Гидромеханический пакер
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для перекрытия осевого канала обсадных труб.
Гидромеханический пакер включает ствол с радиальными каналами, соединенный через переходник с колонной труб, гидроцилиндр с поршнем, соединенным с разжимным конусом, разрезную цангу с якорем, уплотнительное кольцо, шаровой клапан с седлом, соединенным со стволом тарированным срезным элементом. Уплотнительное кольцо соединено снизу к разрезной цанге, которая неразрезанным концом жестко присоединена снизу к гидроцилиндру. Якорь выполнен в виде поверхности с насечками, выступающей снаружи над нижним концом разрезной цанги, а изнутри под якорем на разрезной цанге выполнена конусная поверхность. Гидроцилиндр выполнен с возможность перемещения вниз относительно ствола, который дополнительно оснащен снизу на наружной поверхности упором, выполненным с возможностью взаимодействия с разжимным конусом, который соединен жестко с поршнем кольцевой вставкой, выполненной с возможностью взаимодействия с уплотнительным кольцом. Поршень выполнен с возможность взаимодействия с конусной поверхностью разрезной цанги. На наружной поверхности уплотнительного кольца могут быть выполнены кольцевые выборки.
Конструкция предлагаемого пакера проста в обслуживании, изготовлении и эксплуатации, а также может многократно использоваться без дополнительных доработок, в результате чего снижаются материальные затраты.
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для перекрытия осевого канала обсадных труб.
Известен «Термостойкий пакер» (а.с. №1731937, МПК Е 21 В 33/12, опубл. Бюл. №17 от 07.05.92 г.), содержащий полый ствол, на котором установлен цилиндр с тонкостенной металлической оболочкой, при этом в цилиндре установлен разжимной конус с образованием зазора между ним и металлической оболочкой, в котором размещена разрезная цанга в виде клиновидных кулачков с фигурным кольцевым пазом, в котором установлено фигурное кольцо, выходящих за пределы металлической оболочки, причем в осевом канале ствола установлено седло под шаровой клапан, а на его нижнем конце - выступ для взаимодействия с конусом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидромеханический пакер» (патент RU №2235850, МПК Е 21 В 33/12, опубл. 10.09.2004 г.), включающий ствол, соединенный через переходник с лифтовой колонной, гидроцилиндр с разжимным конусом и металлической уплотнительной оболочкой, якорь, разрезную цангу, отличающийся тем, что металлическая уплотнительная оболочка выполнена конической и снабжена уплотнительным кольцом на внешней стороне, ствол снабжен ступенчатой подпружиненной втулкой в осевом канале с седлом под шаровой клапан в верхней части и обратным клапаном, установленной с возможностью осевого перемещения и образования гидравлической связи осевого канала ствола с подпакерной полостью в крайнем нижнем положении и связанной со стволом тарированным срезным элементом, причем разрезная цанга жестко связана со стволом, якорь выполнен в виде кольцевого выступа с зубцами по периметру и установлен ниже места расположения металлической уплотнительной оболочки.
Недостатками данных устройств являются сложность в изготовлении, возможность использования только раз, так как для снятия пакера необходимо его разбуривать, и, как следствие, высокие материальные затраты.
Технической задачей прелагаемой полезной модели является снижение материальных затрат за счет упрощения конструкции и за счет возможности многоразового использования устройства.
Техническая задача решается гидромеханическим пакером, включающим ствол с радиальными каналами, соединенный через переходник с колонной труб, гидроцилиндр с поршнем, соединенным с разжимным конусом, разрезную цангу с якорем, уплотнительное
кольцо, шаровой клапан с седлом, соединенным со стволом тарированным срезным элементом.
Новым является то, что уплотнительное кольцо соединено снизу к разрезной цанге, которая неразрезанным концом жестко присоединена снизу к гидроцилиндру, а якорь выполнен в виде поверхности с насечками, выступающей снаружи над нижним концом разрезной цанги, а изнутри под якорем на разрезной цанге выполнена конусная поверхность, при этом гидроцилиндр выполнен с возможность перемещения вниз относительно ствола, который дополнительно оснащен снизу на наружной поверхности упором, выполненным с возможностью взаимодействия с разжимным конусом, который соединен жестко с поршнем кольцевой вставкой, выполненной с возможностью взаимодействия с уплотнительным кольцом, при этом поршень выполнен с возможностью взаимодействия с конусной поверхностью разрезной цанги.
Новым является так же, что на наружной поверхности уплотнительного кольца выполнены кольцевые выборки.
На чертеже изображена конструкция гидромеханического пакера с осевым разрезом.
Гидромеханический пакер, включающий ствол 1 с радиальными каналами 2, соединенный через переходник 3 с колонной труб (на чертеже не показана), гидроцилиндр 4 с поршнем 5, соединенным с разжимным конусом 6, разрезную цангу 7 с якорем 8, уплотнительное кольцо 9, шаровой клапан 10 с седлом 11, соединенным со стволом 1 тарированным срезным элементом 12. Уплотнительное кольцо 9 соединено при помощи технологических шайб 13 и шпилек 14 снизу к разрезной цанге 7, которая неразрезанным концом присоединена снизу к гидроцилиндру 4. Якорь 8 выполнен в виде поверхности с насечками, выступающих снаружи над нижним концом разрезной цанги 7. Изнутри под якорем 8 на разрезной цанге 7 выполнена конусная поверхность 15. Гидроцилиндр 4 выполнен с возможность перемещения вниз относительно ствола 1. Ствол 1 дополнительно оснащен снизу на наружной поверхности упором 16, выполненным с возможностью взаимодействия с разжимным конусом 6, который соединен жестко с поршнем 5 кольцевой вставкой 17, выполненной с возможностью взаимодействия с уплотнительным кольцом 9. Поршень 5 выполнен с возможность взаимодействия с конусной поверхностью 15 разрезной цанги.7. На наружной поверхности уплотнительного кольца 9 выполнены кольцевые выборки 18. Несанкционированные перетоки жидкости предотвращаются при помощи уплотнений 19, 20 и 21.
Устройство работает следующим образом.
Гидромеханический пакер спускают на колонне труб в скважину (на чертеже не показана) без шарового клапана 10, при необходимости промывку производят через внутреннее пространство колонны труб и ствола 1. По достижении интервала установки (на чертеже
не показан), расположенного выше вскрытого продуктивного пласта (на чертеже не показан), с устья (на чертеже не показано) скважины сбрасывают шаровой клапан 10, который садится в седло 11. Затем создают в колонне труб и стволе 1 избыточное давление, которое через радиальные каналы 2 передается в гидроцилиндр 4. Под воздействием избыточного давления гидроцилиндр 4 упирается в переходник 3, а поршень 5 перемещается вниз вместе с кольцевой вставкой 17 и разжимным конусом 6, который разжимает благодаря шайбам 13 и шпилькам 14 уплотнительное кольцо 9 вместе с разрезной цангой 7 до прижатия уплотнительного кольца 9 и якоря 8 к стенкам скважины. После взаимодействия поршня 5 с конусной поверхностью 15 разрезной цанги 7 якорь 8 дожимается к стенкам скважины, окончательно фиксируя пакер в интервале установки, при этом уплотнительное кольцо 9 кольцевой вставкой 17 фиксируется в прижатом к стенкам скважины состоянии, гидравлически разобщая скважину. Для более надежного гидравлического разобщения скважины на наружной поверхности уплотнительного кольца 9 могут быть выполнены кольцевые выборки 18. После установки пакера в колонне труб и стволе 1 еще увеличивают избыточное давление до разрушения тарированного срезного элемента 12, что определяется падением давления в колонне труб на устье скважины. После чего шаровой клапан 10 с седлом 11 освобождает внутреннее пространство ствола 1 и опускается на забой (на чертеже не показан). Далее с вскрытым продуктивным пластом, над которым установлен пакер, возможно проведение любых технологически необходимых операций, например, добыча продукции пласта, закачка необходимых химических реагентов и/или тампонажного раствора и т.п. Для извлечения пакера колонну труб со стволом 1 приподнимают вверх, при этом упор 16 толкает разжимной конус 6, выталкивая его с кольцевой вставкой 17 и поршнем 5 вверх и выводя их из взаимодействия соответственно с уплотнительным кольцом 9 и конусной поверхностью 15 разрезной цанги 7. В результате якорь 8 и уплотнительное кольцо 9 перестают прижиматься к стенкам скважины. Далее пакер извлекают из скважины. После извлечения пакер приводят в исходное состояние, устанавливают внутри ствола при помощи тарированного срезного элемента 12 седло 11 шарового клапана 10, и пакер готов к последующей эксплуатации.
Конструкция предлагаемого пакера проста в обслуживании, изготовлении и эксплуатации, а также может многократно использоваться без дополнительных доработок, в результате чего снижаются материальные затраты.
1. Гидромеханический пакер, включающий ствол с радиальными каналами, соединенный через переходник с колонной труб, гидроцилиндр с поршнем, соединенным с разжимным конусом, разрезную цангу с якорем, уплотнительное кольцо, шаровой клапан с седлом, соединенным со стволом тарированным срезным элементом, отличающийся тем, что уплотнительное кольцо соединено снизу к разрезной цанге, которая неразрезанным концом жестко присоединена снизу к гидроцилиндру, а якорь выполнен в виде поверхности с насечками, выступающей снаружи над нижним концом разрезной цанги, а изнутри под якорем на разрезной цанге выполнена конусная поверхность, при этом гидроцилиндр выполнен с возможностью перемещения вниз относительно ствола, который дополнительно оснащен снизу на наружной поверхности упором, выполненным с возможностью взаимодействия с разжимным конусом, который соединен жестко с поршнем кольцевой вставкой, выполненной с возможностью взаимодействия с уплотнительным кольцом, при этом поршень выполнен с возможность взаимодействия с конусной поверхностью разрезной цанги.
2. Гидромеханический пакер по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности уплотнительного кольца выполнены кольцевые выборки.
