Пакер-подвеска

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для спуска и герметизации заколонного пространства обсадных колонн и, в частности, хвостовиков в обсадных колоннах. 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. В результате достигается повышение надежности эксплуатации пакера-подвески хвостовика.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации пакера-подвески.

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.

На чертеже представлен продольный разрез пакер-подвески хвостовика для спуска, подвески и герметизации хвостовика в обсадной колонне.

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).

При спуске находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает во внутреннюю полость устройства через проходное отверстие в седле клапана 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.

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.

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.

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..

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой промышленности и других отраслях промышленности, где требуется герметизация заколонного пространства в обсадных колоннах.

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 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.