RU41791U1

RU41791U1 - PACKER

Info

Publication number: RU41791U1
Application number: RU2004115229/22U
Authority: RU
Inventors: В.П. Будин; В.Р. Драчук; Н.А. Емелин
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "ОСКОН"
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2004-11-10

Abstract

Пакер, содержащий установленный на колонне труб ствол, на котором установлены гидроцилиндр с поршнем и уплотнительные элементы, причем гидроцилиндр установлен с возможностью осевого перемещения относительно ствола и воздействия на уплотнительные элементы, отличающийся тем, что гидроцилиндр и поршень выполнены в виде перевернутых стаканов, коаксиально расположенных относительно ствола, причем наружная и внутренняя цилиндрические поверхности поршня выполнены ступенчато увеличивающимися в направлении к уплотнительным элементам с образованием с внутренней поверхностью гидроцилиндра и стволом соответственно наружной и внутренней полостей, при этом наружная полость сообщена с затрубным пространством скважины посредством отверстий, выполненных в стенке гидроцилиндра, а в стволе выполнены отверстия, посредством которых ствол сообщен с внутренней полостью.A packer comprising a barrel mounted on a pipe string on which a hydraulic cylinder with a piston and sealing elements are mounted, the hydraulic cylinder being mounted with the possibility of axial movement relative to the barrel and acting on the sealing elements, characterized in that the hydraulic cylinder and the piston are made in the form of inverted cups coaxially arranged relative to the barrel, the outer and inner cylindrical surfaces of the piston are made stepwise increasing towards the sealing elements with by developing the outer and inner cavities with the inner surface of the hydraulic cylinder and the barrel, the outer cavity being in communication with the annular space of the well by holes made in the wall of the hydraulic cylinder, and the holes are made in the barrel by means of which the barrel communicates with the inner cavity.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническим средствам для поинтервального воздействия на призабойную зону многопластовых объектов, обнаружения и ликвидации негерметичности эксплуатационных колонн в скважинах различного назначения..The utility model relates to the oil and gas industry, and in particular to technical means for intermittent impact on the bottom-hole zone of multi-layer objects, detection and elimination of leakage of production casing in wells for various purposes ..

Известен пакер, содержащий ствол и пакерующие узлы с уплотнительными элементами, гидроцилиндром с поршнем и системой взаимосвязанных отверстий, (см., авторское свидетельство СССР 1698421, Кл. Е 21 В 33/12, 15.12.1991).A known packer containing a barrel and packer units with sealing elements, a hydraulic cylinder with a piston and a system of interconnected holes (see, USSR copyright certificate 1698421, CL. E 21 B 33/12, 12/15/1991).

Данный пакер позволяет разобщать затрубное пространство колонны труб. Однако данный пакер не позволяет контролировать величину максимального усилия, которое передается на уплотнительные элементы, что в ряде случаев может привести к их выходу из строя. Кроме того, конструкция данного пакера сравнительно сложная, что ведет к снижению надежности его работы.This packer allows you to disconnect the annular space of the pipe string. However, this packer does not allow you to control the maximum force that is transmitted to the sealing elements, which in some cases can lead to their failure. In addition, the design of this packer is relatively complex, which leads to a decrease in the reliability of its work.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пакер, содержащий установленный на колонне труб ствол, на котором установлены гидроцилиндр с поршнем и уплотнительные элементы, причем гидроцилиндр установлен с возможностью осевого перемещения относительно ствола и воздействия на уплотнительные элементы, (см., патент РФ №2175710, Кл. Е 21 В 33/12, 10.11.2001).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a packer containing a barrel mounted on a pipe string on which a hydraulic cylinder with a piston and sealing elements are installed, the hydraulic cylinder being installed with the possibility of axial movement relative to the barrel and impact on the sealing elements (see, RF patent No. 2175710, CL E 21 B 33/12, 10.11.2001).

Недостаток известной конструкции заключается в том, что в гидроцилиндре выполнен кольцевой выступ с отверстиями, служащий упором для ограничителя осевого сжатия манжет, выполненного на стволе пакера, что усложняет конструкцию пакера. Кроме того, при посадке пакера поршень частично выходит из гидроцилиндра, при этом рабочая поверхность пары поршень-цилиндр не защищена от попадания осаждающихся механических примесей скважинной жидкости, что может привести к заклиниванию поршня и осложнениям при снятии и подъеме пакера.A disadvantage of the known design is that an annular protrusion with holes is made in the hydraulic cylinder, which serves as a stop for the axial compression limiter of the cuffs made on the packer barrel, which complicates the design of the packer. In addition, when the packer is planted, the piston partially leaves the hydraulic cylinder, while the working surface of the piston-cylinder pair is not protected from precipitating mechanical impurities of the well fluid, which can lead to jamming of the piston and complications when removing and lifting the packer.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, повышение надежности работы и упрощение конструкции пакера.The technical problem, the solution of which is aimed at a utility model, improving the reliability and simplifying the design of the packer.

Технический результат достигается, а поставленная техническая задача решается за счет того, что пакер содержит установленный на колонне труб ствол, на котором установлены гидроцилиндр с поршнем и уплотнительные элементы, причем гидроцилиндр установлен с возможностью осевого перемещения относительно ствола и воздействия на уплотнительные элементы, при этом гидроцилиндр и поршень The technical result is achieved, and the technical task is solved due to the fact that the packer contains a barrel mounted on a pipe string, on which a hydraulic cylinder with a piston and sealing elements are installed, the hydraulic cylinder being installed with the possibility of axial movement relative to the barrel and acting on the sealing elements, while the hydraulic cylinder and piston

выполнены в виде перевернутых стаканов, коаксиально расположенных относительно ствола, причем наружная и внутренняя цилиндрические поверхности поршня выполнены ступенчато увеличивающимися в направлении к уплотнительным элементам с образованием с внутренней поверхностью гидроцилиндра и стволом соответственно наружной и внутренней полостей, при этом наружная полость сообщена с затрубным пространством скважины посредством отверстий, выполненных в стенке гидроцилиндра, а в стволе выполнены отверстия, посредством которых ствол сообщен с внутренней полостью.made in the form of inverted cups, coaxially located relative to the barrel, the outer and inner cylindrical surfaces of the piston are made stepwise increasing towards the sealing elements with the formation of the outer and inner cavities with the inner surface of the hydraulic cylinder and the barrel, while the outer cavity is in communication with the annulus of the well by holes made in the wall of the hydraulic cylinder, and holes are made in the barrel through which the trunk communicates en with an internal cavity.

Как показали проведенные исследования представляется возможность одновременно повысить надежность работы пакера при упрощении его конструкции. Во внутреннюю полость пакера образованную поршнем и стволом поступает только жидкая среда, которую подают по колонне труб, что исключает поступление туда механических примесей вместе с скважинной жидкой средой из затрубного пространства скважины. В тоже время выполнение наружной полости, сообщенной с окружающей пакер средой посредством отверстий в стенке гидроцилиндра, предотвращает нарушение его работы в результате негерметичности и воздействия на наружную поверхность поршня среды из затрубного пространства скважины, содержащей механические примеси. Пакер по существу содержит только одну подвижную пару корпус- поршень, которая требует герметизации путем установки уплотнительных колец. Конструкция пакера содержит небольшое количество деталей. В конечном счете все это и позволило решить указанную выше техническую задачу.As the studies showed, it seems possible to simultaneously increase the reliability of the packer while simplifying its design. In the internal cavity of the packer formed by the piston and the barrel, only liquid medium enters, which is fed through the pipe string, which excludes the entry of mechanical impurities together with the borehole liquid medium from the annulus of the well. At the same time, the execution of the outer cavity in communication with the environment surrounding the packer by means of holes in the wall of the hydraulic cylinder prevents its operation from being leaked and exposed to the outer surface of the piston of the medium from the annulus of the well containing mechanical impurities. The packer essentially contains only one moving pair of housing-piston, which requires sealing by installing o-rings. The packer design contains a small number of parts. Ultimately, all this allowed us to solve the above technical problem.

На чертеже представлен продольный разрез пакера.The drawing shows a longitudinal section of a packer.

Пакер содержит установленный на колонне труб 1 ствол 2, на котором установлены гидроцилиндр 3 с поршнем 4 и уплотнительные элементы 5. Гидроцилиндр 3 установлен с возможностью осевого перемещения относительно ствола 2 и воздействия на уплотнительные элементы 5. Гидроцилиндр 3 и поршень 4 выполнены в виде перевернутых стаканов, коаксиально расположенных относительно ствола 2, причем наружная и внутренняя цилиндрические поверхности поршня 4 выполнены ступенчато увеличивающимися в направлении к уплотнительным элементам 5 с образованием с внутренней поверхностью гидроцилиндра 3 и стволом 2 соответственно наружной 6 и внутренней 7 полостей. Наружная полость 6 сообщена с затрубным пространством скважины посредством отверстий 8, выполненных в стенке гидроцилиндра 3, а в стволе 2 выполнены отверстия 9, посредством которых ствол 2 сообщен с внутренней полостью 7. Гидроцилиндр может быть выполнен с нажимной втулкой 10, образующей торцевую поверхность гидроцилиндра со стороны уплотнительных элементов 5.The packer contains a barrel 2 mounted on a pipe string 1, on which a hydraulic cylinder 3 with a piston 4 and sealing elements 5 are installed. The hydraulic cylinder 3 is mounted with the possibility of axial movement relative to the barrel 2 and acting on the sealing elements 5. The hydraulic cylinder 3 and the piston 4 are made in the form of inverted glasses coaxially located relative to the barrel 2, and the outer and inner cylindrical surfaces of the piston 4 are made stepwise increasing towards the sealing elements 5 with the formation of the inner the ern surface of the hydraulic cylinder 3 and the barrel 2, respectively, of the outer 6 and inner 7 cavities. The outer cavity 6 is in communication with the annular space of the borehole through holes 8 made in the wall of the hydraulic cylinder 3, and holes 9 are made in the barrel 2, through which the barrel 2 is in communication with the internal cavity 7. The hydraulic cylinder can be made with a pressure sleeve 10 forming the end surface of the hydraulic cylinder with sides of the sealing elements 5.

После спуска пакера на необходимую глубину установки, в колонну труб 1 подается жидкость под давлением. Жидкость через колонну труб 1, ствол 2 пакера и далее через отверстия 9, попадает во внутреннюю полость 7, где создается давление, под действием которого, преодолевая силу упругих уплотнительных элементов 5, гидроцилиндр 3, передвигаясь по поршню 4, вместе с нажимной втулкой 10 деформирует уплотнительные элементы 5, которые перекрывают межтрубное пространство скважины. Перемещение гидроцилиндра 3 осуществляется на расчетную длину, которая равна расстоянию от днища гидроцилиндра 3 до кольцевого уступа на наружной поверхности поршня 4 в месте ступенчатого увеличения его наружной поверхности. При этом жидкость из наружной полости через отверстия 8, выталкивается в затрубное пространство скважины, а пара поршень 4 - корпус 3 защищена от попадания механических примесей, которые могут быть в скважинной жидкости.After lowering the packer to the required installation depth, liquid is supplied into the pipe string 1 under pressure. The liquid through the pipe string 1, the barrel 2 of the packer and then through the holes 9, enters the internal cavity 7, where the pressure is created, under the action of which, overcoming the force of the elastic sealing elements 5, the hydraulic cylinder 3, moving along the piston 4, together with the pressure sleeve 10 deforms sealing elements 5 that overlap the annulus of the well. The movement of the hydraulic cylinder 3 is carried out by the estimated length, which is equal to the distance from the bottom of the hydraulic cylinder 3 to the annular ledge on the outer surface of the piston 4 in the place of a stepped increase in its outer surface. In this case, the fluid from the external cavity through the holes 8 is pushed into the annulus of the well, and the pair of piston 4 - the housing 3 is protected from mechanical impurities that may be in the well fluid.

Для снятия пакера прекращается закачка жидкости, снижается давление в колонне труб 1 и под действием упругих сил уплотнительных элементов 5, гидроцилиндр 3 занимает первоначальное положение. При этом рабочая жидкость через отверстия 9 из внутренней полости 7 свободно удаляется в ствол 2, не препятствуя перемещению гидроцилиндра 3 и возвращению уплотнительных элементов 5 в исходное положение. В результате подъем пакера осуществляется без осложнений.To remove the packer, the liquid injection stops, the pressure in the pipe string 1 decreases and under the action of the elastic forces of the sealing elements 5, the hydraulic cylinder 3 takes its initial position. In this case, the working fluid through the openings 9 from the inner cavity 7 is freely removed into the barrel 2, without interfering with the movement of the hydraulic cylinder 3 and the return of the sealing elements 5 to its original position. As a result, the packer is lifted without complications.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной, нефтегазовой и других отраслях промышленности, где требуется использование пакеров для разобщения пространства скважин.This utility model can be used in the oil, oil and gas and other industries where the use of packers is required to divide the space of wells.

Claims

A packer comprising a barrel mounted on a pipe string on which a hydraulic cylinder with a piston and sealing elements are mounted, the hydraulic cylinder being mounted with the possibility of axial movement relative to the barrel and acting on the sealing elements, characterized in that the hydraulic cylinder and the piston are made in the form of inverted cups coaxially arranged relative to the barrel, the outer and inner cylindrical surfaces of the piston are made stepwise increasing towards the sealing elements with by developing the outer and inner cavities with the inner surface of the hydraulic cylinder and the barrel, the outer cavity being in communication with the annular space of the well by holes made in the wall of the hydraulic cylinder, and the holes are made in the barrel by means of which the barrel communicates with the inner cavity.