Гидроустанавливаемый пакер

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в любых скважинах обсаженных трубой В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить надежность работы пакера и точность установки его в скважине. Гидроустанавливаемый пакер содержит полый вал, на котором установлены верхний и нижний якорные узлы, уплотнитель, расположенный между верхним и нижним якорными узлами, гидравлический привод с поршнем, фиксирующий элемент и запорное устройство, установленное в нижней части полого вала. Пакер выполнен в виде гидравлического и механического якорей, включающих верхний и нижний якорные узлы, соответственно, установленных на общем полом вале, имеющем гидравлические отверстия в месте размещения гидравлического якоря, в последнем размещен гидравлический привод, поршень которого сопряжен с кулачком, снабженным пальцем, и образована полость, между торцами поршня и кулачка, в которой установлен фиксирующий элемент, имеющий возможность взаимодействия с пальцем, а механический якорь снабжен кулачком и срезным элементом, например, срезным штифтом. Кроме того, фиксирующий элемент выполнен в виде разрезной резьбовой втулки, установленной на резьбе на наружной поверхности полого вала, снабженной сквозным пазом, расположенным параллельно ее оси, для размещения пальца, и имеющей возможность линейного перемещения по резьбе при перемещении поршня.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в любых скважинах обсаженных трубой.

Известен гидромеханический пакер, содержащий корпус, уплотнитель, якорный узел, включающий якорную и конусную втулки, механизм запакеровки, имеющий фиксаторы с упорной резьбой, и срезной элемент с седлом под запорное устройство, RU №2236554 C1, E 21 B 33/12, 2004.09.20.

Известен гидромеханический пакер, состоящий из ствола, соединенного через переходник с колонной труб и выполненного с гидроприводом, снабженным поршнем с разжимным конусом, и с разрезной цангой, взаимодействующей с разжимным конусом и снабженной якорными элементами, RU №2235850 C1, E 21 B 33/12, 2004.09.10.

Известен гидромеханический пакер, включающий полый корпус с радиальным каналом, перекрытым пробкой со срезным элементом, упорный переводник, соединенный с корпусом, уплотнительный элемент, взаимодействующий с упорным переводником, узел фиксации уплотнительного элемента и гидравлический привод, RU №2118442 C1, E 21 B 33/12, 1998.08.27.

Конструктивное выполнение известных пакеров не обеспечивает достаточной точности и надежности их установки.

Известен гидравлический пакер, содержащий полый вал, на котором установлены верхний и нижний якорные узлы, уплотнитель, расположенный между верхним и нижним якорными узлами, гидравлический привод с

поршнем, фиксирующий элемент и запорное устройство, установленное в нижней части полого вала, RU №2151854 C1, E 21 B 33/12, 2000.06.27.

Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.

Однако оно обладает недостатками.

При установке пакера прототипа используются четырехразовые последовательные операции разрушения срезных эленментов, которые не обеспечивают достаточной точности установки пакера. Эти операции усложняют конструктивное выполнение пакера и требует подбора материалов штифтов и их диаметров, выбора материала деталей, взаимодействующих с ними, осуществления определенных навыков в работе. Кроме того, конструктивное выполнение пакера прототипа не контролирует процесс срезания срезных элементов, что снижает надежность работы пакера.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить надежность работы пакера и точность установки его в скважине.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что гидроустанавливаемый пакер содержит полый вал, на котором установлены верхний и нижний якорные узлы, уплотнитель, расположенный между верхним и нижним якорными узлами, гидравлический привод с поршнем, фиксирующий элемент и запорное устройство, установленное в нижней части полого вала.

Пакер выполнен в виде гидравлического и механического якорей, включающих верхний и нижний якорные узлы, соответственно, установленных на общем полом вале, имеющем гидравлические отверстия в месте размещения гидравлического якоря, в последнем размещен гидравлический привод, поршень которого сопряжен с кулачком, снабженным пальцем, и образована полость, между торцами поршня и кулачка, в которой

установлен фиксирующий элемент, имеющий возможность взаимодействия с пальцем, а механический якорь снабжен кулачком и срезным элементом, например, срезным штифтом.

Кроме того, фиксирующий элемент выполнен в виде разрезной резьбовой втулки, установленной на резьбе на наружной поверхности полого вала, снабженной сквозным пазом, расположенным параллельно ее оси, для размещения пальца, и имеющей возможность линейного перемещения по резьбе при перемещении поршня.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - Гидроустанавливаемый пакер (разрез).

на фиг.2 - Узел А на фиг.1.

на фиг.3 - Узел Г на фиг.2

на фиг.4 - Узел Б на фиг.1.

на фиг.5 - Узел В на фиг.2.

на фиг.6 - Узел Д на фиг.3.

Гидроустанавливаемый пакер включает полый вал 1, гидравлический якорь 2, механический якорь 3, переводник (верхний) 4 и переводник (нижний) 5.

На полом вале 1 выполнены:

Гидравлические отверстия 6.

Резьба на наружной поверхности 7.

Гидравлический якорь 2 содержит:

Полость 8.

Поршень гидравлического привода (в полости 8) 9,

- торец (поршня 9) 10,

- кулачок (поршня 9) 11,

- торец (кулачка 11) 12,

- палец (в кулачке 11) 13,

- полость (между торцами 10 и 12) 14.

Фиксирующий элемент в виде разрезной резьбовой втулки (в полости 14 на резьбе 7 вала 1) 15,

- сквозной паз (для пальца 13) 16.

Подпружиненные плашки 17.

Уплотнитель 18.

Механический якорь 3 содержит:

Кулачок 19.

Срезной элемент в виде срезного штифта 20,

- канавку (на вале 1) 21.

Подпружиненные плашки 22.

Уплотнитель 23.

Переводник (верхний) 4 соединен с гидравлическим якорем 2.

Переводник (нижний) 5 содержит:

Срезной элемент в виде срезного штифта (в переводнике 5) 24.

Запорное устройство (в переводнике 5) 25,

- седло (запорного устройства 25) 26,

- канавку 0 (на седле 26) 27,

- шарик (запорного устройства 25) 28.

Гидроустанавливаемый пакер состоит из полого вала 1, на котором размещены гидравлический 2 и механический 3 якоря.

На полом вале 1 выполнены гидравлические отверстия 6. На наружной поверхности полого вала 1 нарезана резьба 7.

В гидравлическом якоре 2 имеется полость 8, в которой размещен кулачок 11 и поршень гидравлического привода 9, сопряженный с кулачком

11. В кулачке 11 размещен палец 13. Между торцами 10 и 12 поршня гидравлического привода 9 и кулачка 11 образована полость 14. В полости 14 на резьбе 7 установлен фиксирующий элемент в виде разрезной резьбовой втулки 15. Разрезная резьбовая втулка 15 снабжена сквозным пазом 16 для размещения пальца 13. Сквозной паз 16 расположен параллельно оси разрезной резьбовой втулки 15. Разрезная резьбовая втулка 15 имеет возможность линейного перемещения по резьбе 7 при перемещении поршня гидравлического привода 9.

Гидравлический якорь 2 снабжен подпружиненными плашками 17.

В механическом якоре 3 размещены кулачок 19 и срезной элемент в виде срезного штифта 20. Срезной штифт 20 взаимодействует с канавкой 21, выполненной на полом вале 1.

Механический якорь 3 снабжен подпружиненными плашками 22.

Между кулачком 11 гидравлического якоря 2 и кулачком 19 механического якоря 3 расположены уплотнители 18 и 23, соответственно.

Переводник (верхний) 4 соединен с гидравлическим якорем 2. В нижней части полого вала 1 установлен переводник (нижний) 5. В переводнике (нижнем) 5 выполнен срезной элемент в виде срезного штифта 24 и размещено запорное устройство 25 в виде седла 26 и шарика 28. В седле 26 запорного устройства 25 выполнена канавка 27, взаимодействующая со срезным штифтом 24.

Установку пакера в скважину осуществляют следующим образом. Переводник 4 свинчивают с трубой (не показана), на которой спускают пакер в скважину до необходимой глубины. Устанавливают пакер путем подачи в него давления жидкости по трубе, на которой проводили его спуск. Седло 26 запорного устройства 25 перекрыто шариком 28, поэтому жидкость устремляется через гидравлические отверстия 6 в полость 8 гидравлического якоря 2. Под действием жидкости поршень 9 перемещается к механическому якорю 3, сжимая между кулачками 11 и 12 уплотнители 18 и 23 гидравлического 2 и механического 3 якорей, соответственно. Подпружиненные плашки 17 в

гидравлическом якоре 2 расходятся и прижимаются к обсадной трубе скважины, и подпружиненные плашки 22 механического якоря 3 также прижимаются к обсадной трубе. Происходит максимальное сжатие уплотнителей 18 и 23 и герметизация пространства между пакером и обсадной трубой. В процессе перемещения поршня 9 разрезная резьбовая втулка 15, выполненная разрезной вдоль ее оси, линейно переместится по резьбе 7 посредством деформации в радиальном направлении.

После того как пакер установлен, давление жидкости продолжают повышать. При достаточном давлении срезной штифт 25 срезается седлом 26 загерметезированным шариком 28. Седло 26 с шариком 28 падают на забой скважины. С пакером проводят технологические операции.

Для извлечения пакера из скважины необходимо натянуть трубу, на которой спускался пакер. Полый вал 1 будет перемещаться в осевом направлении вверх вместе с гидравлическим якорем 2, поскольку срежется срезной штифт 20. Механический якорь 3, удерживаемый плашками 22 за трубу, останется на месте вместе с кулачком 19. Произойдет распакеровка пакера. При дальнейшем перемещении полого вала 1 механический якорь 3 будет сорван и подпружиненные плашки 22 вернуться в исходное положение. Пакер извлекают из скважины.

Пакер может быть извлечен из скважины без срезания штифта 20. Для этого вращают полый вал 1, при этом палец 13, находящийся в пазу разрезной резьбовой втулки 15, неподвижен, а разрезная резьбовая втулка 15 будет перемещаться по резьбе 7 вдоль своей оси и толкать в торец 10 поршень 9, возвращая его в исходное положение. Уплотнители 18 и 23 освобождаются от сдавливающих их кулачков 11 и 19. При натяжении трубы, на которой спускали пакер, подпружиненные плашки 22 возвращаются в исходное положение. Пакер извлекают из скважины.

В гидроустанавливаемом пакере при подаче жидкости под давлением срабатывает гидравлический якорь 1, который удерживает пакер на месте, после сжатия уплотнителей 18 и 23 начинается

фиксация пакера механическим якорем 3, а когда пакер будет установлен срежится седло 26.

Предложенный гидроустанавливаемый пакер, во-первых, исключает "человеческий фактор", во-вторых, уменьшает количество не контролируемых срезных операций, а это, в свою очередь, увеличивает надежность правильной установки пакера.

Предложенный гидроустанавливаемый пакер изготовлен промышленным способом на заводе «Измерен» и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

1. Гидроустанавливаемый пакер, содержащий полый вал, на котором установлены верхний и нижний якорные узлы, уплотнитель, расположенный между верхним и нижним якорными узлами, гидравлический привод с поршнем, фиксирующий элемент и запорное устройство, установленное в нижней части полого вала, отличающийся тем, что пакер выполнен в виде гидравлического и механического якорей, включающих верхний и нижний якорные узлы, соответственно, установленных на общем полом вале, имеющем гидравлические отверстия в месте размещения гидравлического якоря, в последнем размещен гидравлический привод, поршень которого сопряжен с кулачком, снабженным пальцем, и образована полость, между торцами поршня и кулачка, в которой установлен фиксирующий элемент, имеющий возможность взаимодействия с пальцем, а механический якорь снабжен кулачком и срезным элементом, например, срезным штифтом.

2. Гидроустанавливаемый пакер по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде разрезной резьбовой втулки, установленной на резьбе на наружной поверхности полого вала, снабженной сквозным пазом, расположенным параллельно ее оси, для размещения пальца, и имеющей возможность линейного перемещения по резьбе при перемещении поршня.