SU1113514A1

SU1113514A1 - Гидравлический пакер

Info

Publication number: SU1113514A1
Application number: SU823460124A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Ванифатьев; Юрий Завельевич Цырин; Альберт Анатольевич Гайворонский; Владимир Иванович Беляев; Владимир Александрович Взородов
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1984-09-15

Abstract

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР, включающий св занный с колонной труб полый ствол ,установленный на нем рукавный уплотнитель, корпус, образующий со стволом камеру, в которой установлен дифференциальный поршень, образующий со стволом и корпусом камеру высокого давлени , св занную с полостью уплотнител , и камеру низкого давлени , св занную через клапан с полостью ствола пакера, отличающийс тем, что, с целью повыщени надежности пакеровки за счет обеспечени автоматического поддержани избыточного давлени во внутренней полости рукавного уплотнител при повышении давлени в затрубном пространстве скважины, в камере низкого давлени концентрично основному .установлен дополнительный дифференциальный поршень, меньша ступень котороi го размещена в камере высокого давлени , а больша ступень образует с (Л корпусом и стволом дополнительную камеру низкого давлени , котора св зана с затрубным пространством § скважины.

Description

оо сд Изобретение относитс к нефтегазо добывающей промьшшенности, а именно к гидравлическим пакерам, устанавливаемым на колонне труб дл разобщени пластов. Известен гидравлический пакер, включающий корпус и кондентрично раз мещенный внутри него дифференциальный поршень, разобщающий камеру низкого давлени , гидравлически св занную с внутренней полостью колонны труб, от камеры высокого давлени , св занной с приводным механизмом пакера 11 . Однако при непредвиденных повышени х давлени в колонне труб возможен срез штифтов, удерживающих от |Перемещени вниз дифференциальный йоршень, что может привести к преждевременному срабатыванию пакера, из-за чего спуск устройства в заданный интервал не будет обеспечен. Кроме того, дл запакеровки в устройство сбрасывают шар иди пробку, которые дл обеспечени необходимого проходного канала в колонне труб при ходитс разбуривать, что требует дополнительных затрат времени и средст Известен также гидравлический пакер , включающий св занный с колонной труб полый ствол, установленный на нем рукавный уплотнитель, корпус, образующий со стволом камеру, в кото рой установлен дифференциальный поршень , образующий со стволом и корпусом камеру высокого давлени , св зан ную с полостью уплотнител , и камеру низкого давлени , св занную через клапан с полостью ствола пакера С 21. Однако известный пакер не обеспечивает допакеровку при увеличении затрубного давлени по сравнению с внутритрубным. Использование нормаль но закрытого клапана дл св зи полос ти низкого давлени с затрубным прос ранством ограничивает возможность автоматического поддержани давлени из-за отсутстви чувствительности устройства к некоторому диапазону из менени управл ющего давлени . Цель изобретени - повътенне надежности пакеровки за счет обеспечени автоматического поддержани избы точного давлени во внутренней полос ти рукавного уплотнител при повышении давлени в затрубном пространств скважины. Поставленна цель достигаетс тем что в гидравлическом пакере, включаю1 14 щем св занный с колонной труб полый ствол, установленный в нем рукавный уплотнитель, корпус, образующий со стволом камеру, в которой установлен дифференциальный поршень, образующий со стволом и корпусом камеру высокого давлени , св занную с полостью уплотнител , и камеру низкого давлени , св занную через клапан с полостью ствола пакера, в камере низкого давлени концентрично основному установлен дополнительный дифференциальный поршень, меньша ступень которого размещена в камере высокого давлени , а больша ступень образует с корпусом и стволом дополнительную камеру низкого давлени , котора св зана с затрубным пространством скважины. На фиг.1 представлен предлагаемый пакер, в исходном состо нии, продольный разрез; на фиг.2 - пакер в момент его срабатьтани под действием внутриколонного давлени ; на фиг.З пакер в момент его срабатывани под действием давлени в одной из зон затрубного пространства, смежных с рукавным уплотнителем. Пакер состоит из полого ствола 1, св занного с колонной труб, на котором установлен рукавный уплотнитель 2 с клапанным узлом. Рукавный уплотнитель 2 и клапанный узел гидравлически св заны между собой посредством канала А. На стволе установлен также корпус 3, дифференциальные поршни 4 и 5 с упорами 6 и 7, образующие со стволом камеру высокого давлени Б, гидравлически св занную с кольцевой (рабочей) полостью В рукавного уплотнител через каналы Г, Д, Е и кольцевую выточку Ж и камеру низкого давлени И, разобщенную с внутренней полостью обсадной колонны полым врезным клапаном 8, дополнительную камеру низкого давлени К между дифференциальным поршнем 4 и заслонкой 9 корпуса с отверсти ми Л, обеспечивающими св зь камеры с затрубным пространством. Между корпусом 3, полым стволом 1 и поршнем 5 образована вспомогательна камера (низкого давлени ) М, котора через канал Н сообщена с внутренней полостью ствола 1. Полости Б, В, И и гидравлически св занные с ними каналы заполнены маслом, а полость К - смазкой.

31

Рукавный уплотнитель 2 снабжен торцовой защитой 10, исключающей возможность его порыва при допакеровке . ,

Дл достижени надежной допакеровки без предъ влени специальных требований к прочностным свойствам элементов рукавного уплотнител 2 необходимо, чтобы коэффициент преобразовани давлени в дифференциальных поршн х составл л 1,15-1,25.

Устройство устанавливаетс с пакером на обсадной колонне, снабженно стоп-кольцом и обратным клапаном, и работает следующим образом.

В процессе цементировани скважины цементировочна пробка проходит через пакер,среза полые винты клапана 8 и вывод из рабочего состо ни элементы, исключающие преждевременное срабатывание клапанного узла. Таким образом, гидравлический пакер и клапанный узел станов тс подготовленными к выполнению своих функций . После посадки цементировочной пробки на стоп-кольцо избыточное давление в цементировочной головке снимают, чтобы надежно обеспечить нормальное исходное положение поршней 4 и 5 перед началом пакеровки.

При последующем создании в обсадной колонне заданного давлени пакеровки происходит срабатывание клапанного узла пакера, и жидкость из обсадной колонны по каналу А поступает в кольцевую полость В рукавного уплотнител 2, раздува уплотнительный элемент (упругорасшир ющийс рукав). При снижении давле351Д4

ни в цементировочной головке клапанный узел обеспечивает герметизацию кольцевой полости рукавного уплотнител 2 и жестко фиксируетс в конечном состо нии.

Затем в процессе службы скважины дифференциальные поршни обеспечивают автоматическую допакеровку под действием давлений в зонах, смежных с

Q кольцевой полостью В рукавного уплотнител 2. При повьш1ении внутриколонного давлени (например, в случа х опрессовки обсадной колонны, закачки воды в пласт, проведени ремонтноизол ционных работ по ликвидации негерметичности резьбовых соединений колонны и др.) перемещаетс поршень 5, сжима жидкость в полост х Б и В, т.е. обеспечива ввод дополнительной

- порции жидкости в рукавный уплотнитель 2 (допакеровку скважины). При повьш1ении давлени в зоне затрубного пространства, смежной с рукавным уплотнителем (например, при сообще5 НИИ этой зоны с пластом, имеющим

аномально высокое давление, насьш;ающего флюида, с зоной перфорации обсадной колонны в нагнетательной скважине и др.), происходит допакеровка скважины за счет аналогичного перемещени поршн 4. Возможны и случаи одновременной работы поршней 4 и 5, например, когда на каждый из них передаетс давление закачиваемой в

пласт воды. 5

Экономический эффект достигаетс за счет обеспечени надежности пакеоовки ствола скважины.

фиг.}

/

X

У

Фиг 2

-/ /

/ - / J/

I S

Claims

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР, включающий связанный с колонной труб полый ствол .установленный на нем рукавный уплотнитель, корпус, образующий со стволом камеру, в которой установлен дифференциальный поршень, обра- зующий со стволом и корпусом камеру высокого давления, связанную с полостью уплотнителя, и камеру низкого давления, связанную через клапан с полостью ствола пакера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пакеровки за счет обеспечения автоматического поддержания избыточного давления во внутренней полости рукавного уплотнителя при повышении давления в затрубном пространстве скважины, в камере низкого давления концентрично основному установлен дополнительный дифференциальный поршень, меньшая ступень которого размещена в камере высокого давления, а большая ступень образует с корпусом и стволом дополнительную камеру низкого давления, которая связана с затрубным пространством скважины.

111351

1 1113514