RU96910U1

RU96910U1 - PACKER SUSPENSION

Info

Publication number: RU96910U1
Application number: RU2010105984/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Будин; Алексей Владимирович Будин; Наталья Владимировна Будина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Пакерное оборудование"
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2010-08-20

Abstract

Пакер-подвеска хвостовика, содержащий узел разъединения гидравлического I устройства в составе механического установочного II устройства, пакерный узел III и якорный узел IV, причем последние и узел разъединения гидравлического I устройства выполнены каждый со своим гидроприводом, отличающийся тем, что камеры гидроприводов сообщены через отверстия в стволах 1 и 6 с внутренней полостью стволов 1 и 6 пакера-подвески, причем в механическом установочном устройстве для увеличения опорной площади, удерживающей вес подвешенного в стволе оборудования установлено четыре сухаря 3, на корпусе 4 механического установочного устройства выполнены четыре усиленных шлица, через которые для механического разъединения при левом вращении передают усилие, седло клапана 9 механического установочного устройства выполнено с центральным отверстием, обеспечивающим свободный переток жидкости при спуске в скважину, а приведение пакера-подвески в работу производят сбрасываемым в нее шаром 10, перекрывающим отверстие в седле клапана 9 для обеспечения возможности создания избыточного давления жидкости и ее подачи через выполненные в стволах 1 и 6 отверстия в гидроприводы якорного узла, пакерного узла и узла разъединения для внедрения в стенку обсадной колонны шлипсов 8 и свободного перемещения под действием избыточного давления в пакерном узле вниз цилиндра 5 для сжатия, по крайней мере, одной манжеты 7 пакерного узла цилиндром через толкатель и стакан с ограничением хода сжатия в толкателе, при этом якорный узел выполнен с головкой 14, обоймой 15 и прямоугольными шлипсами 8, установленными с возможностью перемещения в Т-образных пазах го A shank packer suspension comprising a hydraulic I device disconnecting unit as part of a mechanical installation II device, a III packer unit and an anchor unit IV, the latter and a hydraulic I device disconnecting unit each having their own hydraulic actuator, characterized in that the hydraulic actuator chambers are communicated through openings in trunks 1 and 6 with an internal cavity of the trunks 1 and 6 of the suspension packer, and in a mechanical installation device to increase the supporting area that holds the weight of the equipment suspended in the barrel Four crackers 3 were installed, four reinforced slots are made on the body 4 of the mechanical installation device, through which force is transmitted for mechanical separation during left rotation, the valve seat 9 of the mechanical installation device is provided with a central hole that provides free flow of fluid when it is lowered into the well, and Packer-pendants are put into operation by a ball 10 discharged into it, blocking the hole in the valve seat 9 to allow the creation of excess liquid pressure tee and its supply through the holes made in the shafts 1 and 6 into the hydraulic drives of the anchor unit, the packer unit and the separation unit for insertion of the slips 8 into the casing wall and free movement under the action of excessive pressure in the packer unit down the cylinder 5 for compression, at least one cuff 7 of the packer assembly by a cylinder through a pusher and a cup with compression stroke limitation in the pusher, while the anchor assembly is made with a head 14, a holder 15 and rectangular slips 8 installed with the possibility of movement in the T-grooves of the th

Description

Полезная модель относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для спуска и герметизации заколонного пространства в обсадных колоннах и, в частности, хвостовиков в обсадных колоннах.The utility model relates to the field of attachment of oil and gas wells, and in particular to devices for lowering and sealing annular space in casing strings and, in particular, liners in casing strings.

Известно устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине, содержащее установленный на колонне труб переводник, на котором подвешены внутренняя труба и посредством муфты пакер и якорь, соединенный посредством соединительной муфты с выполненным в виде трубы хвостовиком, внутренняя труба выполнена с радиальными отверстиями в ее стенке и установленным на нижнем ее конце клапаном, пакер расположен над якорем на верхнем стволе и выполнен с сжимаемыми в осевом направлении посредством гидропривода эластичными манжетами, а якорь расположен на нижнем стволе, зафиксирован в исходном положении посредством срезного штифта и выполнен с установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении посредством гидропривода шлипсами, при этом внутренняя труба образует с соединенными между собой верхним и нижним стволами кольцевую полость, гидравлически связанную через ее радиальные отверстия с гидроприводами пакера и якоря (см. патент RU №2171366, кл. Е21В 43/10, 27.07.2001).A device for installing and sealing a liner of a casing string in a well is known, comprising a sub mounted on a pipe string, on which an inner pipe is suspended and, by means of a sleeve, a packer and an anchor connected via a sleeve to a liner made in the form of a pipe, the inner pipe is made with radial holes in it the wall and the valve installed on its lower end, the packer is located above the anchor on the upper barrel and is made elastic compressible in the axial direction by means of a hydraulic actuator cuffs, and the anchor is located on the lower barrel, fixed in the initial position by means of a shear pin and made with slips mounted with the possibility of moving in the radial direction by means of hydraulic actuator, while the inner pipe forms an annular cavity hydraulically connected through its upper and lower trunks radial holes with hydraulic packer and anchor (see patent RU No. 2171366, CL ЕВВ 43/10, 07/27/2001).

Однако данное устройство имеет сравнительно сложную конструкцию дроссельно-запорного клапана и эластичных манжет пакера. Кроме того отсутствуют средства центровки положения трубы, на которой установлен дроссельно-запорный клапан. Как результат данное устройство имеет сравнительно невысокую надежность.However, this device has a relatively complex design of a butterfly valve and elastic packer cuffs. In addition, there are no means for centering the position of the pipe on which the throttle-stop valve is installed. As a result, this device has a relatively low reliability.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пакер-подвеска хвостовика, которая содержит узел разъединения гидравлического устройства в составе механического установочного устройства, пакерный узел и якорный узел, при этом указанные устройства содержат установленный на колонне труб переводник, на котором подвешены внутренняя труба и посредством муфты пакер и якорь, соединенный посредством соединительной муфты с выполненным в виде трубы хвостовиком, внутренняя труба выполнена с радиальными отверстиями в ее стенке и установленным на нижнем ее конце клапаном, пакер расположен над якорем на верхнем стволе и выполнен с сжимаемыми в осевом направлении посредством гидропривода эластичными манжетами, а якорь расположен на нижнем стволе, зафиксирован в исходном положении посредством срезного штифта и выполнен с установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении посредством гидропривода шлипсами, при этом внутренняя труба образует с соединенными между собой верхним и нижним стволами кольцевую полость, гидравлически связанную через ее радиальные отверстия с гидроприводами пакера и якоря, внутренняя труба снабжена жестким центратором ее положения в верхнем и нижнем стволах, клапан выполнен в виде установленного на срезном штифте седла и сбрасываемого на него шара, под седлом установлена ловушка седла и шара, шлипсы якоря выполнены прямоугольными с Т-образным хвостовиком, гидропривод якоря снабжен сжатой в исходном положении пружиной, поджимающей шлипсы к обсадной колонне в рабочем положении, причем гидропривод якоря выполнен с ограничителем осевого хода шлипсов, эластичные манжеты пакера выполнены цилиндрическими из резины, при этом между манжетами установлены стальные шайбы, а пакер выполнен с ограничителем осевого сжатия эластичных манжет (см. патент на полезную модель RU №70304, кл. Е21В 43/10, 20.01.2008).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a shank packer suspension, which contains a hydraulic device separation unit as part of a mechanical installation device, a packer unit and an anchor unit, while these devices contain an adapter mounted on a pipe string on which an internal pipe and, through the coupling, a packer and an anchor connected by means of a coupling with a shank made in the form of a pipe, the inner pipe is made with rad with openings in its wall and a valve mounted on its lower end, the packer is located above the anchor on the upper barrel and is made with axially compressible elastic cuffs, and the anchor is located on the lower barrel, fixed in the initial position by means of a shear pin and made with installed with the possibility of moving in the radial direction by means of a hydraulic actuator with slips, while the inner tube forms an annular cavity with interconnected upper and lower trunks, hydraulically connected through its radial openings with packer and anchor hydraulic actuators, the inner pipe is equipped with a rigid centralizer of its position in the upper and lower trunks, the valve is made in the form of a seat mounted on a shear pin and a ball dumped onto it, a seat and ball trap is installed under the seat, anchor slips made rectangular with a T-shaped shank, the armature hydraulic actuator is equipped with a spring compressed in the initial position, pressing the slips to the casing in the working position, and the armature hydraulic actuator is made with the restriction the axial stroke body of the slips, the elastic packer cuffs are made of cylindrical rubber, while steel washers are installed between the cuffs, and the packer is made with an axial compression limiter of elastic cuffs (see Utility Model Patent RU No. 70304, class. ЕВВ 43/10, 20.01.2008).

В данном пакере-подвеске достигается упрощение конструкции устройства для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине. Однако опорная поверхность недостаточна развита для надежного удерживания веса оборудования, что снижает технологические возможности данного устройства.This suspension packer simplifies the design of the device for installing and sealing the casing liner in the well. However, the supporting surface is not sufficiently developed to reliably maintain the weight of the equipment, which reduces the technological capabilities of this device.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение опорной площади, удерживающей вес подвешенного на стволе оборудования для спуска, подвески и герметизации хвостовика в обсадной колонне.The task to which the utility model is directed is to increase the reference area that holds the weight of the equipment for lowering, suspending and sealing the liner suspended on the barrel in the casing.

Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации пакера-подвески.The technical result is to increase the reliability of the packer suspension.

Указанная задача решается, а технический результат достигается, за счет того, что пакер-подвеска хвостовика содержит узел разъединения гидравлического устройства в составе механического установочного устройства, пакерный узел и якорный узел, причем последние и узел разъединения гидравлического устройства выполнены каждый со своим гидроприводом, камеры гидроприводов сообщены через отверстия в стволах 1 и 6 с внутренней полостью стволов 1 и 6 пакера-подвески, причем в механическом установочном устройстве для увеличения опорной площади, удерживающей вес подвешенного стволе оборудования установлено четыре сухаря 3, на корпусе 4 механического установочного устройства выполнены четыре усиленных шлица, через которые для механического разъединения при левом вращении передают усилие, седло клапана 9 механического установочного устройства выполнено с центральным отверстием, обеспечивающим свободный переток жидкости при спуске в скважину, а приведение пакера-подвески в работу производят сбрасываемым в нее шаром 10, перекрывающим отверстие в седле клапана 9 для обеспечения возможности создания избыточного давления жидкости и ее подачи через выполненные в стволах 1 и 6 отверстия в гидроприводы якорного узла, пакерного узла и узла разъединения для внедрения в стенку обсадной колонны шлипсов 8 и свободного перемещения под действием избыточного давления в пакерном узле вниз цилиндра 5 для сжатия, по крайней мере, одной манжеты 7 пакерного узла цилиндром через толкатель и стакан с ограничением хода сжатия в толкателе, при этом якорный узел выполнен с головкой 14, обоймой 15 и прямоугольными шлипсами 8, установленными с возможностью перемещения в Т-образных пазах головки 14 и обоймы 15, приводимых в действие при срезе штифтов 11 якорного узла, причем срезные штифты 11, 12, 13 якорного узла IV, пакерного узла III и механического установочного устройства II установлены с возможностью обеспечения последовательного срабатывания якорного узла IV, пакерного узла III и механического установочного устройства II для установки в обсадной колонне якорного IV и пакерного III узлов и последующего поднятия механического установочного устройства II со стволами 1 и 6, седлом клапана 9 и шаром 10 посредством транспортировочной колонны труб.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the packer-suspension of the shank contains a separation unit of the hydraulic device as part of the mechanical installation device, a packer unit and an anchor unit, the latter and the separation unit of the hydraulic device are each with its own hydraulic actuator, hydraulic actuator chambers communicated through holes in the trunks 1 and 6 with the inner cavity of the trunks 1 and 6 of the packer suspension, and in a mechanical installation device to increase the reference area, four crackers 3 were installed to hold the weight of the suspended equipment barrel, four reinforced slots are made on the housing 4 of the mechanical installation device, through which forces are transmitted for mechanical separation during left rotation, the valve seat 9 of the mechanical installation device is provided with a central hole that provides free flow of liquid when descending into the well, and bringing the packer-suspension into operation is carried out by a ball 10 discharged into it, blocking the hole in the valve seat 9 to ensure the ability to create excess pressure of the liquid and its supply through the holes made in the shafts 1 and 6 into the hydraulic drives of the anchor assembly, the packer assembly and the separation assembly for introducing the slips 8 into the casing wall and freely moving under the action of the overpressure in the packer assembly down the cylinder 5 for compression, at least one cuff 7 of the packer assembly by the cylinder through the pusher and the cup with compression stroke limitation in the pusher, while the anchor assembly is made with a head 14, a holder 15 and rectangular slips 8 installed with the ability to move in the T-grooves of the head 14 and the cage 15, actuated when the pins 11 of the anchor assembly are cut, the shear pins 11, 12, 13 of the anchor assembly IV, the packer assembly III and the mechanical mounting device II are installed with the possibility of sequential operation of the anchor unit IV, packer unit III and mechanical installation device II for installation in the casing of the anchor IV and packer III nodes and the subsequent lifting of the mechanical installation device II with trunks 1 and 6, valve seat 9 and ball 10 by means of a transport pipe string.

На чертеже представлен продольный разрез пакер-подвески хвостовика для спуска, подвески и герметизации хвостовика в обсадной колонне.The drawing shows a longitudinal section of the packer suspension of the liner for lowering, suspension and sealing the liner in the casing.

Пакер-подвеска хвостовика содержит узел разъединения гидравлического I устройства в составе механического установочного II устройства, пакерный узел III и якорный узел IV. Камеры гидроприводов сообщены через отверстия в стволах 1 и 6 с внутренней полостью стволов 1 и 6 пакера-подвески, причем в механическом установочном устройстве для увеличения опорной площади, удерживающей вес подвешенного стволе оборудования установлено четыре сухаря 3, на корпусе 4 механического установочного устройства выполнены четыре усиленных шлица, через которые для механического разъединения при левом вращении передают усилие, седло клапана 9 механического установочного устройства выполнено с центральным отверстием, обеспечивающим свободный переток жидкости при спуске в скважину, а приведение пакера-подвески в работу производят сбрасываемым в нее шаром 10, перекрывающим отверстие в седле клапана 9 для обеспечения возможности создания избыточного давления в пакерном узле и свободного перемещения под действием избыточного давления в пакерном узле вниз цилиндра 5 для сжатия, по крайней мере, одной манжеты 7 пакерного узла цилиндром через толкатель и стакан с ограничением хода сжатия в толкателе, а якорный узел выполнен с головкой 14, обоймой 15 и прямоугольными шлипсами 8, установленными с возможностью перемещения в Т-образных пазах головки 14 и обоймы 15, приводимых в действие при срезе штифтов 11 якорного узла, причем срезные штифты 11, 12, 13 якорного узла IV, пакерного узла III и механического установочного устройства II, установлены с возможностью обеспечения последовательного срабатывания якорного узла IV, пакерного узла III и механического установочного устройства II для установки в обсадной колонне якорного IV и пакерного III узлов и последующего поднятия механического установочного устройства II со стволами 1 и 6, седлом клапана 9 и шаром 10 посредством транспортировочной колонны труб (на чертеже не показана).The liner packer suspension comprises a hydraulic unit I disconnection unit as part of the mechanical installation device II, a packer unit III and an anchor unit IV. The hydraulic actuator chambers are communicated through holes in the trunks 1 and 6 with the inner cavity of the trunks 1 and 6 of the packer suspension, and four crackers 3 are installed in the mechanical installation device to increase the supporting area that holds the weight of the suspended equipment barrel, four reinforced are made on the body 4 of the mechanical installation device the slot through which for mechanical separation during left rotation the force is transmitted, the valve seat 9 of the mechanical installation device is made with a central hole, providing free flow of fluid during descent into the well, and bringing the packer-suspension into operation is performed by a ball 10 discharged into it, blocking the hole in the valve seat 9 to allow the creation of excess pressure in the packer assembly and free movement under the action of excess pressure in the packer assembly down the cylinder 5 for compressing at least one cuff 7 of the packer assembly with a cylinder through a pusher and a cup with compression stroke limitation in the pusher, and the anchor assembly is made with a head 14, a holder 15 and a rectangular slip 8 installed with the possibility of movement in the T-grooves of the head 14 and the holder 15, which are actuated when the pins 11 of the anchor assembly are cut off, the shear pins 11, 12, 13 of the anchor assembly IV, the packer assembly III and the mechanical mounting device II are installed with the possibility of sequential operation of the anchor unit IV, packer unit III and mechanical installation device II for installation in the casing of the anchor IV and packer III nodes and the subsequent lifting of the mechanical installation device II from the trunks and 1 and 6, the valve seat 9 and the ball 10 by means of a transport pipe string (not shown).

При спуске находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает во внутреннюю полость устройства через проходное отверстие в седле клапана 9.During the descent, the liquid located in the well freely flows into the internal cavity of the device through the passage hole in the valve seat 9.

Затем в колонну труб бросают шар 10, который падает на седло клапана 9 и перекрывает отверстие седла клапана 9. По колонне труб подают под давлением жидкость, которая через отверстия в стволах 1 и 6 поступает в камеры гидроприводов якорного узла IV, пакерного узла III и узла разъединения гидравлического устройства I.Then, a ball 10 is thrown into the pipe string, which falls onto the valve seat 9 and closes the valve seat 9. The pipe string is pressurized with fluid, which through the holes in the shafts 1 and 6 enters the hydraulic chambers of the anchor unit IV, packer unit III and unit disconnect hydraulic device I.

Под действием жидкости на поршень гидропривода якорного узла IV сначала срезается штифт 11 якорного узла IV. При этом обойма 15, двигаясь вверх, вызывает перемещение в радиальном направлении шлипсов 8, которые внедряются в стенку обсадной колонны.Under the action of the liquid on the hydraulic piston of the anchor unit IV, the pin 11 of the anchor unit IV is first cut off. In this case, the cage 15, moving up, causes a radial movement of the slips 8, which are embedded in the wall of the casing.

Далее повышают давление жидкости в стволах 1 и 6 пакера-подвески, что приводит к повышению давления в гидродвигателе пакерного узла III до величины при которой следующим срезается штифт 12 пакерного узла III. При этом цилиндр 5 движется вниз и сжимает через толкатель и стакан с ограничением хода сжатия манжеты 7.Next, increase the pressure of the fluid in the trunks 1 and 6 of the packer suspension, which leads to an increase in pressure in the hydraulic motor of the packer unit III to a value at which the pin 12 of the packer unit III is next cut off. In this case, the cylinder 5 moves down and compresses through the pusher and the glass with the restriction of the compression stroke of the cuff 7.

При дальнейшем повышении давления жидкости в стволах 1 и 6 пакера-подвески, последняя поступает в узла разъединения гидравлического устройства I и гидродвигатель Под действием еще большего давления на поршень 2 срезается штифт 13 механического установочного устройства II. При этом поршень 2 смещается вверх освобождая четыре сухаря 3, которые перемещаясь в радиальном направлении освобождают цилиндр 16 механического установочного устройства II для последующего поднятия механического установочного устройства II со стволами 1 и 6, седлом клапана 9 и шаром 10 посредством транспортировочной колонны труб..With a further increase in fluid pressure in the trunks 1 and 6 of the suspension packer, the latter enters the separation unit of the hydraulic device I and the hydraulic motor. Under the influence of even greater pressure on the piston 2, the pin 13 of the mechanical installation device II is cut off. In this case, the piston 2 is shifted upward releasing four crackers 3, which, moving in the radial direction, release the cylinder 16 of the mechanical installation device II for the subsequent lifting of the mechanical installation device II with the trunks 1 and 6, the valve seat 9 and the ball 10 by means of a pipe transport pipe ..

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой промышленности и других отраслях промышленности, где требуется герметизация заколонного пространства в обсадных колоннах.This utility model can be used in the oil and gas industry and other industries where sealing of annular space in casing strings is required.

Claims

A shank packer suspension comprising a hydraulic I device disconnecting unit as part of a mechanical installation II device, a III packer unit and an anchor unit IV, the latter and a hydraulic I device disconnecting unit each having their own hydraulic actuator, characterized in that the hydraulic actuator chambers are communicated through openings in trunks 1 and 6 with an internal cavity of the trunks 1 and 6 of the suspension packer, and in the mechanical installation device to increase the supporting area that holds the weight of the equipment suspended in the barrel Four crackers 3 were installed, four reinforced slots are made on the housing 4 of the mechanical installation device, through which the force is transmitted for mechanical disconnection during left rotation, the valve seat 9 of the mechanical installation device is made with a central hole that provides free flow of fluid when lowering into the well, and Suspension packers are produced into operation by a ball 10 discharged into it, blocking the hole in the valve seat 9 to allow the creation of excess liquid pressure tee and its supply through the holes made in the shafts 1 and 6 into the hydraulic drives of the anchor unit, the packer unit and the separation unit for insertion of the slips 8 into the casing wall and free movement under the action of excessive pressure in the packer unit down the cylinder 5 for compression, at least one cuff 7 of the packer assembly by a cylinder through a pusher and a cup with compression stroke limitation in the pusher, while the anchor assembly is made with a head 14, a holder 15 and rectangular slips 8 installed with the possibility of movement in the T-grooves of the th lugs 14 and clips 15, which are actuated when the pins 11 of the anchor assembly are cut, the shear pins 11, 12, 13 of the anchor assembly IV, the packer assembly III and the mechanical installation device II are installed with the possibility of sequential operation of the anchor assembly IV, the packer assembly III and mechanical installation device II for installation in the casing of the anchor IV and packer III nodes and the subsequent lifting of the mechanical installation device II with trunks 1 and 6, the valve seat 9 and the ball 10 through the transport columns pipes.