RU49096U1 - Пакер - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для временного отключения продуктивных пластов при проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах, а также для отключения нижних пластов при переходе на верхние. Пакер содержит полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, выполненный в виде срезного элемента. Установочный фиксатор соединяет приводной корпус, представляющий собой патрубок с верхней частью полого ствола. Заглушка установлена вверху полого ствола. Внутренняя полость полого ствола, заполнена антифрикционной технологической жидкостью и снизу дополнительно оснащена поршнем, который герметично установлен в полый ствол и выполнен с возможностью перемещения вверх. Упор выполнен с возможностью перемещения вверх относительно полого ствола и оснащен снизу хвостовиком, выполненным с возможностью взаимодействия с забоем. Упор в транспортном положении зафиксирован относительно полого ствола срезным винтом. Над упором размещены уплотнительный элемент и взаимодействующий с ним в рабочем положении конус, жестко соединенный с нижним концом полого ствола. На полом стволе установлен фиксатор положения уплотнительного элемента. Фиксатор положения выполнен в виде полой вставки, установленной в полый ствол, и размещен выше конуса, при этом он оснащен подпружиненными внутрь шлипсами, выполненными в виде поршней с возможностью радиального перемещения наружу под избыточном давлением антифрикционной технологической жидкости, находящейся во внутренней полости полого ствола, сообщенной через хвостовик с наружным пространством ниже уплотнительного элемента. Предлагаемый пакер имеет более простую конструкцию и обеспечивает надежную работу фиксатора положения при небольшом усилии за счет динамической фиксации уплотнительного элемента, кроме того внутренняя полость полого ствола заполнена антифрикционной жидкостью, которая позволяет продлить срок службы фиксатора положения, исключив влияние на него агрессивной пластовой жидкости, что позволяет избежать преждевременных работ, связанных с разгерметизацией пакера, чем исключаются дополнительные затраты.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для временного отключения продуктивных пластов при проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах, а также для отключения нижних пластов при переходе на верхние.

Известен пакер (см. патент RU №2170808, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. БИ №20 от 20.07.2001 г.), включающий ствол с заглушкой и упорами, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, конус со шлипсами, корпус и шток посадочного инструмента, установочный фиксатор и съемный узел с зубчатой насечкой, при этом ствол в верхней части выполнен с кольцевой выборкой по наружной поверхности с кольцевым выступом наверху, вертикальными сквозными каналами и радиальными отверстиями, в которой установлена втулка с возможностью продольного перемещения с наружным кольцевым выступом в нижней части и снабжена сферической кольцевой выборкой, обращенной к оси устройства, в которой установлены фиксирующие шарики, взаимодействующие через посредство радиальных отверстий в стволе со съемным узлом, а также снабжена вертикальными сквозными пазами в верхней части, причем съемный узел через палец и пазы в стволе взаимодействует со втулкой и соединен со стволом через срезаемый элемент, а фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен в виде пружинной шайбы, взаимодействующей с кольцевой насечкой на втулке, выполненной под пружинную шайбу.

Недостатками данной конструкции являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и деталей;

- во-вторых, при посадке пакера уплотнительный элемент работает на сжатие, что требует создание больших усилий и применение мощных фиксаторов положения, кроме того, при больших перепадах давления велика вероятность разрушения фиксатора положения.

Наиболее близким по технической сущности является пакер (см. патент RU №2137901, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. БИ №26 от 20.09.1999 г.), содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус со шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, при этом между шлипсами и конусом размещены срезные штифты, фиксатор положения уплотнительного

элемента снабжен съемным кожухом, выполненным с возможностью взаимодействия с установочным фиксатором, который выполнен в виде стопорного кольца с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом в корпусе и штоке, а конус снабжен дополнительной конической опорной поверхностью, противоположно направленной основной и выполненной с возможностью взаимодействия с удерживающими губками через конические вкладыши, при этом конические вкладыши и удерживающие губки выполнены самоцентрирующимися.

Недостатками данной конструкции являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и деталей;

- во-вторых, высока вероятность заклинивания шлипсов в процессе их фиксации в заданном интервале скважины;

- в третьих, при высоком давлении снизу вверх плашки могут сдвинуться и поползти в связи с чем, пакер теряет герметичность.

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции и снижение усилия фиксации пакера, динамическая фиксация уплотнительного элемента.

Техническая задача решается предлагаемым пакером, содержащим полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус, размещенные на стволе конус, шлипсы, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента.

Новым является то, что заглушка установлена сверху полого ствола, внутренняя полость которого заполнена антифрикционной технологической жидкостью и снизу дополнительно оснащена поршнем, выполненным с возможностью перемещения вверх, а упор выполнен с возможность перемещения вверх относительно полого корпуса и оснащен снизу хвостовиком, выполненным с возможность взаимодействия с забоем скважины, при этом конус соединен жестко с полым стволом и выполнен с возможностью взаимодействия с сверху с уплотнительным элементом, причем приводной корпус выполнен в виде патрубка на нижнем конце колонны труб, а установочный фиксатор выполнен в виде срезного элемента соединяющего патрубок с верхней частью полого ствола, фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен виде полой вставки полого корпуса, установлен выше конуса и оснащен подпружиненными внутрь шлипсами, выполненными в виде поршней с возможностью радиального перемещения наружу при избыточном давлении внутри полого ствола, внутренняя полость которого сообщена через поршень и хвостовик с наружным пространством ниже уплотнительного элемента, упор в транспортном положении зафиксирован относительно полого корпуса срезным винтом.

На фиг.1 изображен предлагаемый пакер в продольном разрезе в транспортном положении.

На фиг.2 изображен предлагаемый пакер в продольном разрезе в процессе запакеровки.

Пакер (см. фиг.1) содержит полый ствол 1 с заглушкой 2 и упором 3, установочный фиксатор 4, выполненный в виде срезного элемента. Установочный фиксатор 4 соединяет приводной корпус 5, представляющий собой патрубок с верхней частью полого ствола 1. Заглушка 2 установлена вверху полого ствола 1. Внутренняя полость 6 полого ствола 1, заполнена антифрикционной технологической жидкостью и снизу дополнительно оснащена поршнем 7, который герметично установлен в полый ствол 1 и выполнен с возможностью перемещения вверх.

Упор 3 выполнен с возможностью перемещения вверх относительно полого ствола 1 и оснащен снизу хвостовиком 8, выполненным с возможностью взаимодействия с забоем 9. Упор 3 в транспортном положении зафиксирован относительно полого ствола 1 срезным винтом 10. Над упором 3 размещены уплотнительный элемент 11 и взаимодействующий с ним в рабочем положении конус 12, жестко соединенный с нижним концом полого ствола 1.

На полом стволе 1 установлен фиксатор положения 13 уплотнительного элемента 9. Фиксатор положения 13 выполнен в виде полой вставки, установленной в полый ствол 1, и размещен выше конуса 12, при этом он оснащен подпружиненными внутрь шлипсами 14, выполненными в виде поршней с возможностью радиального перемещения наружу под избыточном давлением антифрикционной технологической жидкости, находящейся во внутренней полости 6 полого ствола 1, сообщенной через хвостовик 8 с наружным пространством ниже уплотнительного элемента 11.

Пакер работает следующим образом.

В зависимости от цели работ (например, для отключения нижнего пласта) пакер на устье (на фиг.1 и 2 не показано) скважины посредством приводного корпуса 5 соединяют с колонной труб 15 (см. фиг.1) и спускают в скважину до упора хвостовика 8 в забой 9 скважины с таким условием, чтобы пакер находился между нижним 16 и верхним 17 пластами, после чего разгружают колонну труб 15. В результате срезной винт 10 (см. фиг.2) разрушается и конус 12 начинает запакерововать уплотнительный элемент 11, прижимая его к внутренней стенке скважины. Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока конус 12 своим нижним концом не упрется во внутренний торец упора 3. После этого разгрузку колонны труб 15 продолжают до тех пор, пока не разрушится установочный

фиксатор 4. Затем колонну труб 15 вместе с приводным корпусом 5 извлекают на поверхность.

Далее спускают в скважину глубинонасосное оборудование и снижают уровень жидкости в скважине до тех пор, пока не будет выполняться следующая зависимость:

P₁>P₂>P_yp,

где P₁ - давление нижнего пласта, МПа;

Р₂ - давление верхнего пласта, МПа;

Р_ур - давление уровня (столба жидкости над пакером, МПа).

В процессе дальнейшей работы жидкость из наружного пространства 18 пакера под избыточным давлением, равным давлению P₁ нижнего пласта 16, через сквозное отверстие 19 в хвостовике 8 попадает во внутреннюю полость 6 полого ствола 1 с заглушкой 2 сверху и далее воздействует на поршень 7, герметично установленный во внутренней полости 6 полого ствола 1, при этом поршень 7 начинает перемещаться вверх по полому стволу 1. В результате шлипсы 14, находящиеся в фиксаторе положения 11 и выполненные в виде поршней, под действием избыточного давления антифрикционной жидкости во внутреннем пространстве 6 полого ствола 1 радиально перемещаются наружу под действием давления P₁ нижнего пласта 16 и врезаются во внутреннюю стенку скважины (см. фигуру 2), обеспечивая динамическую фиксацию уплотнительного элемента 11 с внутренней стенкой скважины.

Предлагаемый пакер имеет более простую конструкцию и обеспечивает надежную работу фиксатора положения при небольшом усилии за счет динамической фиксации уплотнительного элемента, кроме того внутренняя полость полого ствола заполнена антифрикционной жидкостью, которая позволяет продлить срок службы фиксатора положения, исключив влияние на него агрессивной пластовой жидкости, что позволяет избежать преждевременных работ, связанных с разгерметизацией пакера, чем исключаются дополнительные затраты.

Claims (1)

1. Пакер содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус, размещенные на стволе конус, шлипсы, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента, отличающийся тем, что заглушка установлена сверху полого ствола, внутренняя полость которого заполнена антифрикционной технологической жидкостью и снизу дополнительно оснащена поршнем, выполненным с возможностью перемещения вверх, а упор выполнен с возможностью перемещения вверх относительно полого корпуса и оснащен снизу хвостовиком, выполненным с возможностью взаимодействия с забоем скважины, при этом конус соединен жестко с полым стволом и выполнен с возможностью взаимодействия с сверху с уплотнительным элементом, причем приводной корпус выполнен в виде патрубка на нижнем конце колонны труб, а установочный фиксатор выполнен в виде срезного элемента соединяющего патрубок с верхней частью полого ствола, фиксатор положения уплотнительного элемента выполнен виде полой вставки полого корпуса, установлен выше конуса и оснащен подпружиненными внутрь шлипсами, выполненными в виде поршней с возможностью радиального перемещения наружу при избыточном давлении внутри полого ствола, внутренняя полость которого сообщена через поршень и хвостовик с наружным пространством ниже уплотнительного элемента, упор в транспортном положении зафиксирован относительно полого корпуса срезным винтом.