RU78515U1 - Гидромеханический пакер - Google Patents

Abstract

Область применения: гидромеханический пакер относится к нефтегазодобывающей промышленности, к устройствам для разобщения пластов в скважине и может применяться при проведении различных технологических операций (гидравлического разрыва пласта, тампонажных работ, кислотной обработки, испытания пласта, обнаружения не герметичности обсадной колонны т.д.). Решаемая задача: упрощение конструкции пакера, уменьшение габаритов и сокращение металлоемкости, а также повышение надежности при эксплуатации. Задача решается тем, что в гидромеханическом пакере, включающем ствол с радиальным каналом и размещенные на нем байпас с уплотнительным кольцом и кольцевой проточкой, клапан разобщения внутренней и наружной полостей пакера, содержащий корпус, перепускную втулку с уплотнительным кольцом, блок гидроякоря, пакерующий узел с уплотнительными элементами, и связанный с ним посадочный узел, включающий соединительный корпус с защитной гайкой, блок мехякоря. При этом перепускная втулка клапана разобщения внутренней и наружной полостей пакера выполнена ступенчатой и с выступом, выходящим за корпус клапана разобщения и заходящим в кольцевую проточку корпуса байпаса, и снабжена срединным упором на корпус гидроякоря. В посадочном узле защитная гайка выполнена с наружной резьбой и ввинчена в соединительный

корпус посадочного узла с ответной резьбой. При этом длина выступа перепускной втулки соразмерна длине проточки в корпусе байпаса, а соединительный корпус посадочного узла выполнен с равномерным по длине диаметром.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, к устройствам для разобщения пластов в скважине и может применяться при проведении различных технологических операций (гидравлического разрыва пласта, тампонажных работ, кислотной обработки, испытания пласта, обнаружения не герметичности обсадной колонны т.д.).

Известен извлекаемый пакер ф. Baker Oil Tools «Retrievable packer systems» / Каталог - ф. Baker Oil Tools /Completion systems.

Известный пакер содержит ствол и размещенные на нем байпас, клапан разобщения, гидравлический якорь, уплотнительные элементы, посадочный узел с механическим якорем.

Клапан разобщения внутренней и наружной полостей пакера выполнен в виде корпуса, поджатого пружинами и опорными кулачками, корпус гидроякоря ввинчен в корпус клапана разобщения. Такая конструкция сложна в изготовлении и сборке.

Известен пакер для цементирования под давлением «ТХТ-II» фирмы SMITH SERVICES (www.smith.com, www.siismithservices.com/b_products/product_page.asp? ID=173).

Известный пакер содержит ствол и размещенные на нем байпас, клапан разобщения, гидравлический якорь, уплотнительные элементы, посадочный узел с механическим якорем.

Корпус байпаса с резиновым кольцом и кольцевой проточкой закреплен на стволе байпасной гайкой. Клапан разобщения содержит корпус с выступом, заходящим в кольцевую проточку байпаса и перепускную втулку с резиновыми кольцами. Корпус гидроякоря ввинчен в корпус клапана разобщения и поджат гайкой. Ниже гидроякоря расположен уплотнительный

узел с упругими манжетами. Посадочный узел связан с уплотнительным узлом системой тяг.

Недостатки известного пакера обусловлены сложностью конструкций клапана разобщения и посадочного узла, что приводит к увеличению трудоемкости при изготовлении и сборке.

Задача заявляемой полезной модели заключается в упрощении конструкции пакера, уменьшении габаритов и сокращении металлоемкости, а также повышении надежности при эксплуатации.

Задача решается тем, что в гидромеханическом пакере, включающем ствол с радиальным каналом и размещенные на нем байпас с уплотнительным кольцом и кольцевой проточкой, клапан разобщения внутренней и наружной полостей пакера, содержащий корпус, перепускную втулку с уплотнительным кольцом, блок гидроякоря, пакерующий узел с уплотнительными элементами, и связанный с ним посадочный узел, включающий соединительный корпус с защитной гайкой, блок мехякоря. При этом перепускная втулка клапана разобщения внутренней и наружной полостей пакера выполнена ступенчатой, с выступом, выходящим за корпус клапана разобщения и заходящим в кольцевую проточку корпуса байпаса, и снабжена срединным упором на корпус гидроякоря. При этом длина выступа перепускной втулки соразмерна длине проточки в корпусе байпаса, а соединительный корпус посадочного узла выполнен с равномерным по длине диаметром. В посадочном узле защитная гайка выполнена с наружной резьбой и ввинчена в соединительный корпус посадочного узла с ответной резьбой. Пружина гидроякоря и мехякоря изготовлены из коррозионно-стойкого металла, например, бронзы, нержавеющей стали, титана.

На фиг.1 представлен пакер в сборе. На фиг.2 - вид А. На фиг.3 вид Б.

Гидромеханический пакер содержит муфту НКТ 1, ствол пакера 2, на котором размещены байпас с гайкой 3 и разрезным кольцом 4 в корпусе 5. 6-кольцевая проточка корпуса байпаса. Клапан разобщения внутренней и

наружной полостей пакера, содержащий корпус 7, перепускную втулку 8 с уплотнительным кольцом 9. Перепускная втулка 8 выполнена ступенчатой и имеет выступ 10, выходящий за корпус 7 клапана разобщения и заходящий в кольцевую проточку 6 корпуса байпаса 5, а также срединный упор 11 на корпус гидроякоря 12, состоящего из пружин 13, гидроплашек 14 и планок 15 (фиг.2). Пакерующий узел имеет корпус 16, верхний упор в виде гайки 17, навернутой на нижнюю резьбу 18 гидроякоря 12. Пакерующий узел состоит их уплотнительных элементов - манжет 19, 20 и 21 с проставочными кольцами 22. Посадочный узел связан с пакерующими элементами системой тяг и состоит из корпуса 23, в который ввинчена защитная гайка 24. Корпус снизу ограничен посадочным конусом 25 и удерживает за выступающий бурт трубу 26. Мехякорь состоит из плашек 27 с рессорами 28, корпуса 29, в котором установлены фрикционные планки 30, поджатые пружинами 31 и зафиксированные кольцом 32. Поз.33 и 34 - уплотнительные резиновые кольца. Защитная гайка 24 выполнена с наружной резьбой 35 (фиг.3). Корпус 23 выполнен с равномерным по длине диаметром «Д». Пружины 13 гидроякоря 12 и пружины 31 мехякоря 29 изготовлены из коррозионно-стойкого металла, например, бронзы, нержавеющей стали, титана. Длина выступа 10 соразмерна длине (глубине) кольцевой проточки 6.

Устройство работает следующим образом.

Пакер опускается в транспортном положении на колонне НКТ в скважину при этом байпас 5 открыт (выступ 10 ступенчатой втулки 7 находится вне кольцевой проточки 6) и жидкость может свободно циркулировать во внутренней полости гидроякоря 12. При достижении рабочего интервала пакер переводится из транспортного положения в рабочее и происходит посадка мехякоря 29 путем создания осевой нагрузки на ствол 2. В то же время происходит радиальная деформация уплотнительных элементов 19, 20, 21, обеспечивающих герметизацию межтрубного пространства и закрытие байпасного клапана под действием на срединный упор 11

корпуса гидроякоря 12, при этом выступ 10 ступенчатой втулки 8 входит в кольцевую проточку 6 и разобщает с помощью уплотнительного кольца 9 внутреннюю и наружную полости пакера. Пакер готов к проведению закачки. В дальнейшем при превышении внутритрубного давления над затрубным происходит врезание гидроплашек 14 в эксплуатационную колонну и как следствие - стопорение пакера от движения вверх.

Съем пакера происходит в обратной последовательности. Выравнивают давление в затрубье и НКТ, при этом пружины 13 отжимают в транспортное положение гидроплашки 14, ствол 2 перемещают вверх и открывается байпасный клапан для выравнивания давления над пакерующим узлом с давлением под пакерующим узлом. Дальнейший подъем переводит пакер в транспортное положение.

В заявляемом пакере изменение конструкции перепускной втулки 8 клапана разобщения внутренней и наружной полостей пакера позволяет убрать одно уплотнительное кольцо, упростить изготовление самой втулки, что позволило укоротить ствол 2 на 46 мм, соответственно уменьшить длину всего пакера.

В посадочном узле защитная гайка 23 выполнена с наружной резьбой и ввинчена в соединительный корпус 22 посадочного узла с ответной резьбой, при этом соединительный корпус посадочного узла выполнен с равномерным по длине диаметром.

Такая конструкция упрощает процесс изготовления и обеспечивает уменьшение металлоемкости за счет расположения резьбы в корпусе, при этом увеличивается толщина стенки корпуса в проточке для выхода резьбы, что обеспечивает возможность увеличения нагрузки при посадке и срыве пакера, тем самым повышается надежность при эксплуатации.

Изготовление пружин 13 и 31 гидроякоря 12 и мехякоря 29 из коррозионно-стойкого металла во много раз увеличивает ресурс работы заякоривающих узлов в условиях скважинной агрессивной среды.

Claims (1)

1. Гидромеханический пакер, включающий ствол с радиальным каналом и размещенные на нем байпас с уплотнительным кольцом и кольцевой проточкой, клапан разобщения внутренней и наружной полостей пакера, содержащий корпус, перепускную втулку с уплотнительным кольцом, блок гидравлического якоря с пружинами, пакерующий узел с уплотнительными элементами и связанный с ним посадочный узел, включающий соединительный корпус с защитной гайкой, блок механического якоря с пружинами, отличающийся тем, что перепускная втулка клапана разобщения внутренней и наружной полостей пакера выполнена ступенчатой, с выступом, выходящим за корпус клапана разобщения и заходящим в кольцевую проточку корпуса байпаса, и снабжена срединным упором на корпус гидроякоря, при этом длина выступа перепускной втулки клапана разобщения внутренней и наружной полостей пакера соразмерна длине кольцевой проточки в корпусе байпаса, в посадочном узле защитная гайка выполнена с наружной резьбой и ввинчена в соединительный корпус посадочного узла с ответной резьбой, который выполнен с равномерным по длине диаметром, а пружины гидравлического якоря и механического якоря изготовлены из коррозионно-стойкого металла, например бронзы, нержавеющей стали, титана.