Опрессовочный пакер

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для поинтервальной опрессовки обсадных колонн и проверки герметичности приустьевой части обсадной колонны совместно с противовыбросным оборудованием при бурении или ремонте скважин. Опрессовочный пакер состоит из корпуса, заглушенного сверху и узла уплотнения, установленного на наружной поверхности корпуса и выполненного в виде самоуплотняющейся сверху вниз манжеты. Узел уплотнения снизу снабжен конусом, сужающимся сверху вниз, и размещен на корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения в пределах наружной цилиндрической выборки, выполненной на корпусе. Ниже узла уплотнения установлен якорный узел, состоящий из подпружиненных внутрь посредством пружинного кольца плашек, имеющих возможность взаимодействия с конусом узла уплотнения и установленных в обойме с возможностью радиального перемещения. Обойма снаружи оснащена пружинными центраторами, а якорный узел имеет возможность осевого перемещения между нижним и верхним кольцевыми выступами, выполненными на наружной поверхности корпуса. Корпус снабжен верхним и нижним рядами радиальных каналов. Верхний ряд радиальных каналов размещен в корпусе выше самоуплотняющейся сверху вниз манжеты, а нижний ряд радиальных каналов размещен в корпусе между его нижним и верхним кольцевыми выступами с возможностью герметичного перекрытия посредством уплотнительных колец, размещенных в обойме якорного узла. В корпусе под нижним рядом радиальных каналов установлен клапан, пропускающий снизу вверх и состоящий из седла и шара. Предлагаемый Опрессовочный пакер достаточно надежен в работе, поскольку позволяет произвести опрессовку обсадной колонны скважины в комплексе с устьевым оборудованием при высоких значениях давлениях опрессовки. 1 ил. на 1 л.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для поинтервальной опрессовки обсадных колонн и проверки герметичности приустьевой части обсадной колонны совместно с противовыбросным оборудованием при бурении или ремонте скважин.

Известен пакер устьевой (патент RU №2152506, Е21В 33/12 опубл. в бюл. №19 от 10.07.2000 г.), состоящий из корпуса, узла уплотнения и хвостовика, при этом узел уплотнения выполнен из двух радиальных манжет с воротничками и пологими наружными фасками для ввода пакера в устье скважины, разделенных шайбой со скосами, геометрически соответствующими поверхности воротничков манжет, и снабженной каналами подачи жидкости из верхней манжеты в нижнюю, а также распорной втулки для ограничения степени сжатия манжет упорами - стабилизаторами, верхний из которых снабжен каналами подачи жидкости из затрубного пространства в полость верхней манжеты, при этом хвостовик снабжен кольцевым рядом радиальных сквозных отверстий с резьбой для установки стопорных винтов, фиксирующих хвостовик в кольцевой проточке корпуса.

Недостатками данной конструкции являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;

- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пакер устьевой (патент RU №57801, Е21В 33/12 опубл. в бюл. №30 от 27.10.2006 г.), состоящий из корпуса и узла уплотнения, установленного на наружной поверхности корпуса и выполненного в виде самоуплотняющейся сверху вниз манжеты.

Данная конструкция пакера устьевого обладает низкой надежностью работы при больших давлениях опрессовки из-за срыва самоуплотняющейся манжеты в кольцевой зазор между пакером и обсадной трубой.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы пакера при высоких давлениях опрессовки.

Поставленная техническая задача решается опрессовочным пакером, состоящим из корпуса и узла уплотнения, установленного на наружной поверхности корпуса и выполненного в виде самоуплотняющейся сверху вниз манжеты.

Новым является то, что корпус заглушен сверху, а узел уплотнения снизу снабжен конусом, сужающимся сверху вниз, и размещен на корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом ниже узла уплотнения установлен якорный узел, состоящий из подпружиненных внутрь плашек, имеющих возможность взаимодействия с конусом узла уплотнения и установленных в обойме с возможностью радиального перемещения, причем обойма снаружи оснащена пружинными центраторами, а якорный узел имеет возможность осевого перемещения между нижним и верхним кольцевыми выступами, выполненными на наружной поверхности корпуса, при этом корпус снабжен верхним и нижним рядами радиальных каналов, причем верхний ряд радиальных каналов размещен в корпусе выше самоуплотняющейся сверху вниз манжеты, а нижний ряд радиальных каналов размещен в корпусе между его нижним и верхним кольцевыми выступами с возможностью герметичного перекрытия обоймой якорного узла, при этом в корпусе под нижним рядом радиальных каналов установлен клапан, пропускающий снизу вверх и состоящий из седла и шара.

На фигуре изображен опрессовочный пакер в продольном разрезе.

Опрессовочный пакер состоит из корпуса 1, заглушенного сверху и узла уплотнения 2, установленного на наружной поверхности корпуса 1 и выполненного в виде самоуплотняющейся сверху вниз манжеты 3.

Узел уплотнения 2 снизу снабжен конусом 4, сужающимся сверху вниз, и размещен на корпусе 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения в пределах наружной цилиндрической выборки 5, выполненной на корпусе 1.

Ниже узла уплотнения 2 установлен якорный узел 6, состоящий из подпружиненных внутрь посредством пружинного кольца 7 плашек 8, имеющих возможность взаимодействия с конусом 4 узла уплотнения 2 и установленных в обойме 9 с возможностью радиального перемещения. Плашки 8 установлены в обойме 9, например, с помощью «Т-образного» соединения.

Обойма 9 снаружи оснащена пружинными центраторами 10, а якорный узел 6 имеет возможность осевого перемещения между нижним 11 и верхним 12 кольцевыми выступами, выполненными на наружной поверхности корпуса 1. Корпус 1 снабжен верхним 13 и нижним 14 рядами радиальных каналов.

Верхний ряд радиальных каналов 13 размещен в корпусе 1 выше самоуплотняющейся сверху вниз манжеты 3, а нижний ряд радиальных каналов 14 размещен в корпусе

1 между его нижним 11 и верхним 12 кольцевыми выступами с возможностью герметичного перекрытия посредством уплотнительных колец 15, размещенных в обойме 9 якорного узла 6. В корпусе 1 под нижним рядом радиальных каналов 14 установлен клапан 16, пропускающий снизу вверх и состоящий из седла 17 и шара 18.

Опрессовочный пакер работает следующим образом.

Перед спуском опрессовочного пакера в скважину кабель 19 соединяют с заглушенным сверху корпусом 1 и спускают опрессовочный пакер на кабеле 19 в обсадную колонну скважины (на фиг. не показано) на требуемую глубину, при этом самоуплотняющаяся сверху вниз манжета 3 находится в контакте с внутренними стенками обсадной колонны, при этом клапан 16 открыт, то есть шар 18 находится над селом 17 и перепускает скважинную жидкость снизу вверх.

В контакте с внутренними стенками обсадной колонны находятся также пружинные центраторы 10, благодаря чему в процессе спуска пакера в скважину якорный узел уперт торец верхнего кольцевого выступа 12 корпуса 1, а нижний ряд радиальных каналов 14 корпуса 1 герметично посредством уплотнительных элементов 15 перекрыт обоймой 9 якорного узла 6.

Достигнув требуемого интервала опрессовки обсадной колонны, доливают ее технологической жидкостью и герметизируют пространство между кабелем 19 и обсадной колонной на устье скважины. Поднимают давление в межколонном пространстве скважины, при этом сначала узел уплотнения 2, благодаря самоуплотняющаяся сверху вниз манжете 3, находящейся в контакте с внутренними стенками обсадной колонны скважины, под действием давления жидкости сверху перемещается вниз в пределах наружной цилиндрической выборки 5 корпуса 1 и своим конусом 4 вступает во взаимодействие с внутренней поверхностью плашек 8 якорного узла 6, так как последний, благодаря взаимодействию пружинных центраторов 10, установленных на обойме 9 с внутренними стенками обсадной колонны остается, в неподвижном положении, при этом клапан 16 закрыт, то есть шар 18 герметично сидит на седле 17. В результате плашки 8 якорного узла 6 расширяются радиально наружу, разжимая диаметрально пружинное кольцо 7, и фиксируются на внутренних стенках обсадной колонны скважины, исключая осевое перемещение пакера вниз. После чего самоуплотняющаяся сверху вниз манжета 3 под действием давления жидкости еще более самоуплотняется, плотнее прижимаясь к внутренним стенкам обсадной колонны скважины.

Давление поднимают до намеченного опрессовкой, согласно утвержденного плана работ, и производят опрессовку обсадной колонны, при этом опрессовке подвергается как обсадная колонна выше пакера, так и устьевая арматура и превентор (если они имеются),

на фигуре не показано. После проведения опрессовки давление в обсадной колонне скважины сбрасывают.

После чего приподнимают опрессовочный пакер посредством кабеля 19, при этом узел уплотнения 2 конусом 4 выходит из взаимодействия с внутренней поверхностью плашек 8 якорного узла 6, при этом плашки 8 под действием возвратной силы пружинного кольца 7 перемещаются радиально внутрь и отходят от внутренних стенок обсадной колонны скважины, занимая транспортное положение, при этом якорный узел 6 благодаря взаимодействию пружинных центраторов 10, установленных на обойме 9 с внутренними стенками обсадной колонны, остается в неподвижном положении, а корпус 1 перемещается вверх относительно якорного узла 6, который обоймой 9 упирается в торец нижнего кольцевого выступа 11 корпуса 1.

В итоге скважинная жидкость, находящаяся выше пакера, устремляется через верхний ряд радиальных каналов 13 корпуса 1 внутрь корпуса 1 и через нижний ряд радиальных каналов 14 корпуса 1 в подпакерное пространство, при этом клапан 16 находится в закрытом положении, то есть шар 18 герметично сидит на седле 17. Дают выдержку по времени в течение 3-5 минут, при этом давление жидкости над и под пакером опрессовочным выравнивается.

Далее производят полный подъем опрессовочного пакера на поверхность, при этом в процессе подъема узел уплотнения 2 перемещается в пределах наружной цилиндрической выборки 5 корпуса 1, а якорный узел 6 остается упертым в торец нижнего кольцевого выступа 11 корпуса 1. В таком положении опрессовочный пакер извлекают из обсадной колонны скважины.

Предлагаемый опрессовочный пакер достаточно надежен в работе, поскольку позволяет произвести опрессовку обсадной колонны скважины в комплексе с устьевым оборудованием при высоких значениях давлениях опрессовки.

Опрессовочный пакер, состоящий из корпуса и узла уплотнения, установленного на наружной поверхности корпуса и выполненного в виде самоуплотняющейся сверху вниз манжеты, отличающийся тем, что корпус заглушен сверху, а узел уплотнения снизу снабжен конусом, сужающимся сверху вниз, и размещен на корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом ниже узла уплотнения установлен якорный узел, состоящий из подпружиненных внутрь плашек, имеющих возможность взаимодействия с конусом узла уплотнения и установленных в обойме с возможностью радиального перемещения, причем обойма снаружи оснащена пружинными центраторами, а якорный узел имеет возможность осевого перемещения между нижним и верхним кольцевыми выступами, выполненными на наружной поверхности корпуса, при этом корпус снабжен верхним и нижним рядами радиальных каналов, причем верхний ряд радиальных каналов размещен в корпусе выше самоуплотняющейся сверху вниз манжеты, а нижний ряд радиальных каналов размещен в корпусе между его нижним и верхним кольцевыми выступами с возможностью герметичного перекрытия обоймой якорного узла, при этом в корпусе под нижним рядом радиальных каналов установлен клапан, пропускающий снизу вверх и состоящий из седла и шара.