Механическая пакерная система

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для изоляции участков в обсадной колонне труб при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность и упростить технологический процесс установки системы. Механическая пакерная система содержит верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, имеющий возможность перемещения вдоль оси и вращения относительно корпуса, якорь, уплотнители, фиксирующее устройство в виде пальца, копирный паз с участками транспортного, установочного и рабочего положений, переводник, выполненный на вале верхнего пакера с возможностью осевого перемещения и вращения относительно него и жестко соединенный с корпусом верхнего пакера, и одна или несколько труб, размещенных между верхним и нижним пакерами. Верхний пакер содержит, по крайней мере, один срезной элемент, связывающий его корпус с валом, а в копирном пазе участки транспортного и установочного положений совмещены и расположены на одной оси с участком рабочего положения, в копирном пазе нижнего пакера участки транспортного и рабочего положений соосны и каждый из них сопряжен с участком установочного положения.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для изоляции участков в обсадной колонне труб при освоении, эксплуатации и ремонте.

Известен механический пакер, содержащий ствол, фигурный паз с чередующимися продольными короткими и длинными участками, опору, жестко связанную со стволом, с размещением на ней уплотнительного элемента и конуса, установленного с возможностью осевого перемещения относительно ствола, обойму со шлипсами, RU №2148700 C1, E 21 B 33/12, 2000.05.10; RU. №2139408 C1, E 21 B 33/12, 1999.10.10.

Известен механический пакер, содержащий ствол, фигурный паз с чередующимися продольными короткими и длинными участками, опору, жестко связанную со стволом, с размещением на ней уплотнительного элемента и конуса, установленного с возможностью осевого перемещения относительно ствола, обойму, по окружности которой равномерно размещены зубчатые шлипсы, подпружиненные к стволу и выполненные с внутренними поверхностями в виде наклонных плоских граней, RU №2232870 C1, E 21 B 33/12, 2004.07.20; RU №2232869 С2, E 21 B 33/12, 2004.07.20.

Известные механические пакеры функционально ограничены.

Известна система изоляции негерметичности эксплуатационной колонны труб, состоящая из нижнего и верхнего уплотняющих устройств, ограничивающие при фиксации участок негерметичности, и якорь,

размещенный в верхнем уплотняющем устройстве, RU №47956 U1, E 21 B 33/12, 2005.09.10.

Наличие одного якоря в известной системе позволяет использовать ее в условиях незначительных повреждений.

Известна пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, якорь, уплотнители, и трубы, размещенные между пакерами, RU №2071545 С1, E 21 B 33/12, 1997.01.10.

Известная пакерная система не обеспечивает надежной посадки каждого из пакеров.

Известна механическая пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, имеющий возможность перемещения вдоль оси и вращения относительно корпуса, якорь, уплотнители, фиксирующее устройство в виде пальца, копирный паз с участками фиксирования транспортного, установочного и рабочего положений, переводник, выполненный на вале верхнего пакера с возможностью осевого перемещения и вращения относительно него и жестко соединенный с корпусом верхнего пакера, и одна или несколько труб, размещенных между верхним и нижним пакерами, RU №2246604 С1, E 21 B 33/12, 2005.02.20.

Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.

Однако оно обладает недостатками.

В механической системе прототипа после установки нижнего пакера верхний пакер необходимо разгрузить, что нарушает установку нижнего пакера и приводит к нарушению его герметичности, а

поступательно-вращательная установка верхнего пакера усложняет технологический процесс всей системы.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность и упростить технологический процесс установки системы.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что механическая пакерная система содержит верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, имеющий возможность перемещения вдоль оси и вращения относительно корпуса, якорь, уплотнители, фиксирующее устройство в виде пальца, копирный паз с участками транспортного, установочного и рабочего положений, переводник, выполненный на вале верхнего пакера с возможностью осевого перемещения и вращения относительно него и жестко соединенный с корпусом верхнего пакера, и одна или несколько труб, размещенных между верхним и нижним пакерами.

Верхний пакер содержит, по крайней мере, один срезной элемент, связывающий его корпус с валом, а в копирном пазе участки транспортного и установочного положений совмещены и расположены на одной оси с участком рабочего положения, в копирном пазе нижнего пакера участки транспортного и рабочего положений соосны и каждый из них сопряжен с участком установочного положения.

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 - Механическая пакерная система в сборе, разрез.

на фиг.2 - Узел А на фиг.1.

на фиг.3 - Узел Б на фиг.1.

на фиг.4 - Геометрическая форма копирного паза нижнего пакера.

на фиг.5 - Геометрическая форма копирного паза верхнего пакера.

Механическая пакерная система содержит:

Нижний двусторонний пакер 1.

Верхний пакер 2.

Трубы (между пакерами 1 и 2) 3.

Переводник 4.

Колонну насосно-компрессорных труб 5.

Участок негерметичности обсадной трубы 6.

Нижний двусторонний пакер 1 включает:

Корпус 7.

Вал 8.

Якорь 9.

Уплотнители 10.

Якорь 11.

Тормоз 12.

Фиксирующее устройство в виде пальца 13.

Копирный паз 14,

- участок транспортного положения 15,

- участок установочного положения 16,

- участок рабочего положения 17.

Верхний пакер 2 включает:

Корпус 18.

Вал 19.

Якорь 20.

Уплотнители 21.

Фиксирующее устройство в виде пальца 22.

Копирный паз 23,

- участок транспортного положения 24,

- участок установочного положения 25,

- участок рабочего положения 26.

Срезной элемент 27.

Механическая пакерная система содержит нижний 1 и верхний 2 пакеры. Между нижнем 1 и верхним 2 пакерами размещены одна или несколько труб 3. Механическую пакерную систему спускают на колонне насосно-компрессорных труб 5. Нижний 1 и верхний 2 пакеры ограничивают участок негерметичности обсадной трубы 6.

Нижний пакер 1 выполнен двусторонним и содержит корпус 7, вал 8, якори 9 и 11, уплотнители 10, фиксирующее устройство в виде пальца 13, копирный паз 14 с участками транспортного 15, установочного 16 и рабочего 17 положений. В копирном пазе 14 участки транспортного 15 и рабочего 17 положений соосны и каждый из них сопряжен с участком установочного 16 положения. В нижней части корпуса 7 размещен тормоз 12.

Верхний пакер 2 содержит корпус 18, вал 19, якорь 20, уплотнители 21, фиксирующее устройство в виде пальца 22, копирный паз 23 с участками транспортного 24, установочного 25 и рабочего 26 положений. Участки

транспортного 24 и установочного 25 положений в копирном пазе 23 совмещены и расположены на одной оси с участком рабочего 26 положения.

Нижний 1 и верхний 2 пакеры размещены на валах 8 и 19, соответственно, имеющих возможность перемещения вдоль оси и вращения относительно корпусов 7 и 18, соответственно. На вале 19 установлен переводник 4 с возможностью осевого перемещения и вращения относительно него. Между валом 19 и переводником 4, жестко связанным с корпусом 18, установлен срезной элемент 27.

Установку механической пакерной системы осуществляют следующим образом.

Нижний двусторонний пакер 1 спускают на определенную глубину, затем свинчивают с одной или несколькими трубами 3, после чего продолжают спуск еще на некоторую глубину. Трубы 3 свинчивают с верхним пакером 2 и продолжают спуск пакерной системы на 2 метра ниже отметки негерметичности. Участок негерметичности обсадной трубы 6 должен находиться между верхним 2 и нижнем 1 пакерами. Приподнимают пакерную ситему на 2,5 м. Фиксирующее устройство в виде пальца 13 в копирном пазе 14 займет положение в верхней части участка транспортного положения 15. К колонне труб с устья прикладывают момент вправо, а затем сообщают движение вниз. Фиксирующее устройство в виде пальца 13 выходит из участка транспортного положения 15 копирного паза 14, опускается вниз и перемещается по участку установочного положения 16, а затем заходит на участок рабочего положения 17. Уплотнители 10 сжимаются вдоль оси и уплотняют зазор между обсадными и насосно-компрессорными трубами, якори 9 и 11 закрепляются на стене обсадной

трубы, происходит герметизация затрубного пространства. Нижний пакер 1 нагружают вниз усилием 8-10 тонн - нижний пакер 1 установлен.

Для проверки надежности установки нижнего пакера 1 колонну насосно-компрессорных труб 5 поднимают вверх и нагружают усилием 4-6 тонн. Если нижний пакер 1 не ползет - усилие не меняется, это является свидетельством того, что он установлен правильно.

Для установки верхнего пакера 2 колонне насосно-компрессорных труб 5 сообщают движение вниз и нагружают верхний пакер 2 усилием 12-13 тонн, пока не срежется срезной элемент 27. Фиксирующее устройство в виде пальца 22 выходит из участка транспортного положения 24 копирного паза 23 и перемещается по совмещенному с ним участку установочного положения 25, а затем заходит на участок рабочего положения 26. Уплотнители 21 сжимаются вдоль оси и уплотняют зазор между обсадными и насосно-компрессорными трубами, якорь 20 закрепляется на стене обсадной трубы, происходит герметизация затрубного пространства.

Механическая пакерная система установлена. Участок негерметичности обсадной трубы 6 ограничен уплотнителями 10 и 21 нижнего 1 и верхнего 2 пакеров, соответственно.

Предложенная геометрия копирных пазов 14 и 23 позволяет проводить поступательно-вращательную установку нижнего пакера 1 и осевую установку верхнего пакера 2, что обеспечивает повышение надежности установки нижнего пакера 1 и упрощение установки верхнего пакера 2.

Предложенная механическая пакерная система изготовлена промышленным способом на Заводе «ИЗМЕРОН», а испытания опытной партии проводятся в Тюменской Нефтяной Компании (Оренбург-Нефть),

и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

Механическая пакерная система, содержащая верхний и нижний пакеры, каждый из которых имеет корпус, вал, имеющий возможность перемещения вдоль оси и вращения относительно корпуса, якорь, уплотнители, фиксирующее устройство в виде пальца, копирный паз с участками транспортного, установочного и рабочего положений, переводник, выполненный на вале верхнего пакера с возможностью осевого перемещения и вращения относительно него и жестко соединенный с корпусом верхнего пакера, и одна или несколько труб, размещенных между верхним и нижним пакерами, отличающаяся тем, что верхний пакер содержит, по крайней мере, один срезной элемент, связывающий его корпус с валом, а в копирном пазе участки транспортного и установочного положений совмещены и расположены на одной оси с участком рабочего положения, в копирном пазе нижнего пакера участки транспортного и рабочего положений соосны и каждый из них сопряжен с участком установочного положения.