из всех известных является устройство для изоляции пластов в скважине, работающее в условиях высокого давления и высокой температуры, которое представляет ступенчатый корпус с проходным каналом, в верхней части которого установлен узел уплотнения, состоящий из уплотнительных элементов в виде расширяющихся в радиальном направлении кольцевых манжет и башмаков торцевой защиты. Узел уплотнения снабжен узлом блокировки его в транспортном положении. Ниже на корпусе расположены узел для втягивания нижнего башмака торцевой защиты при съеме устройства, якорный узел с якорной муфтой и гидравлический толкатель со скользящей фиксирующей втулкой в нижней части, расположенный между указанными узлами и передающий усилие от якорного узла вверх на сжатие уплотнений. Якорная муфта охватывает верхний конус и нижний конус, имеет внутренние поверхности скольжения в центральной части и по краям, обеспечивающие равномерное зацепление муфты со стенкой эксплуатационной колонны. Гидравлический толкатель охватывает кольцевую камеру, соединенную отверстием с проходным каналом устройства. Боковыми стенками камеры являются поршень и нижний переводник. На наружной поверхности переводника имеется канавка, предназначенная для фиксации скользящей втулки, связанной с поршнем при работе устройства. Первоначально поршень и нижний конус удерживаются срезными винтами за стопорное кольцо, установленное на нижнем переводнике. Перемещение верхнего конуса ограничивается с помощью установочного винта в канавке корпуса.The closest solution of all known is a device for isolating formations in a well, operating under high pressure and high temperature conditions, which is a stepped body with a through channel, in the upper part of which there is a sealing unit, consisting of sealing elements in the form of annular expanding in the radial direction. cuffs and shoes of end protection. The sealing unit is provided with a locking unit in the transport position. Below on the body there is a unit for retracting the bottom shoe of the end protection when the device is removed, an anchor unit with an anchor clutch and a hydraulic pusher with a sliding fixing sleeve in the lower part, located between these units and transmitting force from the anchor unit upwards to compress the seals. The anchor sleeve covers the upper cone and the lower cone, has internal sliding surfaces in the central part and along the edges, ensuring uniform engagement of the sleeve with the production string wall. The hydraulic pusher covers the annular chamber, connected by a hole with the passage channel of the device. The side walls of the chamber are the piston and the bottom sub. On the outer surface of the sub there is a groove designed to fix the sliding sleeve associated with the piston during operation of the device. Initially, the piston and bottom cone are held by shear screws on a retaining ring mounted on the bottom sub. The movement of the top cone is limited by a set screw in a housing groove.

Для съема устройства корпус разрезают инструментом, опускаемым на внутренний уступ проходного канала корпуса. После разрезки корпус устройства может перемещаться вверх, а поршень и нижний переводник могут перемещаться вниз, сдвигая нижний конус вниз и освобождая верхний конус, тем самым освобождая якорную муфту и снимая усилия сжатия с манжет узла уплотнения [US Patent 5944102, 31.08.1999].To remove the device, the body is cut with a tool lowered onto the inner ledge of the body passage channel. After cutting, the body of the device can move up, and the piston and lower sub can move down, shifting the lower cone down and releasing the upper cone, thereby releasing the anchor sleeve and relieving compression forces from the cuffs of the seal assembly [US Patent 5944102, 08/31/1999].

Недостатком устройства для изоляции пластов в скважине является невысокая надежность устройства, так как под действием пластового давления, сжимающего манжеты узла уплотнения может ослабнуть крепление якорной муфты в эксплуатационной колонне из-за наличия жесткой связи якорного узла и узла уплотнения. Понижает надежность и трение манжет о внутреннюю стенку ствола скважины в процессе активации узла уплотнения и якорного узла, приводящее к повреждению кольцевых манжет и потере герметичности уплотнения. Недостатком данной конструкции также является отсутствие возможности сложить якорную муфту, снять сжатие манжет узла уплотнения и снять устройство для изоляции пластов в скважине без разрезания корпуса специальным инструментом.The disadvantage of the device for isolating formations in a well is the low reliability of the device, since under the action of formation pressure compressing the cuffs of the seal assembly, the fastening of the anchor sleeve in the production string can be weakened due to the presence of a rigid connection between the anchor assembly and the seal assembly. Reduces the reliability and friction of the collars against the inner wall of the wellbore during the activation of the seal assembly and the anchor assembly, leading to damage to the annular collars and loss of seal tightness. The disadvantage of this design is also the inability to fold the anchor sleeve, remove the compression of the cuffs of the seal assembly and remove the device for isolating the formations in the well without cutting the body with a special tool.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства по изоляции пластов в скважине за счет отделения узла уплотнения от якорного узла и упрощение съема устройства при окончании эксплуатации, расширение функциональных возможностей устройства при использовании в процессе одновременно-раздельной эксплуатации скважин.The technical result of the invention is to increase the reliability of the device for isolating formations in a well by separating the seal assembly from the anchor assembly and simplifying the removal of the device at the end of operation, expanding the functionality of the device when used in the process of simultaneous-separate operation of wells.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для изоляции пластов в скважине, включающем ступенчатый корпус с основным проходным каналом для перекачиваемой жидкости, узел уплотнения, содержащий уплотнительный элемент в виде набора расширяющихся в радиальном направлении манжет, расположенных между башмаками торцевой защиты, установленные с возможностью перемещения поршень и гидравлический толкатель, охватываемый верхней скользящей втулкой, ограничивающие кольцевую камеру, связанную отверстием с проходным каналом, якорный узел, состоящий из нижнего конуса и верхнего конуса, охваченных упругой якорной муфтой, срезные винты, определяющие порядок действия поршня, гидравлического толкателя и смещения нижнего конуса, согласно изобретению, гидравлический толкатель установлен на корпусе выше якорного узла и снаружи окружен цилиндром, охватывающим кольцевую камеру и соединенным с поршнем, причем поршень и гидравлический толкатель имеют возможность перемещаться друг относительно друга, обеспечивая неподвижность якорной муфты при работе узла уплотнения и в положении закрепления в обсадной колонне, и имеют возможность совместного перемещения вниз за верхним конусом якорного узла при извлечении устройства для снятия силы сжатия с уплотнительного элемента, внутри цилиндра размещена верхняя скользящая втулка, перемещающаяся по наружной поверхности гидравлического толкателя, в верхнем конусе, соединенным с гидравлическим толкателем, расположена нижняя скользящая втулка с возможностью фиксации на корпусе устройства, под нижним конусом закреплено разрезное пружинное кольцо, закрытое гайкой и фиксируемое при сдвиге нижнего конуса в канавке на корпусе устройства, выполненной ниже якорного узла, во время его извлечения.The specified technical result is achieved by the fact that in a device for isolating formations in a well, including a stepped housing with a main passage channel for a pumped liquid, a seal assembly containing a sealing element in the form of a set of cuffs expanding in the radial direction, located between the shoes of the end protection, installed with the possibility piston and hydraulic pusher, covered by the upper sliding sleeve, limiting the annular chamber, connected with the opening to the passage channel, the anchor assembly, consisting of the lower cone and the upper cone covered by the elastic anchor coupling, shear screws, which determine the order of action of the piston, the hydraulic pusher and the displacement of the lower cone, according to the invention, the hydraulic pusher is mounted on the body above the anchor assembly and is surrounded on the outside by a cylinder enclosing the annular chamber and connected to the piston, the piston and the hydraulic pusher being able to move relative to each other. but each other, ensuring the immobility of the anchor coupling during the operation of the seal assembly and in the position of fixing in the casing string, and have the ability to jointly move down behind the upper cone of the anchor assembly when the device is removed to remove the compression force from the sealing element, an upper sliding sleeve is placed inside the cylinder, moving along the outer surface of the hydraulic pusher, in the upper cone connected to the hydraulic pusher, there is a lower sliding sleeve with the possibility of fixing on the device body, a split spring ring is fixed under the lower cone, closed with a nut and fixed when the lower cone is shifted in the groove on the device body, made below the anchor node while it is being retrieved.

Узел уплотнения установлен в верхней части корпуса, ниже него на корпусе установлены с возможностью перемещения поршень с цилиндром и гидравлический толкатель, образующие кольцевую камеру, связанную гидравлической связью с проходным каналом. Поршень соединен с цилиндром и удерживается на корпусе устройства срезным винтом, по крайней мере, одним. При повышении давления в камере поршень с цилиндром и гидравлический толкатель выполняют движение в противоположных направлениях. В средней части корпуса установлен якорный узел, включающий верхний конус, связанный с гидравлическим толкателем, и нижний конус, зафиксированный в канавке корпуса срезным винтом, по крайней мере, одним. Якорная муфта, охватывающая конусы, скользит по нескольким наружным конусам за счет конических шеек в средней части и по краям.The seal assembly is installed in the upper part of the housing, below it on the housing a piston with a cylinder and a hydraulic pusher are installed with the possibility of movement, forming an annular chamber hydraulically connected to the through passage. The piston is connected to the cylinder and is held on the body of the device by a shear screw, at least one. When the pressure in the chamber increases, the piston with the cylinder and the hydraulic pusher move in opposite directions. An anchor assembly is installed in the middle part of the housing, including an upper cone connected to a hydraulic pusher and a lower cone fixed in the housing groove with at least one shear screw. Anchor coupling, covering the cones, slides on several outer cones due to the conical necks in the middle and along the edges.

С помощью нижней скользящей втулки верхний конус фиксируется в новом положении в канавках корпуса. В верхнем конусе нижняя скользящая втулка закреплена с помощью нарезки с профилем, усиливающим ее прижатие к корпусу при движении верхнего конуса и якорной муфты в обратном направлении под нагрузкой от веса устройства для изоляции пластов в скважине и другого оборудования.The lower sliding sleeve locks the upper cone into its new position in the housing grooves. In the upper cone, the lower sliding sleeve is fixed by means of a thread with a profile that enhances its pressing against the body when the upper cone and the anchor sleeve move in the opposite direction under the load from the weight of the device for isolating the formations in the well and other equipment.

Нижний конус неподвижен и снабжен защелкой в виде разрезного пружинного кольца, закрытого гайкой. Выполненные в нижней части на корпусе устройства кольцевые канавки обеспечивают удерживание нижнего конуса пружинным кольцом в новом положении после перемещения вниз при съеме устройства.The lower cone is fixed and equipped with a latch in the form of a split spring ring closed with a nut. The annular grooves made in the lower part of the body of the device ensure that the lower cone is held in a new position by the spring ring after moving down when the device is removed.

Совместное удержание поршня и цилиндра на гидравлическом толкателе в конце рабочего хода фиксируется с помощью верхней скользящей втулки.Joint retention of the piston and cylinder on the hydraulic pusher at the end of the stroke is fixed with the help of the upper sliding sleeve.

Узел уплотнения включает в себя множество кольцевых манжет, причем верхняя и нижняя манжеты выполнены из более твердого эластичного материала, по сравнению с материалом центральных манжет. Различие в твердости эластичного материала позволяет центральным манжетам лучше герметизировать, а крайним манжетам полноценно удерживать уплотнительный элемент от смещения в герметизируемом межтрубном пространстве под действием перепада давления. Между манжетами могут быть установлены разделительные кольца, снабженные удерживающими поясками, задающими характер деформации эластичных манжет. Сжатие манжет происходит между двух торцевых башмаков с опорой верхнего башмака на торец корпуса устройства.The seal assembly includes a plurality of annular cuffs, the top and bottom cuffs being made of a harder elastic material than the material of the center cuffs. The difference in the hardness of the elastic material allows the central cuffs to better seal, and the outer cuffs fully retain the sealing element from displacement in the sealed annular space under the action of pressure drop. Separating rings can be installed between the cuffs, equipped with retaining bands that determine the nature of the deformation of the elastic cuffs. The cuffs are compressed between two end shoes with the support of the upper shoe on the end of the device body.

Для дополнительного уплотнения кольцевых манжет поршень имеет сверху часть, выполненную в виде прорезной пружины. При работе узла уплотнения прорезная пружина сжимается, после сброса давления в проходном канале и кольцевой камере устройства начинает поджимать манжеты уплотнительного элемента, повышая надежность герметичного перекрытия межтрубного пространства.For additional sealing of the annular cuffs, the piston has a part on top made in the form of a slotted spring. During the operation of the sealing unit, the slotted spring is compressed, after depressurizing in the passage channel and the annular chamber of the device, it begins to compress the cuffs of the sealing element, increasing the reliability of the hermetic overlap of the annular space.

Для удержания верхней скользящей фиксирующей втулки на наружной части гидравлического толкателя сформированы канавки, а на внутренней поверхности цилиндра выполнена нарезка с профилем, который усиливает прижатие втулки к гидравлическому толкателю при движении поршня и цилиндра в обратном направлении под усилием действия перепада давления на манжетах узла уплотнения.To hold the upper sliding locking sleeve, grooves are formed on the outer part of the hydraulic pusher, and a thread with a profile is made on the inner surface of the cylinder, which enhances the pressing of the sleeve to the hydraulic pusher when the piston and cylinder move in the opposite direction under the force of the differential pressure on the cuffs of the seal assembly.

Корпус устройства снабжен каналом для прохода кабеля и имеет дополнительные сквозные каналы для прохождения гидравлических, оптоволоконных, электрических или обеих линий управления, капиллярных каналов для выхода газа. Для удобства прокладывания кабельных и сигнальных линий на корпусе выполнены лыски, оснащенные прижимающими линии планками с винтами крепления к корпусу.The body of the device is provided with a channel for the passage of the cable and has additional through channels for the passage of hydraulic, fiber optic, electrical or both control lines, capillary channels for gas outlet. For the convenience of laying cable and signal lines, flats are made on the case, equipped with strips pressing the lines with screws for fastening to the case.

Возможен вариант исполнения устройства для изоляции пластов в скважине, когда в корпусе устройства установлено седло для удержания герметично перекрывающей проходной канал пробки активации или запорного шара. Пробка активации или шар отделяют лежащий ниже проходной канал, их посадка на седло является началом активации устройства. Запорный шар может быть выполнен из сплава, растворимого в результате коррозии при контакте со скважинной жидкостью.A version of the device for isolating formations in a well is possible, when a seat is installed in the body of the device to hold an activation plug or a locking ball that tightly seals the passage channel. The activation plug or ball separates the underlying orifice, their seating on the seat is the beginning of the activation of the device. The locking ball may be made of an alloy that is soluble as a result of corrosion in contact with the well fluid.

Сущность изобретения.The essence of the invention.

Устройство для изоляции пластов в скважине предполагает большую надежность герметизации межтрубного пространства посредством узла уплотнения в устройстве, уже закрепленном в обсадной колонне. В активированном узле уплотнения в течение всего срока службы происходит дополнительное уплотнение кольцевых манжет узла усилием разжатия части поршня, выполненной в виде прорезной пружины. Применение якорной муфты в виде упругой втулки с параллельными оси пазами позволяет равномерно распределять усилие по кольцевой поверхности внутренней стенки обсадной трубы, что способствует ее надежному закреплению. При активации узла уплотнения в закрепленном устройстве происходит дополнительное поджатие закрепленной якорной муфты. Использование скользящих втулок обеспечивает надежную фиксацию узла якоря без ослабления, например, при аварийном сбросе давления во время приведения устройства в рабочее положение, надежную работу эластичных манжет якорного узла в сжатом состоянии по герметизации межтрубного пространства. В конструкции реализован улучшенный съем устройства из скважины при возврате якорной муфты в первоначальное состояние за счет упругих сил материала, сдвига поршня и гидравлического толкателя вниз по корпусу, наличия свободного пространства для возврата резиновых уплотнительных элементов в первоначальное положение и сжатия якорного узла, что обеспечивает целостность извлекаемого из скважины устройства. В предлагаемом устройстве для изоляции пластов в скважине возможно применение пробки активации или запорного шара для задания определенного момента срабатывания устройства. Кроме того, есть возможность выполнения дополнительных каналов в корпусе устройства для гидравлических, оптоволоконных, электрических или обеих линий управления, а также капиллярных каналов для выхода газа.A device for isolating formations in a well assumes greater reliability of sealing the annular space by means of a seal assembly in a device already fixed in the casing string. In the activated seal assembly, during the entire service life, the annular seals of the assembly are additionally sealed by the force of expanding the part of the piston, made in the form of a slotted spring. The use of an anchor coupling in the form of an elastic sleeve with grooves parallel to the axis allows the force to be evenly distributed along the annular surface of the inner wall of the casing, which contributes to its reliable fastening. When the seal assembly is activated in the fixed device, the fixed anchor clutch is additionally compressed. The use of sliding bushings ensures reliable fixation of the anchor assembly without loosening, for example, in case of emergency pressure relief while bringing the device into working position, reliable operation of the elastic cuffs of the anchor assembly in a compressed state to seal the annulus. The design implements an improved removal of the device from the well when the anchor sleeve is returned to its original state due to the elastic forces of the material, the displacement of the piston and the hydraulic pusher down the body, the availability of free space for returning the rubber sealing elements to their original position and compressing the anchor assembly, which ensures the integrity of the retrieved from the well of the device. In the proposed device for isolating formations in a well, it is possible to use an activation plug or a shut-off ball to set a certain moment of operation of the device. In addition, it is possible to make additional channels in the device housing for hydraulic, fiber optic, electrical or both control lines, as well as capillary channels for gas outlet.

Сущность изобретения поясняется чертежами. Краткое описание чертежей.The essence of the invention is illustrated by drawings. Brief description of the drawings.

Фиг. 1 - изображено устройство для изоляции пластов в скважине в транспортном положении;Fig. 1 - shows a device for isolating formations in a well in a transport position;

фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 по якорной муфте в сжатом состоянии.fig. 2 - section A-A of Fig. 1 on the anchor clutch in a compressed state.

Фиг. 3 - изображено устройство, которое закреплено в обсадной колонне путем расширения якорной муфты в радиальном направлении;Fig. 3 - shows a device that is fixed in the casing by expanding the anchor sleeve in the radial direction;

фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 3 по якорной муфте при зацеплении за обсадную колонну.fig. 4 - section B-B of Fig. 3 along the anchor coupling when engaging with the casing string.

Фиг. 5 - изображено устройство при создании герметичного перекрытия межтрубного пространства при сжатии уплотнительных элементов с деформацией их в радиальном направлении;Fig. 5 - a device is shown when creating a hermetic overlap of the annular space during compression of the sealing elements with their deformation in the radial direction;

фиг. 6 - выносной элемент В со скользящими втулками, закрепленными на нарезке со специальным профилем.fig. 6 - remote element B with sliding bushings fixed on threads with a special profile.

Фиг. 7 - изображено устройство в момент снятия закрепления при сдвиге нижнего конуса для сжатия якорной муфты.Fig. 7 - shows the device at the moment of removing the fastening when shifting the lower cone to compress the anchor clutch.

Фиг. 8 - изображен вариант устройства для изоляции пластов в скважине со множеством манжет уплотнительного элемента, разделенных кольцами без поясков, в корпусе которого выполнено множество второстепенных каналов, в основном проходном канале установлено седло под шар;Fig. 8 - shows a variant of a device for isolating formations in a well with a plurality of sealing element cuffs separated by rings without belts, in the body of which a plurality of secondary channels are made, a ball seat is installed in the main passage channel;

фиг. 9 - разрез Г-Г фиг. 8 по уплотнительному элементу;fig. 9 - section Г-Г of FIG. 8 on the sealing element;

фиг. 10 - разрез Д-Д фиг. 8 по якорной муфте, показывающий крепление линий к корпусу планками.fig. 10 - section D-D of FIG. 8 along the anchor coupling, showing the fastening of the lines to the hull with planks.

Устройство для изоляции пластов в скважине включает (фиг. 1) цельный ступенчатый корпус 1, на котором последовательно размещены узел уплотнения 3, поршень 4, связанный с цилиндром 6, закрепленный в исходном положении срезным винтом 5, по крайней мере, одним, гидравлический толкатель 7, и якорный узел. Поршень 4 имеет верхнюю часть с прорезями, расположенными в шахматном порядке, представляющую пружину. В корпусе выполнены основной проходной канал 9 для перекачки жидкости, канал для прохода кабельной линии 10, дополнительные каналы 37 для гидравлических, оптоволоконных и/или электрических линий управления, капиллярные каналы для выхода газа (фиг. 1, 2, 8, 9).The device for isolating formations in a well includes (Fig. 1) a one-piece stepped body 1, on which a seal assembly 3 is sequentially placed, a piston 4 connected to a cylinder 6, fixed in its original position by a shear screw 5, at least one hydraulic pusher 7 , and an anchor node. The piston 4 has an upper part with staggered slots representing a spring. The body has a main passage channel 9 for pumping liquid, a channel for the passage of a cable line 10, additional channels 37 for hydraulic, fiber optic and/or electric control lines, capillary channels for gas outlet (Fig. 1, 2, 8, 9).

В верхней части корпуса 1 торец выполнен с утолщением, ограничивающим перемещение башмаков торцевой защиты и кольцевых манжет узла уплотнения 3, нижний башмак торцевой защиты 30 поджат поршнем 4. Между корпусом 1, гидравлическим толкателем 7, поршнем 4 и цилиндром 6 образована кольцевая камера 11, которая имеет гидравлическую связь с основным проходным каналом 9 устройства через радиальное отверстие 12. Гидравлический толкатель 7 и поршнем 4 ограничивают камеру 11 в осевом направлении с противоположных сторон.In the upper part of the body 1, the end is made with a thickening that limits the movement of the end protection shoes and the annular cuffs of the seal assembly 3, the bottom end protection shoe 30 is pressed by the piston 4. Between the body 1, the hydraulic pusher 7, the piston 4 and the cylinder 6, an annular chamber 11 is formed, which has a hydraulic connection with the main passage channel 9 of the device through the radial hole 12. The hydraulic pusher 7 and the piston 4 limit the chamber 11 in the axial direction from opposite sides.

Гидравлический толкатель 7 снаружи окружен цилиндром 6. На наружной поверхности гидравлического толкателя 7 выполнены канавки 8 с треугольным профилем в сечении. В цилиндре 6 на внутренней поверхности размещена верхняя скользящая втулка 13, которая снабжена канавками с треугольным профилем в сечении во внутреннем отверстии со стороны гидравлического толкателя 7 и нарезкой с профилем прямоугольной трапеции в сечении на наружном диаметре, контактирующей с цилиндром 6. Для перемещения втулки 13 внутренняя поверхность цилиндра 6 имеет отверстие с нарезкой аналогичного профиля, усиливающей ее прижатие к канавке 8 на наружной поверхности гидравлического толкателя 7. При движении поршня 4 и цилиндра 6 в обратном направлении под действием перепада давления на узел уплотнения 3 нарезка цилиндра 6 сжимает скользящую втулку 13, обеспечивая надежную фиксацию в канавках 8 гидравлического толкателя 7. Гидравлический толкатель 7 зафиксирован в исходном положении с цилиндром 6 через промежуточную деталь. Повышение давления в основном проходном канале 9 создает усилие на нижнем торце поршня 4 и верхнем торце гидравлического толкателя 7. Начало движения гидравлического толкателя 7 задано срезным винтом 14, по меньшей мере, одним, начало движения поршня 4 задано срезным винтом 5, по меньшей мере, одним.The hydraulic pusher 7 is surrounded by a cylinder 6 on the outside. On the outer surface of the hydraulic pusher 7, grooves 8 are made with a triangular profile in cross section. In the cylinder 6 on the inner surface there is an upper sliding sleeve 13, which is provided with grooves with a triangular profile in cross section in the inner hole from the side of the hydraulic pusher 7 and a thread with a rectangular trapezoid profile in the cross section on the outer diameter, in contact with the cylinder 6. To move the sleeve 13, the inner the surface of the cylinder 6 has a hole with threads of a similar profile, which reinforces its pressing against the groove 8 on the outer surface of the hydraulic pusher 7. When the piston 4 and cylinder 6 move in the opposite direction under the action of the pressure drop on the seal assembly 3, the thread of the cylinder 6 compresses the sliding sleeve 13, providing secure fixation in the grooves 8 of the hydraulic pusher 7. The hydraulic pusher 7 is fixed in its original position with the cylinder 6 through an intermediate piece. The increase in pressure in the main passage channel 9 creates a force on the lower end of the piston 4 and the upper end of the hydraulic pusher 7. The start of the movement of the hydraulic pusher 7 is set by a shear screw 14, at least one, the start of the movement of the piston 4 is set by a shear screw 5, at least one.

В якорный узел включены верхний подвижный конус 15 и нижний неподвижный конус 18 с коническими шейками, которые снаружи закрыты разрезной якорной муфтой 16 из упругого материала. Верхний конус 15, гидравлический толкатель 7 и промежуточная деталь имеют возможность фиксации в новом положении с помощью нижней скользящей втулки 17, которая расположена внутри верхней части верхнего конуса 15 и перемещается по канавкам 2 с треугольным профилем в сечении, выполненным на нижней части корпуса 1 в области подвижного конуса 15. При этом нижняя скользящая втулка 17 снабжена канавками с треугольным профилем в сечении во внутреннем отверстии со стороны корпуса 1 и нарезкой с профилем прямоугольной трапеции в сечении на наружном диаметре, взаимодействующим с соответствующей нарезкой в отверстии на внутреннем диаметре верхнего конуса 15. Нарезка внутри отверстия верхнего конуса 15 усиливает прижатие скользящей втулки 17 к корпусу 1 при движении конуса 15 в обратном направлении под нагрузкой от якорной муфты 16.The anchor assembly includes an upper movable cone 15 and a lower fixed cone 18 with conical necks, which are closed from the outside with a split anchor sleeve 16 made of an elastic material. The upper cone 15, the hydraulic pusher 7 and the intermediate part are able to be fixed in a new position by means of the lower sliding sleeve 17, which is located inside the upper part of the upper cone 15 and moves along the grooves 2 with a triangular profile in cross section, made on the lower part of the body 1 in the area movable cone 15. At the same time, the lower sliding sleeve 17 is provided with grooves with a triangular cross-sectional profile in the inner hole on the side of the body 1 and a thread with a rectangular trapezoid profile in the cross section on the outer diameter, interacting with the corresponding thread in the hole on the inner diameter of the upper cone 15. Threading inside the hole of the upper cone 15 strengthens the pressing of the sliding sleeve 17 to the body 1 when the cone 15 moves in the opposite direction under load from the anchor clutch 16.

Якорная муфта 16, имеющая первоначально цилиндрическую форму, снабжена чередующимися пазами, параллельными оси устройства, для упругой деформации при работе якорного узла. На наружной поверхности муфты 16 имеются разнонаправленные закаленные зубья для внедрения во внутреннюю стенку обсадной колонны. В центральном отверстии якорной муфты выполнены конические шейки в середине и по краям, которые распределяют усилие для ее закрепления на стенку обсадной колонны равномерно по наружному цилиндру муфты 16. Расстояние между коническими шейками якорной муфты 16 и наружными коническими поверхностями верхнего подвижного конуса 15 и нижнего неподвижного конуса 18 может быть различно для первоочередного расширения центральной части муфты и прижатия (фиг. 1, 3, 5) к стенке обсадной трубы.Anchor clutch 16, which initially has a cylindrical shape, is provided with alternating grooves parallel to the axis of the device, for elastic deformation during operation of the anchor assembly. On the outer surface of the sleeve 16 there are multidirectional hardened teeth for penetration into the inner wall of the casing. In the central hole of the anchor coupling, conical necks are made in the middle and along the edges, which distribute the force for its fastening to the casing string wall evenly along the outer cylinder of the coupling 16. The distance between the conical necks of the anchor coupling 16 and the outer conical surfaces of the upper movable cone 15 and the lower fixed cone 18 can be different for the primary expansion of the central part of the coupling and pressing (Fig. 1, 3, 5) to the wall of the casing.

Неподвижный нижний конус 18 зафиксирован на корпусе 1 срезным винтом 19, по меньшей мере, одним. В нижней части неподвижного нижнего конуса 18 установлена защелка в виде разрезного пружинного кольца 20, закрытого поджимающей кольцо гайкой 21. В корпусе 1 ниже якорного узла выполнены кольцевые канавки 31 под пружинное кольцо 20. В новое положение неподвижный конус 18 переходит при снятии устройства при натяжении колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) после среза винта 19, когда разрезное кольцо 20 перемещается в ближайшую кольцевую канавку 31 на корпусе 1 (фиг. 7).The fixed lower cone 18 is fixed on the housing 1 by a shear screw 19, at least one. In the lower part of the fixed lower cone 18, a latch is installed in the form of a split spring ring 20, closed by a nut 21 pressing the ring. In the housing 1, below the anchor assembly, annular grooves 31 are made for the spring ring 20. The fixed cone 18 moves to a new position when the device is removed when the string is tensioned. tubing (tubing) after shearing the screw 19, when the split ring 20 moves into the nearest annular groove 31 on the body 1 (Fig. 7).

Корпус 1 в нижней части соединен с основанием 24 через втулки 22 и 23. Основание 24 притянуто к торцу корпуса 1 гайкой 25 за сухари 26 (фиг. 1).The body 1 in the lower part is connected to the base 24 through the bushings 22 and 23. The base 24 is drawn to the end of the body 1 by the nut 25 by the crackers 26 (Fig. 1).

Втулки 22 и 23 обеспечивают герметичность основного проходного канала 9 и канала под кабель 10. В корпусе 1 может быть сформирован, по крайней мере, один дополнительный канал 37 для гидравлических, оптоволоконных, электрических или обеих линий управления, и выполнены лыски ниже узла уплотнения 3, оснащенные планками 38 с винтами 39 крепления к корпусу, прижимающими эти линии (фиг. 9, 10).Bushings 22 and 23 ensure the tightness of the main passage channel 9 and the channel for the cable 10. At least one additional channel 37 for hydraulic, fiber optic, electrical or both control lines can be formed in the housing 1, and flats are made below the seal assembly 3, equipped with straps 38 with screws 39 fastening to the body, pressing these lines (Fig. 9, 10).

Узел уплотнения 3 состоит из двух крайних резиновых манжет 27 (верхней и нижней) и одной или нескольких центральных манжеты 28, разделенных между собой разделительными кольцами 29 с удерживающими поясками, выполненными из металла, неметаллических или композитных материалов. Пояски задают характер деформации центральных манжет 28 при перекрытии межтрубного пространства (фиг. 3, 5).The seal assembly 3 consists of two extreme rubber cuffs 27 (upper and lower) and one or more central cuffs 28 separated from each other by spacer rings 29 with retaining belts made of metal, non-metallic or composite materials. The belts set the nature of the deformation of the central cuffs 28 when the annulus is closed (Fig. 3, 5).

Возможен вариант исполнения узла уплотнения с разделительными кольцами 35 и 36 без удерживающих поясков. В этом случае разделительные кольца также могут быть выполнены из металла, неметаллических или композитных материалов (фиг. 8).It is possible to perform the seal assembly with spacer rings 35 and 36 without retaining bands. In this case, the spacer rings can also be made of metal, non-metal or composite materials (Fig. 8).

На внешней стороне узла уплотнения 3 установлены башмаки торцевой защиты 30, которая предохраняет крайние манжеты 27 от выдавливания в осевом направлении перепадом давления в межтрубном пространстве (фиг. 3, 5).On the outer side of the seal assembly 3 there are shoes of the end protection 30, which protects the extreme cuffs 27 from being squeezed out in the axial direction by the pressure drop in the annular space (Fig. 3, 5).

В корпусе 1 в проходном канале 9 в районе основания 24 может быть выполнено седло 32, которое предназначено для пробки активации или запорного шара 33. Перед началом работы устройства производится спуск пробки или шара и герметичная посадка в седло 32 с перекрытием проходного канала 9. При установке седла 32 в устройство для изоляции пластов необходимо отверстие 34 в корпусе 1 для слива столба скважинной жидкости (фиг. 8).In the body 1 in the passage channel 9 in the region of the base 24, a saddle 32 can be made, which is intended for an activation plug or a shut-off ball 33. Before the device starts, the plug or ball is lowered and hermetically sealed into the saddle 32 with the passage channel 9 blocked. saddle 32 in the device for isolation of layers requires a hole 34 in the housing 1 to drain the well fluid column (Fig. 8).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Устройство на насосно-компрессорных трубах с расположенным ниже электроцентробежным насосом (не показан) спускают в обсадную колонну скважины.A tubing device with an electric centrifugal pump (not shown) located below is lowered into the well casing.

Для работы устройства в проходном канале 9 и кольцевой камере 11 создается избыточное давление, перемещающее гидравлический толкатель 7 и поршень 4 в противоположных направлениях. Гидравлический толкатель 7, верхний конус 15, нижняя скользящая втулка 17 движутся вниз после среза винта 14, удерживающего их с поршнем 4 и цилиндром 6. Нижний конус 18, удерживаемый срезным винтом 19, остается неподвижным. Якорная муфта 16 скользит по наружным коническим поверхностям внутреннего конуса 15 и нижнего конуса 18 и, за счет конических шеек в отверстии, расширяется в радиальном направлении. При движении гидравлического толкателя 7 поршень 4, цилиндр 6 и скользящая втулка 13 остаются неподвижными, удерживаемыми срезным винтом 5.To operate the device in the passage channel 9 and the annular chamber 11, an excess pressure is created that moves the hydraulic pusher 7 and the piston 4 in opposite directions. The hydraulic pusher 7, the upper cone 15, the lower sliding sleeve 17 move down after the shear of the screw 14 holding them with the piston 4 and the cylinder 6. The lower cone 18 held by the shear screw 19 remains stationary. The anchor sleeve 16 slides along the outer conical surfaces of the inner cone 15 and the lower cone 18 and, due to the conical necks in the hole, expands in the radial direction. When the hydraulic pusher 7 moves, the piston 4, the cylinder 6 and the sliding sleeve 13 remain motionless, held by the shear screw 5.

Гидравлический толкатель 7 сдвигает верхний конус 15 навстречу нижнему конусу 18, при этом якорная муфта 16 упруго деформируется, расширяясь в радиальном направлении, и ее наружный диаметр увеличивается до внутреннего диаметра стенки эксплуатационной колонны. Расположенные на наружной поверхности муфты 16 закаленные зубья надежно внедряются в стенку колонны, удерживая устройство и связанный с ним электроцентробежный насос на заданной глубине. По окончании движения нижняя скользящая втулка 17 в верхнем конусе 15 фиксируется в канавках 2 корпуса 1 и исключает обратное движение верхнего конуса 15 и гидравлического толкателя 7 (фиг. 3), удерживая верхний конус 15 и якорную муфту 16 в новом положении.The hydraulic pusher 7 shifts the upper cone 15 towards the lower cone 18, while the anchor sleeve 16 is elastically deformed, expanding in the radial direction, and its outer diameter increases to the inner diameter of the production casing wall. Hardened teeth located on the outer surface of the coupling 16 reliably penetrate into the wall of the column, holding the device and the associated electric centrifugal pump at a given depth. At the end of the movement, the lower sliding sleeve 17 in the upper cone 15 is fixed in the grooves 2 of the body 1 and prevents the reverse movement of the upper cone 15 and the hydraulic pusher 7 (Fig. 3), holding the upper cone 15 and the anchor clutch 16 in a new position.

При росте давления в кольцевой камере 11 поршень 4, цилиндр 6 и скользящая втулка 13 начинают двигаться вверх после среза винта 5. Поршень 4 перемещает нижний башмак торцевой защиты 30, а верхний башмак торцевой защиты 30, опирающийся на торец корпуса 1, остается неподвижным. Под действием развиваемого усилия верхняя часть поршня 4, представляющая пружину, сжимается, сдвигает манжеты 27, 28 узла уплотнения 3 вверх, которые, сжимаясь в осевом направлении, расширяются до герметичного перекрытия межтрубного пространства. Манжеты 27 и 28 узла уплотнения 3, перемещаясь по разделительным кольцам 29, деформируются, создавая перекрытие, и распрямляют лепестки башмаков торцевой защиты 30, которые образуют кольцевые опоры для манжет, частично закрывающие межтрубное пространство. Башмаки торцевой защиты 30 предотвращают выдавливание перепадом давления крайних манжет 27 в осевом направлении (фиг. 5). Герметичность перекрытия межтрубного пространства обеспечивается действием усилия разжатия предварительно сжатой верхней части поршня 4, представляющей пружину, направленного на дополнительное уплотнение кольцевых манжет 27, 28 после сброса избыточного давления в камере 11.With an increase in pressure in the annular chamber 11, the piston 4, the cylinder 6 and the sliding sleeve 13 begin to move upward after the shear of the screw 5. The piston 4 moves the bottom shoe of the end protection 30, and the upper shoe of the end protection 30, resting on the end of the housing 1, remains stationary. Under the action of the developed force, the upper part of the piston 4, representing the spring, is compressed, shifts the cuffs 27, 28 of the seal assembly 3 upwards, which, compressing in the axial direction, expand to a hermetic overlap of the annulus. Cuffs 27 and 28 of the seal assembly 3, moving along the spacer rings 29, deform, creating an overlap, and straighten the petals of the shoes of the end protection 30, which form annular supports for the cuffs, partially covering the annulus. The end protection shoes 30 prevent the extreme cuffs 27 from being squeezed out by the pressure difference in the axial direction (Fig. 5). The tightness of the overlap of the annular space is ensured by the action of the unclenching force of the pre-compressed upper part of the piston 4, which is a spring, aimed at additional sealing of the annular cuffs 27, 28 after the release of excess pressure in the chamber 11.

Поршень 4 и цилиндр 6 во время перемещения сдвигают верхнюю втулку 13, скользящую по канавкам 8 гидравлического толкателя 7, и фиксируют ее, что обеспечивает нахождение манжет узла уплотнения 3 в сжатом состоянии и исключает обратный ход, например, при аварийном сбросе давления. Одновременно происходит поджатие якорной муфты 16 в зацеплении с обсадной колонной движением гидравлического толкателя 7 и верхнего конуса 15, которые при значимых перемещениях удерживаются в новом положении нижней скользящей втулкой 17, закрепившейся в канавках корпуса 2. Якорный узел с якорной муфтой 16 надежно удерживает устройство для изоляции пластов в скважине, что обеспечивает надежное герметичное перекрытие межтрубного пространства манжетами узла уплотнения 3. Полость основного проходного канала 9, канала для прохода кабельной линии 37 и межтрубное пространство ниже узла уплотнения 3 герметично разделены уплотнениями, установленными на поршне 4 и гидравлическом толкателе 7.Piston 4 and cylinder 6 during movement move the upper sleeve 13, sliding along the grooves 8 of the hydraulic pusher 7, and fix it, which ensures that the cuffs of the seal assembly 3 are in a compressed state and excludes reverse motion, for example, in case of emergency pressure release. At the same time, the anchor sleeve 16 is pressed in engagement with the casing by the movement of the hydraulic pusher 7 and the upper cone 15, which, during significant movements, are held in a new position by the lower sliding sleeve 17, which is fixed in the grooves of the body 2. The anchor assembly with the anchor sleeve 16 securely holds the device for isolation formations in the well, which ensures reliable hermetic overlap of the annular space by the cuffs of the seal assembly 3. The cavity of the main passage channel 9, the channel for the passage of the cable line 37 and the annular space below the seal assembly 3 are hermetically separated by seals mounted on the piston 4 and the hydraulic pusher 7.

Съем устройства проводится натяжением колонны НКТ вверх с усилием, достаточным для среза винта 19 (фиг. 7). Натяжение НКТ с усилием вместе с сопротивлением движению якорной муфты 16, находящейся в зацеплении со стенкой обсадной колонны, передает усилие на нижний конус 18, что приводит к срезу винта 19 и освобождению нижнего конуса 18, который сдвигается вниз до расцепления якорной муфты 16 со стенкой обсадной колонны. Сдвиг нижнего конуса 18 увеличивает расстояние между конусами 15, 18 и способствует сжатию якорной муфты 16 в радиальном направлении за счет упругих сил материала под действием трения о стенку трубы и возвращению якорной муфты 16 к ее исходному состоянию (фиг. 1). В верхней части якорной муфты 16 конические шейки в отверстии находятся в зацеплении с верхним конусом 15. При сжатии муфты и сдвиге ее вниз верхний конус 15, нижняя скользящая втулка 17 и гидравлический толкатель 7 также сдвигаются вниз. В результате происходит ослабление усилия сжатия кольцевых манжет узла уплотнения 3, перемещение поршня с цилиндром 6 вниз без или с изменением их положения относительно гидравлического толкателя 7. Тем самым уменьшается наружный диаметр манжет 27, 28 и достигается подготовка узла уплотнения 3 к извлечению из скважины в составе устройства.The device is removed by pulling the tubing string up with a force sufficient to shear the screw 19 (Fig. 7). The tension of the tubing with force, together with the resistance to movement of the anchor sleeve 16, which is engaged with the casing wall, transfers the force to the lower cone 18, which leads to the shear of the screw 19 and the release of the lower cone 18, which moves down until the anchor sleeve 16 disengages from the casing wall. columns. The shift of the lower cone 18 increases the distance between the cones 15, 18 and contributes to the compression of the anchor sleeve 16 in the radial direction due to the elastic forces of the material under the action of friction against the pipe wall and the return of the anchor sleeve 16 to its original state (Fig. 1). In the upper part of the anchor clutch 16, the conical necks in the hole are engaged with the upper cone 15. When the clutch is compressed and shifted down, the upper cone 15, the lower sliding sleeve 17 and the hydraulic pusher 7 also move down. As a result, the compression force of the annular seals of the seal assembly 3 is weakened, the piston with the cylinder 6 moves down without or with a change in their position relative to the hydraulic pusher 7. This reduces the outer diameter of the cuffs 27, 28 and prepares the seal assembly 3 for extraction from the well in the composition devices.

При съеме устройства допускается разворот отдельных фрагментов башмаков торцевой защиты 30 вниз вдоль оси устройства. Пружинное кольцо 20 нижнего конуса 18 фиксирует сдвинувшиеся детали наружного контура в одной из канавок 31, выполненных в корпусе 1 ниже якорного узла (фиг. 7). Это предохраняет от самопроизвольного сближения верхнего конуса 15 и нижнего конуса 18, а также исключает повторное зацепление якорной муфты 16 за стенку обсадной колонны, например, при расхаживании колонны насосно-компрессорных труб во время подъема устройства.When removing the device, it is allowed to rotate individual fragments of the end protection shoes 30 down along the axis of the device. The spring ring 20 of the lower cone 18 fixes the moved parts of the outer contour in one of the grooves 31 made in the housing 1 below the anchor assembly (Fig. 7). This prevents spontaneous convergence of the upper cone 15 and the lower cone 18, and also eliminates the re-engagement of the anchor sleeve 16 on the casing wall, for example, when the tubing string is walking while the device is being lifted.

Устройство для изоляции пластов в скважине может быть оснащено седлом 32 с герметизирующей манжетой (фиг. 8), которые расположены в проходном канале 9 и перекрываются запорным шаром 33 или пробкой активации, в этом случае в корпусе 1 выполняется радиальное отверстие 34, по крайней мере, одно. Радиальное отверстие 34 связывает проходной канал 9 с межтрубным пространством в нижней части устройства на уровне якорного узла, предназначено для слива столба жидкости в колонне и открывается при сдвиге нижнего конуса 18 вниз при съеме устройства.A device for isolating formations in a well can be equipped with a seat 32 with a sealing cuff (Fig. 8), which are located in the passage channel 9 and are blocked by a shut-off ball 33 or an activation plug, in this case a radial hole 34 is made in the body 1, at least one. The radial hole 34 connects the passage channel 9 with the annular space in the lower part of the device at the level of the anchor node, is designed to drain the liquid column in the column and opens when the lower cone 18 is shifted down when the device is removed.

Таким образом, благодаря возможности новой последовательности активации узлов конструкция предлагаемого устройства обеспечивает надежную изоляцию пластов в скважине и упрощение съема при окончании эксплуатации.Thus, due to the possibility of a new sequence of activation of nodes, the design of the proposed device provides reliable isolation of the formations in the well and simplifies removal at the end of operation.

Claims (8)

1. Устройство для изоляции пластов в скважине, включающее ступенчатый корпус с основным проходным каналом для перекачиваемой жидкости, размещенный на верхней части корпуса узел уплотнения, содержащий уплотнительный элемент в виде набора расширяющихся в радиальном направлении манжет, расположенных между башмаками торцевой защиты, установленные с возможностью перемещения гидравлический толкатель и поршень, ограничивающие кольцевую камеру, соединенную отверстием с проходным каналом, якорный узел, состоящий из нижнего конуса и верхнего конуса, охваченных упругой якорной муфтой, скользящей по наружным конусам в средней части и по краям, срезные винты, определяющие порядок действия поршня, гидравлического толкателя и смещения нижнего конуса, отличающееся тем, что гидравлический толкатель установлен на корпусе выше якорного узла и снаружи окружен цилиндром, соединенным с поршнем, кольцевая камера сформирована между внешней поверхностью корпуса и внутренней поверхностью цилиндра и размещена ниже узла уплотнения и выше якорного узла, при этом верхняя часть кольцевой камеры перекрыта поршнем, а нижняя часть - гидравлическим толкателем, установленными с возможностью перемещения в противоположные стороны друг относительно друга с обеспечением неподвижности якорной муфты при работе узла уплотнения и в положении закрепления в обсадной колонне и с возможностью совместного перемещения вниз за верхним конусом якорного узла при извлечении устройства для снятия силы сжатия с уплотнительного элемента, якорный узел снабжен нижней скользящей втулкой, расположенной под верхним конусом с возможностью фиксации на корпусе устройства и обеспечивающей неподвижность верхнего конуса и закрепление якорного узла в обсадной колонне, внутри цилиндра размещена верхняя скользящая втулка, взаимодействующая с наружной поверхностью гидравлического толкателя для совместного удержания поршня и цилиндра на гидравлическом толкателе в конце рабочего хода, под нижним конусом закреплено разрезное пружинное кольцо, фиксируемое при сдвиге нижнего конуса в канавке на корпусе, выполненной ниже якорного узла, во время извлечения устройства.1. A device for isolating formations in a well, including a stepped housing with a main passage channel for the pumped liquid, located on the upper part of the housing, a seal assembly containing a sealing element in the form of a set of cuffs expanding in the radial direction, located between the shoes of the end protection, installed with the possibility of movement a hydraulic pusher and a piston limiting the annular chamber connected by a hole to the passage channel, an anchor assembly consisting of a lower cone and an upper cone covered by an elastic anchor clutch sliding along the outer cones in the middle part and along the edges, shear screws that determine the order of the piston, hydraulic pusher and displacement of the lower cone, characterized in that the hydraulic pusher is mounted on the body above the anchor assembly and is surrounded on the outside by a cylinder connected to the piston, an annular chamber is formed between the outer surface of the body and the inner surface of the cylinder and is placed neither the same seal assembly and above the anchor assembly, while the upper part of the annular chamber is blocked by a piston, and the lower part by a hydraulic pusher, installed with the possibility of moving in opposite directions relative to each other, ensuring the anchor coupling is immobile during operation of the seal assembly and in the position of fixing in the casing string and with the possibility of joint movement down behind the upper cone of the anchor assembly when removing the device to relieve the compression force from the sealing element, the anchor assembly is equipped with a lower sliding sleeve located under the upper cone with the possibility of fixation on the device body and ensuring the immobility of the upper cone and fixing the anchor assembly in the casing column, inside the cylinder there is an upper sliding sleeve that interacts with the outer surface of the hydraulic pusher to jointly hold the piston and cylinder on the hydraulic pusher at the end of the stroke, a split spring ring is fixed under the lower cone tso, fixed when the lower cone is shifted in the groove on the body, made below the anchor assembly, during the removal of the device. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел уплотнения включает в себя множество кольцевых манжет, причем верхняя и нижняя манжеты выполнены из более твердого эластичного материала по сравнению с материалом центральных манжет.2. The device according to claim. 1, characterized in that the sealing assembly includes a plurality of annular cuffs, and the upper and lower cuffs are made of a harder elastic material compared to the material of the central cuffs. 3. Устройство по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что между манжетами установлены разделительные кольца, снабженные поясками, задающими характер деформации эластичных манжет.3. The device according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that separating rings are installed between the cuffs, equipped with belts that specify the nature of the deformation of the elastic cuffs. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть поршня выполнена в виде прорезной пружины.4. The device according to claim. 1, characterized in that the upper part of the piston is made in the form of a slotted spring. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для удержания верхней скользящей втулки на наружной части гидравлического толкателя сформированы канавки, а на внутренней поверхности цилиндра выполнена нарезка с профилем, который усиливает прижатие втулки к гидравлическому толкателю при движении поршня и цилиндра в обратном направлении под усилием действия перепада давления на расширяющихся манжетах узла уплотнения.5. The device according to claim 1, characterized in that to hold the upper sliding sleeve, grooves are formed on the outer part of the hydraulic pusher, and a thread with a profile is made on the inner surface of the cylinder, which increases the pressing of the sleeve to the hydraulic pusher when the piston and cylinder move in the opposite direction under the force of the action of the differential pressure on the expanding cuffs of the seal assembly. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе сформирован по крайней мере один дополнительный канал для кабельных и сигнальных линий, выполнены лыски с планками и винтами крепления к корпусу, прижимающими кабельные и сигнальные линии.6. The device according to claim 1, characterized in that at least one additional channel for cable and signal lines is formed in the housing, flats are made with straps and fastening screws to the housing, pressing the cable and signal lines. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе выполнено седло для удержания герметично перекрывающей проходной канал пробки активации, запорного шара или растворимого в скважинной жидкости запорного шара.7. The device according to claim 1, characterized in that the housing has a seat for holding an activation plug, a shut-off ball or a shut-off ball soluble in the well fluid. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что якорная муфта выполнена в виде упругой втулки с пазами, параллельными оси устройства.8. The device according to claim 1, characterized in that the anchor clutch is made in the form of an elastic sleeve with grooves parallel to the axis of the device.
RU2021135885A 2021-12-03 Device for isolation of formations in a well RU2773125C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2773125C1 true RU2773125C1 (en) 2022-05-30

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818222C1 (en) * 2023-04-14 2024-04-25 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Tool for preparation of production string for operation of pumping equipment and method of use thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5944102A (en) * 1996-03-06 1999-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. High temperature high pressure retrievable packer
RU2211302C1 (en) * 2001-12-25 2003-08-27 Цыбин Сергей Анатольевич Method of isolation of formations in well and device for injection of isolating material
RU2611798C1 (en) * 2015-12-08 2017-03-01 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Wireline drillable packer with setting tool
CN106522868A (en) * 2017-01-12 2017-03-22 太仓优尼泰克精密机械有限公司 Auxiliary expanding sealing system for drilling liner hanger
US9790764B2 (en) * 2012-07-02 2017-10-17 Halliburton Energy Services, Inc. Packer assembly having dual hydrostatic pistons for redundant interventionless setting
RU2661927C1 (en) * 2017-08-17 2018-07-23 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Double-barrel packer and device for cable sealing conducting between packer's external and internal beds
RU199872U1 (en) * 2019-09-25 2020-09-24 Николай Маратович Шамсутдинов Selective hydraulic fracturing assembly in horizontal wells
RU205529U1 (en) * 2021-03-20 2021-07-19 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Форойл" Hydraulic fluid separation device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5944102A (en) * 1996-03-06 1999-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. High temperature high pressure retrievable packer
RU2211302C1 (en) * 2001-12-25 2003-08-27 Цыбин Сергей Анатольевич Method of isolation of formations in well and device for injection of isolating material
US9790764B2 (en) * 2012-07-02 2017-10-17 Halliburton Energy Services, Inc. Packer assembly having dual hydrostatic pistons for redundant interventionless setting
RU2611798C1 (en) * 2015-12-08 2017-03-01 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Wireline drillable packer with setting tool
CN106522868A (en) * 2017-01-12 2017-03-22 太仓优尼泰克精密机械有限公司 Auxiliary expanding sealing system for drilling liner hanger
RU2661927C1 (en) * 2017-08-17 2018-07-23 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Double-barrel packer and device for cable sealing conducting between packer's external and internal beds
RU199872U1 (en) * 2019-09-25 2020-09-24 Николай Маратович Шамсутдинов Selective hydraulic fracturing assembly in horizontal wells
RU205529U1 (en) * 2021-03-20 2021-07-19 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Форойл" Hydraulic fluid separation device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818222C1 (en) * 2023-04-14 2024-04-25 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Tool for preparation of production string for operation of pumping equipment and method of use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018388685B2 (en) Packing element booster
CA2582751C (en) Secondary lock for a downhole tool
US8579023B1 (en) Composite downhole tool with ratchet locking mechanism
NO315720B1 (en) Retractable, expandable packing device with anti-extortion system for sealing a substantially annular space between a cylindrical object and a bore
WO1979001087A1 (en) Fluid pressure set and released well packer apparatus
WO2001092682A1 (en) Sealing assembly with deformable fluid-containing core
GB2373006A (en) Collet-cone slip system for releasably securing well tools
MX2008009702A (en) Retrievable downhole packer assembly.
WO2016205379A1 (en) Seal pressure relaxation device prior to release of retrievable packer
US20060032628A1 (en) Well casing straddle assembly
RU2738052C1 (en) Device for lowering suspension and cementing shank in well
AU2022203667A1 (en) Well packers
RU2773125C1 (en) Device for isolation of formations in a well
EP3094813B1 (en) Sealing element for downhole tool
RU2712865C1 (en) Non-metallic sealing element
RU2344270C2 (en) Drillable packer
RU2675392C1 (en) Liner packer hanger, liner packer hanger anchor assembly, liner packer hanger coupling, liner packer hanger anchor element
RU2386011C1 (en) Hydra-mechanical packer
GB2280461A (en) Hydraulically set packer
RU2530064C1 (en) Equipment disengagement method for downhole treatment with simultaneous disengagement of electric or hydraulic lines
RU2698348C1 (en) Packing unit of packer
RU2009309C1 (en) Hydromechanical anchor
RU2215864C1 (en) Packer
RU2759565C1 (en) Hydraulic dual packer
RU2787672C1 (en) Retrievable packer