RU83536U1

RU83536U1 - PACKER

Info

Publication number: RU83536U1
Application number: RU2009101066/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Будин; Алексей Владимирович Будин; Наталья Владимировна Будина; Ильнур Фанисович Крутиков
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "ОСКОН"
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Пакер, содержащий корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку, отличающийся тем, что со стороны верхнего конца на ствол навинчена опорная муфта, ниже которой на ствол надета конусная втулка, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов, между конусной втулкой и опорной муфтой на ствол надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическими эластичные манжеты, между которыми на ствол надета прокладка, шлипсы охватывают одетую на ствол с возможностью перемещения подвижную втулку, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом, в котором опорной частью установлены шлипсы и закреплен, по меньшей мере, один палец, а центратор закреплен на нижней части корпуса, при этом фигурный паз выполнен бесконечным в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных и вертикальных укороченных пазов, нижние концы длинных и укороченных пазов выполнены на одном уровне, между каждым длинным и укороченным пазом на стволе выполнен вертикальный короткий паз, верхние концы коротких пазов расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом с соответствующим длинным и укороченным пазом, при этом нижние концы этих пазов соединены равнонаклонным пазом с нижней частью короткого паза выше нижнего его конца, причем при размещении пальца вверху укороченного паза шлипсы раA packer comprising a housing, a barrel with a central channel, on the outer surface of which a shaped groove is made, a movable sleeve covering the barrel, a finger interacting with the shaped groove, a centralizer formed by spring-loaded friction dies, slips and elastic cuffs resting on the conical sleeve, characterized in so that a support sleeve is screwed onto the barrel from the upper end, below which a conical sleeve is put on the barrel, facing with its narrow end towards the slips placed under it, between the conical sleeve and the support at least two cylindrical elastic cuffs are put on the barrel, between which a gasket is put on the barrel, the slips cover a movable sleeve that is movably mounted on the barrel and mated with a body connected to it in its lower part, in which the supporting part has slips and at least one finger is fixed, and the centralizer is fixed on the lower part of the case, while the shaped groove is made endless in the form of alternating vertical long and vertical evenly spaced around the circumference shortened grooves, the lower ends of the long and shortened grooves are made at the same level, a vertical short groove is made between each long and shortened groove on the trunk, the upper ends of the short grooves are located above and the lower ends are lower than the specified level, the first connected alternately with an equally inclined groove with the corresponding long and a shortened groove, while the lower ends of these grooves are connected by an equally inclined groove with the lower part of the short groove above its lower end, and when you place your finger at the top of the shortened groove, the slips ra

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины при проведении в ней различных технологических операций.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to devices for separating a wellbore during various technological operations.

Известен пакер, включающий корпус с уплотнительными элементами и радиальными отверстиями выше и ниже уплотнительных элементов, полый ствол, образующий с корпусом кольцевое пространство, соединенное с наружным пространством, подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещения, и шлипсы, при этом подпружиненная втулка выполнена в виде полого цилиндра, наружной поверхностью взаимодействующего с внутренней поверхностью корпуса и образующего кольцевой зазор между наружной поверхностью ствола и внутренней поверхностью подпружиненной втулки, на внутреннем торце подпружиненной втулки выполнен посадочный поясок, а на внутренней поверхности подпружиненной втулки выполнена проточка, при этом нижние радиальные отверстия размещены на уровне дна кольцевого пространства, а верхние радиальные отверстия выполнены с возможностью их перекрытия пружинной втулкой (патент РФ №2209295, кл. Е21В 33/12, 27.07.2003).Known packer, comprising a housing with sealing elements and radial holes above and below the sealing elements, a hollow barrel, forming with the housing an annular space connected to the outer space, a spring-loaded sleeve having the possibility of axial movement, and slips, while the spring-loaded sleeve is made in the form of a hollow cylinder, the outer surface interacting with the inner surface of the body and forming an annular gap between the outer surface of the barrel and the inner surface of the back a reinforced sleeve, a landing girdle is made on the inner end of the spring-loaded sleeve, and a groove is made on the inner surface of the spring-loaded sleeve, the lower radial holes are placed at the bottom of the annular space, and the upper radial holes are made with the possibility of their overlapping by the spring sleeve (RF patent No. 2209295, CL E21B 33/12, 07/27/2003).

Данный пакер позволяет проводить различные технологические операции в скважине, однако конструктивно данный пакер достаточно сложен и выполнен с большим количеством подвижных деталей, требующих точного и качественного изготовления и, кроме того не исключена возможность сообщения надпакерного и подпакерного пространств в результате ослабления пружины подпружиненной втулки из-за неизбежной коррозии, так как они постоянно находятся под действием внутрискважинной среды.This packer allows you to carry out various technological operations in the well, however, structurally, this packer is quite complex and is made with a large number of moving parts that require accurate and high-quality manufacturing and, in addition, the possibility of communicating above-packer and under-packer spaces as a result of loosening the spring of the spring sleeve due to inevitable corrosion, as they are constantly exposed to the downhole environment.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пакер, содержащий корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку (патент РФ №2305750, кл. Е21В 33/12, 10.09.2007).Closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a packer comprising a body, a barrel with a central channel, on the outer surface of which a shaped groove is made, a movable sleeve covering the barrel, a finger interacting with the shaped groove, a centralizer formed by spring-loaded friction dies, slips and elastic cuffs based on the conical sleeve (RF patent No. 2305750, CL ЕВВ 33/12, 09/10/2007).

Данный пакер позволяет производить герметизацию и разгерметизация межтрубного пространства скважины, однако проведение этих операций является технологически достаточно сложной операцией, что сужает возможности использования данного пакера.This packer allows sealing and depressurization of the annular space of the well, however, carrying out these operations is technologically quite complicated operation, which reduces the possibility of using this packer.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции пакера.The task to which the present utility model is directed is to simplify the design of the packer.

Технический результат заключается в повышении надежности работы пакера.The technical result is to increase the reliability of the packer.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что пакер содержит корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку, причем со стороны верхнего конца на ствол навинчена опорная муфта, ниже которой на ствол надета конусная втулка, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов, между конусной втулкой и опорной муфтой на ствол надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическими эластичные манжеты, между которыми на ствол надета прокладка, шлипсы охватывают одетую на ствол с возможностью перемещения подвижную втулку, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом, в котором опорной частью установлены шлипсы и закреплен, по меньшей мере, один палец, а центратор закреплен на нижней части корпуса, при этом фигурный паз выполнен бесконечным в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных и вертикальных укороченных пазов, нижние концы длинных и укороченных пазов выполнены на одном уровне, между каждым длинным и укороченным пазом на стволе выполнен вертикальный короткий паз, верхние концы коротких пазов расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом с соответствующим длинным и укороченным пазом, при этом нижние концы этих пазов соединены равнонаклонным пазом с нижней частью короткого паза выше нижнего его конца, причем при размещении пальца вверху укороченного паза шлипсы расположены ниже конусной втулки, а при размещении пальца вверху длинного паза верхняя часть шлипсов расположена на конусной втулке и смещена в радиальном направлении.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the packer contains a housing, a barrel with a central channel, on the outer surface of which a shaped groove is made, a movable sleeve covering the barrel, a finger interacting with the shaped groove, a centralizer formed by spring-loaded friction dies, slips and elastic cuffs resting on the conical sleeve, and from the upper end side a support sleeve is screwed onto the barrel, below which a conical sleeve is put on the barrel, its narrow end facing p at least two cylindrical elastic cuffs are placed between the conical sleeve and the support sleeve on the barrel, between which the gasket is put on the barrel, the slips cover the movable sleeve, which is movably mounted on the barrel, mated with the lower parts of it by a housing in which slips are mounted by the supporting part and at least one finger is fixed, and the centralizer is fixed on the lower part of the housing, while the shaped groove is made endless in the form of uniformly spaced about the circumference of alternating vertical long and vertical shortened grooves, the lower ends of the long and shortened grooves are made at the same level, a vertical short groove is made between each long and shortened groove on the barrel, the upper ends of the short grooves are higher and the lower ends are lower than the specified level, the first are connected alternately by an equally inclined groove with a corresponding long and shortened groove, while the lower ends of these grooves are connected by an equally inclined groove with the lower part of the short groove above its lower end, Rich finger when placed on the top of the truncated groove slips located below the conical sleeve, and when placing the finger on the top of the long groove upper slips located on the tapered sleeve and biased in the radial direction.

В ходе проведенного исследования была выявлена возможность упростить конструкцию пакера путем выполнения на поверхности ствола простого в изготовлении фигурного паза и изготовления эластичных манжет в виде кольцевых манжет цилиндрической формы, что в сочетании с указанными выше признаками позволило отказаться от технологически сложных поворотов всей колонны труб на строго определенный угол, совмещенный с перемещением колонны труб в осевом направлении.In the course of the study, it was possible to simplify the design of the packer by making a figured groove easy to manufacture on the barrel surface and manufacturing elastic cuffs in the form of cylindrical annular cuffs, which, in combination with the above signs, made it possible to abandon technologically complex turns of the entire pipe string to a strictly defined the angle combined with the movement of the pipe string in the axial direction.

На фиг.1 представлен продольный разрез пакера.Figure 1 shows a longitudinal section of a packer.

На фиг.2 представлена развертка фигурного паза, выполненного на наружной поверхности ствола.Figure 2 presents a scan of a shaped groove made on the outer surface of the barrel.

Пакер содержит корпус 1, ствол 2 с центральным каналом 3, на наружной поверхности которого выполнен бесконечный фигурный паз 4, подвижную втулку 5, охватывающую ствол 2, палец 6, взаимодействующий с фигурным пазом 4, центратор 7, образованный подпружиненными фрикционными плашками 8, шлипсы 9 и эластичные манжеты 10, опирающиеся на конусную втулку 11. Со стороны верхнего конца на ствол 2 навинчена опорная муфта 12, ниже которой на ствол 2 надета конусная втулка 11, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов 9. Между конусной втулкой 11 и опорной муфтой 12 на ствол 2 надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическим эластичные манжеты 10, между которыми на ствол 2 надета прокладка 13. Шлипсы 9 охватывают одетую на ствол 2 с возможностью перемещения подвижную втулку 5, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом 1, в котором опорной частью установлены шлипсы 9, подпружиненные относительно корпуса 1 пружиной 14 и закреплен, по меньшей мере, один палец 6, предпочтительно два, расположенных диаметрально противоположно. Центратор 7 закреплен на нижней части корпуса 1.The packer comprises a housing 1, a barrel 2 with a central channel 3, on the outer surface of which an endless figured groove 4 is made, a movable sleeve 5 covering the barrel 2, a finger 6 interacting with a figured groove 4, a centralizer 7 formed by spring-loaded friction dies 8, slips 9 and elastic cuffs 10 resting on the conical sleeve 11. From the upper end side, a support sleeve 12 is screwed onto the barrel 2, below which the conical sleeve 11 is put on the barrel 2, facing the narrow end towards the slips 9 located below it. Between the conical sleeve 11 and at least two cylindrical elastic cuffs 10 are put on by the supporting sleeve 12 on the barrel 2, between which the gasket 13 is put on the barrel 2. Slips 9 surround the movable sleeve 5, which is worn on the barrel 2, and which is coupled to it connected to it in its lower parts by a housing 1, in which the supporting part has slips 9, spring-loaded relative to the housing 1 by a spring 14 and at least one pin 6 is fixed, preferably two, located diametrically opposite. The centralizer 7 is mounted on the lower part of the housing 1.

Бесконечный фигурный паз выполнен в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных 15 и вертикальных укороченных 16 пазов. Нижние концы длинных 15 и укороченных 16 пазов выполнены на одном уровне. Между каждым длинным 15 и укороченным 16 пазом на стволе 2 выполнен вертикальный короткий паз 17. Верхние концы коротких пазов 17 расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом 18 с соответствующим длинным 15 и укороченным 16 пазом. Нижние концы укороченных 16 и длинных 15 пазов соединены, соответственно равнонаклонным пазом 19 и 20 с нижней частью короткого паза 17 выше нижнего его конца, причем при размещении пальца 6 вверху укороченного паза 16 шлипсы 9 расположены ниже конусной втулки 11, а при размещении пальца 6 вверху длинного паза 15 верхняя часть шлипсов 9 расположена на конусной втулке 11 и смещена в радиальном направлении.The endless figured groove is made in the form of alternating vertical long 15 and vertical shortened 16 grooves evenly spaced around the circumference. The lower ends of the long 15 and shortened 16 grooves are made at the same level. Between each long 15 and shortened 16 groove on the barrel 2, a vertical short groove 17 is made. The upper ends of the short grooves 17 are located above and the lower ends are below the specified level, the first being connected alternately by an equally inclined groove 18 with the corresponding long 15 and shortened 16 groove. The lower ends of the shortened 16 and long 15 grooves are connected, respectively, by an equally inclined groove 19 and 20 with the lower part of the short groove 17 above its lower end, and when placing the finger 6 at the top of the shortened groove 16, the slips 9 are located below the conical sleeve 11, and when placing the finger 6 at the top long groove 15, the upper part of the slips 9 is located on the conical sleeve 11 and offset in the radial direction.

В скважину пакер спускается на колонне насосно-компрессорных труб. При этом пальцы 6 (если их выполнено несколько), находясь в укороченных пазах ствола 2, удерживают корпус 1 со шлипсами 9 в транспортном положении. Транспортное положение достигается следующим образом. Пакер навинчивается муфтой на трубу насосно-компрессорных труб. В вертикальном положении вручную корпус 1 со шлипсами 9 поднимают вверх, при этом необходимо добиться положения, при котором шлипсы 9 The packer descends into the well on a tubing string. At the same time, fingers 6 (if there are several of them), being in the shortened grooves of the barrel 2, hold the housing 1 with slips 9 in the transport position. Transport position is achieved as follows. The packer is screwed onto the tubing by a sleeve. In the upright position manually, the housing 1 with the slips 9 is lifted up, while it is necessary to achieve a position in which the slips 9

заходят на конусную втулку 11, после чего корпус 1 со шлипсами 9 опускают вниз. Пакер готов к спуску.go to the conical sleeve 11, after which the housing 1 with slips 9 is lowered down. The packer is ready for the descent.

При достижении заданного интервала установки пакера производится подъем колонны насосно-компрессорных труб не менее, чем на 0,6 метра, корпус 1 со шлипсами 9 поворачивается на 90°, и пальцы 6 входят в длинные пазы 17 ствола 2. Затем колонна насосно-компрессорных труб опускается, при этом шлипсы 9 надвигаются на конусную втулку 11, врезаясь в стенки эксплуатационной колонны, фиксируют пакер в заданном интервале. Продолжая разгружать колонну насосно-компрессорных труб, через опорную муфту 12 создается осевая нагрузка на эластичные манжеты 10, которые, деформируясь, разъединяют межтрубное пространство скважины.When the set packer installation interval is reached, the tubing string is lifted by at least 0.6 meters, the housing 1 with slips 9 rotates 90 °, and the fingers 6 enter the long grooves 17 of the barrel 2. Then the tubing string falls, while the slips 9 are pushed onto the conical sleeve 11, crashing into the walls of the production string, fix the packer in a predetermined interval. Continuing to unload the tubing string, an axial load on the elastic collars 10 is created through the support sleeve 12, which, when deformed, disconnect the annular space of the well.

При подъеме колонны насосно-компрессорных труб вверх эластичные манжеты 10 принимают первоначальную форму, шлипсы 9 освобождаются, съезжая с конусной втулки 11, выходят из зацепления с эксплуатационной колонной. При этом корпус 1 со шлицами 9 поворачивается на 90°, пальцы 6 выходят из длинных пазов 15 ствола 2, перемещаясь в укороченные пазы.When lifting the string of tubing up, the elastic cuffs 10 take their original shape, the slips 9 are released, moving out of the conical sleeve 11, out of engagement with the production string. In this case, the housing 1 with the slots 9 rotates 90 °, the fingers 6 come out of the long grooves 15 of the barrel 2, moving into shortened grooves.

Это дает возможность перемещать пакер по стволу скважины вверх или вниз в зависимости от проводимых работ с последующей установкой в любом интервале эксплуатационной колонны.This makes it possible to move the packer along the wellbore up or down depending on the work being carried out, followed by installation in any interval of the production string.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности при добыче различных сред с помощью скважин или при проведении всевозможных научных исследований.This useful model can be used in the oil and gas and other industries when producing various media using wells or when conducting all kinds of scientific research.

Claims

A packer comprising a housing, a barrel with a central channel, on the outer surface of which a shaped groove is made, a movable sleeve covering the barrel, a finger interacting with the shaped groove, a centralizer formed by spring-loaded friction dies, slips and elastic cuffs resting on the conical sleeve, characterized in so that a support sleeve is screwed onto the barrel from the upper end, below which a conical sleeve is put on the barrel, facing with its narrow end towards the slips placed under it, between the conical sleeve and the support at least two cylindrical elastic cuffs are put on the barrel, between which a gasket is put on the barrel, the slips cover a movable sleeve that is movably mounted on the barrel and mated with a housing connected to it in the lower part thereof, in which the supporting part has slips and at least one finger is fixed, and the centralizer is fixed on the lower part of the housing, while the shaped groove is made endless in the form of alternating vertical long and vertical equally spaced shortened grooves, the lower ends of the long and shortened grooves are made at the same level, a vertical short groove is made between each long and shortened groove on the trunk, the upper ends of the short grooves are higher and the lower ends are lower than the specified level, the first being connected alternately with an equally inclined groove with the corresponding long and a shortened groove, while the lower ends of these grooves are connected by an equally inclined groove with the lower part of the short groove above its lower end, and when you place your finger on top of the shortened groove, the slips ra located below the conical sleeve, and when placing a finger at the top of a long groove, the upper part of the slips is located on the conical sleeve and is shifted in the radial direction.