Пакер для наклонных скважин
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность работы с пакером и обеспечить его безусловный подъем на устье скважины в аварийном случае - срезе штифтов.
Пакер для наклонных скважин включает ствол, механический якорь, содержащий плашки и штифты, уплотнители с конусом и центратор в виде пластинчатых пружин, пружин сжатия и втулки, установленной на стволе, соединенной с механическим якорем пластинчатыми пружинами и имеющей отверстия для пружин сжатия, взаимодействующих с пластинчатыми пружинами.
На стволе выполнена кольцевая проточка и установлена управляющая втулка с размещенными в ней штифтами, а между пружинами сжатия установлен фиксирующий подпружиненный элемент, например, в виде пальцев с пружинами, имеющих возможность взаимодействия с кольцевой проточкой и обеспечивающих фиксирование центратора относительно ствола, при этом при отсутствии штифтов, в случае их срезания, центратор имеет возможность неограниченного перемещения вдоль ствола до положения его фиксирования.
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов.
Известен пакер, включающий ствол, механический якорь с сухарями, подпружиненными винтовыми пружинами сжатия, и уплотнители, RU №2208128 C1, E 21 B 33/12, 2003.07.10.
У этого пакера винтовые пружины сжатия не обеспечивают достаточного усилия прижима для удержания механического якоря при работе с осложненными скважинами.
Известен пакер, включающий ствол, механический якорь с подпружиненными сухарями и уплотнители, RU №22963 U1, E 21 B 33/12, 2002.05.10.
Этот пакер имеет низкую надежность пакетирования, особенно при работе в наклонных скважинах, поскольку прижим сухарей недостаточен для удержания механического якоря.
Известен пакер с механическим якорем диапазонного торможения, включающий ствол, механический якорь, содержащий плашки и штифты, уплотнители с конусом и центратор в виде пластинчатых пружин, пружин сжатия и втулки, установленной на стволе, соединенной с механическим якорем пластинчатыми пружинами и имеющей отверстия для пружин сжатия,
взаимодействующих с пластинчатыми пружинами, RU №40383 U1, Е 21 В 33/12, 2003.07.10.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатком.
В пакере прототипа при спуске в наклонных скважинах возможно срезание штифтов, при этом механический якорь падает на конус, который раздвигает плашки и препятствует подъему пакера на устье скважины, а это снижает надежность безаварийной работы с ним в условиях осложненных скважин.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность работы с пакером и обеспечить его безусловный подъем на устье скважины в аварийном случае - срезе штифтов.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что пакер для наклонных скважин включает ствол, механический якорь, содержащий плашки и штифты, уплотнители с конусом и центратор в виде пластинчатых пружин, пружин сжатия и втулки, установленной на стволе, соединенной с механическим якорем пластинчатыми пружинами и имеющей отверстия для пружин сжатия, взаимодействующих с пластинчатыми пружинами.
На стволе выполнена кольцевая проточка и установлена управляющая втулка с размещенными в ней штифтами, а между пружинами сжатия установлен фиксирующий подпружиненный элемент, например, в виде пальцев с пружинами, имеющих возможность взаимодействия с кольцевой проточкой и обеспечивающих фиксирование центратора относительно ствола, при этом при отсутствии штифтов, в случае их срезания, центратор имеет возможность неограниченного перемещения вдоль ствола до положения его фиксирования.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения 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:
Фиг.1. Пакер, общий вид (разрез).
Фиг.2. Узел А на фиг.1.
Пакер для наклонных скважин содержит:
Ствол 1,
- кольцевую проточку (на стволе 1) 2.
Управляющую втулку (на стволе 1) 3.
Механический якорь (на стволе 1) 4,
- плашки (механического якоря 4) 5,
- штифты (механического якоря 4) 6.
Центратор 7,
- пластинчатые пружины (центратора 7) 8,
- пружины сжатия (центратора 7) 9,
- втулку (центратора 7) 10,
- отверстия (во втулке 10 для пружин сжатия 9) 11,
- фиксирующий подпружиненный элемент (между пружинами сжатия 9) 12,
- пальцы (фиксирующего подпружиненного элемента 12) 13,
- пружины (пальцев 13) 14.
Уплотнители 15,
- конус (уплотнителей 15) 16.
Пакер для наклонных скважин состоит из ствола 1, управляющей втулки 3, механического якоря 4, центратора 7, уплотнителей 15 с конусом 16.
Механический якорь 4 содержит плашки 5 и штифты 6. Штифты 6 размещены в управляющей втулке 3.
На стволе 1 выполнена кольцевая проточка 2.
Центратор 7 выполнен в виде пластинчатых пружин 8, пружин сжатия 9 и втулки 10. Втулка 10 установлена на стволе 1. Втулка 10 соединена с механическим якорем 4 пластинчатыми пружинами 8. Втулка 10 имеет
отверстия 11 для пружин сжатия 9. Пружины сжатия 9 взаимодействуют с пластинчатыми пружинами 8. Между пружинами сжатия 9 установлен фиксирующий подпружиненный элемент 12. Фиксирующий подпружиненный элемент 12 выполнена в виде пальцев 13 с пружинами 14. Пальцы 13 имеют возможность взаимодействия с кольцевой проточкой 2 и обеспечивают фиксирование центратора 7 относительно ствола 1.
Установку пакера и его подъем осуществляют следующим образом.
Пакер спускают в скважину на трубах (не показаны) на определенную глубину. Механический якорь 4 вместе с плашками 5 и центратором 7 перемещаются вдоль ствола 1 и управляющей втулки 3. Однако при спуске в наклонную скважину, особенно в скважину с большим наклоном, механический якорь 4 трется о стенку обсадной трубы и соприкасается со стыками между обсадными трубами. Торцы обсадных труб образуют ступеньки из-за несоосности резьб. Всю тяжесть труб, на которых спускают пакер, воспринимает механический якорь 4 и в первую очередь его штифты 6. При взаимодействии штифтов 6 с образовавшимися ступеньками они срезаются. После этого подъем пакера на устье скважины невозможен, поскольку механический якорь 4 теряет контакт с управляющей втулкой 3 и падает на конус 16. Конус 16 раздвигает плашки 5, которые врезаются в обсадную трубу и препятствуют подъему пакера.
Для подъема пакера при аварийной ситуации, в случае срезания
штифтов 6, центратор 7 неограниченно перемещается вдоль ствола 1, но до положения его фиксирования посредством фиксирующего подпружиненного элемента 12, пальцы 13 с пружинами 14 которого оказываются в кольцевой проточке 2. Фиксирование центратора 7 исключит размещения механического якоря 4 на конусе 16 и врезания плашек 5 в обсадную трубу, при этом препятствий для подъема пакера из скважины не будет.
Работа центратора 7 с двумя типами пружин (пластинчатых пружин 8 и пружин сжатия 9) обеспечивает ровный диапазон нагрузок на стенки труб, а фиксирующий подпружиненный элемент 12 обеспечивает фиксирование центратора 7 относительно ствола 1.
В предложенном пакере использованы конструктивные детали и элементы, широко применяемые в нефтегазодобывающей промышленности, он изготовлен промышленным способом на заводе «Измерен», что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».
Пакер для наклонных скважин, включающий ствол, механический якорь, содержащий плашки и штифты, уплотнители с конусом и центратор в виде пластинчатых пружин, пружин сжатия и втулки, установленной на стволе, соединенной с механическим якорем пластинчатыми пружинами и имеющей отверстия для пружин сжатия, взаимодействующих с пластинчатыми пружинами, отличающийся тем, что на стволе выполнена кольцевая проточка и установлена управляющая втулка с размещенными в ней штифтами, а между пружинами сжатия установлен фиксирующий подпружиненный элемент, например, в виде пальцев с пружинами, имеющих возможность взаимодействия с кольцевой проточкой и обеспечивающих фиксирование центратора относительно ствола, при этом при отсутствии штифтов, в случае их срезания, центратор имеет возможность неограниченного перемещения вдоль ствола до положения его фиксирования.
