Паз на стволе механического пакера
Полезная модель относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и используется в устройствах, герметично разобщающих интервалы обсадной колонны (пакерах) в нефтяных, газовых, газоконденсатных и нагнетательных скважинах. Техническим результатом предполагаемой полезной модели является обеспечение надежной безотказной посадки и срыва механических пакеров, спускаемых на насосно-компрессорных, стеклопластиковых, бурильных или гибких трубах в скважины любой глубины и кривизны, за счет создания конструкции паза на стволе пакера, гарантирующего его надежную посадку и герметизацию межтрубного пространства. Фигурный паз выполнен на наружной поверхности ствола механического пакера. «Р»-образный паз в самой верхней точке напоминает букву «Л», стороны которой расходятся на два паза А и Б, и замыкаются в нижней части, с образованием замкнутого выступа В на стволе. Правый паз А короче по протяженности, чем левый паз Б, в нижней части пазы А и Б связаны наклонным пазом Г. Полезная модель позволяет производить легкий, безотказный перевод из транспортного положение в рабочее и наоборот, пакера, спускаемого на гибких, насосно-компрессорных, бурильных или стеклопластиковых трубах в наклонные, горизонтальные, глубокие скважины. 1 н.з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и используется в устройствах, герметично разобщающих интервалы обсадной колонны (пакерах) в нефтяных, газовых, газоконденсатных и нагнетательных скважинах.
Известны пакеры PAD-1 и MAD-1. Пакер PAD-1 производства компании «Везерфорд» является съемным эксплуатационным пакером, управляемым подъемом колонны труб, с одним якорем. Применяется в неглубоких скважинах с низким давлением, нагнетательных скважинах, при обработке пласта, испытании колонн и других технологических операциях, связанных с воздействием давления на забой. Особенности известного пакера заключаются в том, что он имеет узел аварийного снятия вращением вправо, один пакерующий элемент, J-механизм (каталог продукции, Weatherford, 2005, стр.60; Интернет-ссылка PAD-1 and PAD-1L Tension Packers: http://www.weatherforddirect.com/groups/public/documents/weatherforddirect/wft_direct_pad1.pdf)
Недостатками известного устройства являются невозможность его применения в скважинах с наклонно-направленной траекторией ствола и на больших глубинах, несовершенство формы паза (J-образный), из-за которого возможна не полная фиксация запакерованного состояния и как следствие - разгерметизация межтрубного пространства, а также тот факт, что узел аварийного снятия работает от вращения вправо. В случае установки данного пакера на больших глубинах в наклонно-направленных и искривленных скважинах аварийное снятие вращением колонны будет затруднено из-за закручивания колонны труб в виде спирали и сильного трения колонны труб о стенки эксплуатационной колонны, что может повлиять на передачу крутящего момента от устья, где производят вращение, на устройство аварийного снятия.
Извлекаемый натяжной пакер MAD-1 (каталог продукции 
6 «Пакеры и оборудование для заканчивания скважин» ООО «СМИТ ИНТЕРНЕШНЛ СИ-АЙ-ЭС», 2009, стр.9) применяют в случаях, когда установка механических пакеров, устанавливаемых разгрузкой колонны, невозможна. Пакер MAD-1 подходит для использования в неглубоких нагнетательных скважинах, где предпочтительно устанавливать рабочую колонну под натяжкой. Конструктивные особенности пакера MAD-1: неразъемный уплотнительный элемент, усиленные подвесные плашки с фрикционными колодками, полнопроходной шпиндель с большим внутренним диаметром, система разъединения с трехкратным резервированием для оптимальной извлекаемости. Установка: четверть оборота влево освобождает подвесные плашки, а прямая натяжка устанавливает плашки и уплотнительный элемент. Извлечение: необходимо повернуть колонну насосно-компрессорных труб на четверть оборота вправо с одновременной разгрузкой и активировать замковый механизм с J-образным пазом. После этого пакер может быть извлечен или переустановлен. Резервная регулируемая система со срезными шпильками дает возможность извлечь пакер при определенной силе натяжения. Третий метод разъединения обеспечивает возможность извлечения эксплуатационной колонны, если пакер не может быть извлечен другими методами, для этого на верхнем переводнике предусмотрена крупная левая резьба.
Недостатками пакера MAD-1 являются невозможность его применения в скважинах с наклонно-направленной траекторией ствола (установка пакера вращением колонны труб и натяжением, извлекается известный пакер вращением), несовершенство формы паза (J-образный). Также одним из резервных методов извлечения пакера является отворот по крупной левой резьбе верхнего переводника, что не позволяет использовать его в глубоких и сильно искривленных наклонно-направленных скважинах.
Известен пакер (патент RU 2291947, МПК E21B 33/128, приор. 07.07.2005, опубл. 20.01.2007), состоящий из ствола с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися осевыми коротким и длинным участками, опоры, уплотнительного элемента, а также установленной на стволе с возможностью осевого перемещения обоймы с направляющим штифтом. Направляющий штифт размещен в вышеупомянутом фигурном пазе ствола. Обойма по окружности снабжена пружинными центраторами. Осевые короткий и длинный участки фигурного паза соединены между собой замкнутым фигурным участком так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении обоймы относительно ствола направляющий штифт будет расположен то в осевом коротком участке - транспортное положение, то в осевом длинном участке фигурного паза - рабочее положение. Ствол выше обоймы и ниже опоры оснащен соответственно верхними длиной L1 и нижними длиной L2 радиальными каналами, а по наружной поверхности - кольцевой выборкой длиной L3, выполненной в районе нижних радиальных каналов, и превосходя верхние и нижние радиальные каналы по осевой длине (L3>L1; L3>L2). Уплотнительный элемент распложен на наружной поверхности ствола и зафиксирован снизу опорой, а сверху - обоймой, выполненной с возможностью осевого перемещения относительно ствола в пределах его кольцевой выборки. Сверху со стволом соединен груз, а снизу ствол заглушен и оборудован дополнительным грузом. Ствол на наружной поверхности выше верхних радиальных каналов снабжен центраторами с диаметром D1 , описываемой вокруг них окружности, большим диаметра D2 уплотнительного элемента в транспортном положении. Фигурный паз между коротким и длинным участками в нижней части оснащен выборкой вверх, в которой размещен направляющий штифт при спуске пакера вниз.
Недостатком известного пакера является то, что сложность конфигурации паза в месте выполнения выборки 17 замкнутого участка 10 может привести к ненадежности осуществления процесса пакеровки и распакеровки.
Известен пакер (патент RU 2039205 C1, МПК Е21В 33/12, приор. 10.11.1992, опубл. 09.07.1995), выбранный в качестве прототипа, содержащий шток с пазом на наружной поверхности, включающим укороченный и удлиненный пазы, связанные наклонным пазом, и замыкающую пазы часть, установленные на штоке уплотнительный элемент с конусом, подпружиненные плашки, корпус, размещенный в корпусе подпружиненный центратор и втулку с фиксатором, концевая часть которого размещена в пазу штока, отличающийся тем, что замыкающая пазы часть выполнена в виде смещенных в разные стороны относительно укороченного паза соответственно левого Е и правого Г продольных пазов, соединенных в нижней части наклонным пазом Д, при этом левый продольный паз длиннее правого и связан сверху с укороченным пазом и верхней частью наклонного паза, а правый продольный паз связан сверху с удлиненным пазом и с нижней частью наклонного паза.
Недостатком данного пакера является выполнение фигурного паза, при котором невозможно применение пакера в неглубоких и сильно искривленных наклонно-направленных скважинах, так как для установки пакера требуется создать нагрузку на «голову» пакера разгрузкой инструмента, что в вышеперечисленных скважинах обеспечить затруднительно из-за небольшого веса колонны труб или возникновения больших сил трения между насосно-компрессорными трубами и стенкой скважины. Также известное устройство невозможно использовать в колтюбинговых технологиях.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является обеспечение надежной безотказной посадки и срыва механических пакеров, спускаемых на насосно-компрессорных, стеклопластиковых, бурильных или гибких трубах в скважины любой глубины и кривизны, за счет создания конструкции паза на стволе пакера, гарантирующего его надежную посадку и герметизацию межтрубного пространства.
Поставленный технический результат достигается тем, что паз на наружной поверхности ствола выполнен «Р»-образным, в самой верхней точке напоминающий букву «Л», стороны которой расходятся на два паза А и Б, и замыкаются в нижней части с образованием замкнутого выступа В на стволе, причем правый паз А короче по протяженности, чем левый паз Б, в нижней части пазы А и Б связаны наклонным пазом Г.
Эти решения позволяют обеспечить повышение надежности работы пакера, легкую пакеровку в наклонных, горизонтальных, глубоких скважинах, применение со стеклопластиковыми, насосно-компрессорными или гибкими трубами.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. изображен паз на стволе (развертка) с различными положениями фиксатора.
Фигурный паз (фиг.) выполнен на наружной поверхности ствола механического пакера (на фиг. не показан). «Р»-образный паз в самой верхней точке напоминает букву «Л», стороны которой расходятся на два паза А и Б, и замыкаются в нижней части, с образованием замкнутого выступа В на стволе. Правый паз А короче по протяженности, чем левый паз Б, в нижней части пазы А и Б связаны наклонным пазом Г. Данный паз может быть выполнен на стволе пакера в перевернутом положении.
Механический пакер работает следующим образом. В процессе спуска пакера в скважину фиксатор находится в положении I (фиг.). После спуска пакера до намеченного интервала скважины, производят манипуляцию с колонной труб, ее спускают вниз, а затем производят подъем колонны, в результате чего фиксатор перейдет в положение II. При дальнейшем натяжении колонны труб происходит пакеровка.
Для перевода пакера из рабочего положения в транспортное производят следующие действия. Создают нагружающее усилие на пакер весом колонны труб, чтобы фиксатор переместился из положения II в положение I. Затем приподнимают пакер вверх, вследствие чего фиксатор из положения I перемещается в транспортное положение III. Происходит распакеровка. Пакер на колонне труб поднимают на поверхность.
В случае возникновения необходимости перепосадки пакера на новом интервале приподнимают колонну труб, фиксатор при данных манипуляциях перемещается в положение III, далее, по достижении необходимого интервала посадки, необходимо повторить описанный в предыдущем абзаце процесс, т.е. установить механический пакер натяжением колонны труб.
Полезная модель позволяет производить легкий, безотказный перевод из транспортного положение в рабочее и наоборот, пакера, спускаемого на гибких, насосно-компрессорных, бурильных или стеклопластиковых трубах в наклонные, горизонтальные, глубокие скважины.
Механический пакер, включающий в себя ствол с фигурным пазом, установленные на стволе уплотнительные элементы, якорный узел, конус, отличающийся тем, что на наружной поверхности ствола выполнен «Р»-образный паз, в самой верхней точке напоминающий букву «Л», стороны которой расходятся на два паза А и Б и замыкаются в нижней части с образованием замкнутого выступа В на стволе, причем правый паз А короче по протяженности, чем левый паз Б, в нижней части пазы А и Б связаны наклонным пазом Г.
