Пакер гидравлический для манжетного цементирования

Полезная модель «Пакер гидравлический для манжетного цементирования» относится к области строительства и эксплуатации скважин различного назначения в том числе, к области нефтяных и газовых скважин, в частности к области строительства боковых стволов скважин.

Пакер гидравлический для манжетного цементирования состоит из двух объединенных в одно целое устройств: уплотнительного элемента с обратным тарельчатым клапаном и цементировочной муфты (клапанного узла). Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний и нижний переводники. Пакер прост по конструкции, имеет одну полую пробку и обеспечивает надежное сохранение давления между корпусом и уплотнителем пакера.

Полезная модель «Пакер гидравлический для манжетного цементирования» относится к области строительства и эксплуатации скважин различного назначения в том числе, к области нефтяных и газовых скважин, в частности к области строительства боковых стволов скважин.

Одной из проблем строительства боковых стволов скважин является крепление этого ствола. Как правило, крепление вторых боковых стволов скважин осуществляется путем спуска и цементирования потайной обсадной колонны - «хвостовика». Особое значение при этом приобретает надежное разобщение пластов при цементировании скважины. Рациональным решением этой проблемы является крепление скважин с применением заколонных проходных пакеров. Конструкция пакера предусматривает надежное крепление уплотнительного элемента пакера к его корпусу. Непосредственно уплотнительный элемент пакера перекрывающий затрубное пространство выдерживает перепады давления между разобщающими зонами в несколько раз больше, чем цементное кольцо аналогичной высоты.

Известен пакер двухступенчатого и манжетного цементирования ПДМ, разработанный ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ, выбранный нами в качестве прототипа, содержащий уплотнительный элемент и клапанный узел. Уплотнительный элемент содержит корпус, резинотканевый или резинотросовый уплотнитель, надетый на корпус и герметично соединенный с ним с помощью обжимных колец. Клапанный узел включает: корпус с каналами и отверстиями, нижнюю втулку с кольцом, уплотнительными кольцами и впускными отверстиями, установленную в корпусе на срезных винтах; втулку с уплотнительными кольцами и отверстиями, установленную внутри нижней втулки на срезных штифтах; верхнюю втулку с уплотнительными кольцами, седлом и кольцом, установленную на срезных штифтах на гильзе с разрезным пружинным фиксатором и фиксирующими канавками. Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний и нижний переводники.

Недостатком данного пакера является то, что в процессе цементирования участвуют две пробки ПДМ.060 и ПДМ.050, а сам процесс цементирования проходит в сложных эксплуатационных условиях для пакера.

Задачей настоящей полезной модели является создание универсального устройства для оперативного улучшения качества разобщения пластов в строго заданных интервалах затрубного пространства т.е. гидравлического пакера.

На фиг.1 показан общий вид пакера гидравлического для манжетного цементирования в разрезе.

Пакер гидравлический для манжетного цементирования состоит из двух объединенных в одно целое устройств: уплотнительного элемента с обратным тарельчатым клапаном и цементировочной муфты (клапанного узла). Муфтовая часть (клапанный узел) состоит из следующих частей: корпуса 1, внутри которого на срезном винте 4 размещена перекрывающая втулка 2 с седлом 3 под полую цементировочную пробку. Цементировочные отверстия б перекрыты втулкой 5 размещенной внутри корпуса 1 на срезном винте 7. Втулка 5 механически связана с расположенной ниже втулкой 8 имеющей седло 9 под шар. Втулка 8 закреплена полым срезным штифтом 11 со втулкой 10 имеет уплотнительные кольца 14 и перекрывает доступ жидкости к уплотнительному элементу 23 через тарельчатый обратный клапан 18. Втулка 10 соединена по резьбе с дистанционной втулкой 12, которая верхним концом соединена с корпусом 1, а вторым концом с корпусом узла уплотнения 13. Внутренняя полость муфты перекрыта разбуриваемой заглушкой 16. Уплотнительный элемент состоит из корпуса 13, распорной втулки 24, резинотканевого или резинотросового уплотнителя 23, надетого на корпус 13 и герметично соединенного с ним с помощью обжимных колец 22, корпуса тарельчатого клапана 17 с прокладкой 19, самого тарельчатого клапана 18, поджатого пружиной 20, расположенной в стакане 21 и распорной втулки 24.

Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний 26 и нижний 25 переводники. Устройство работает следующим образом. Перед цементированием вовнутрь транспортировочной колонны сбрасывают шар

диаметром 25 мм (для ПГМЦ 102 мм и диаметром 32 мм для ПГМЦ 114 или 127 мм), который прокачивается до посадки в седло 9. Повышением давления до 4,0 МПа±10% срезаются полые штифты 11, втулка 8 перемещается вниз, до упора в буртик связанной с ней втулки 5, открывая, таким образом, доступ жидкости к резинотканевому или резинотросовому уплотнителю 23. При этом отверстия А совмещаются с отверстиями полых срезных штифтов 11. После этого давление сбрасывается до 0, и клапанная система подготавливает пакер к срабатыванию. При повторном наращивании давления 6-8 МПа, производится закачивание рабочей жидкости через отверстия А, полые штифты 11 в кольцевую полость, образованную втулками 10 и 12, отверстия Б и В в корпусе тарельчатого клапана 17 к полости Г. При этом рукав 23 раздувается, герметично разобщая цементируемую и не цементируемую части хвостовика по затрубному пространству. Последующий сброс давления до 0 переключает клапанную систему, пружина 20 прижимает клапан 18 к прокладке 19, перекрывая доступ рабочей жидкости к отверстиям В и сохраняет давление между корпусом 13 и уплотнителем 23. В начальный период цементирования, срезается винт 7 и втулка 5 перемещается вниз, открывая цементировочные окна 6. После затворения и продавки тампонажного раствора, полая цементировочная пробка (на чертеже не показана) садится в гнездо 3, и повышением внутреннего избыточного давления до 5 МПа срезные винты 4 разрушаются, а втулка 2 перемещается вниз, перекрывая цементировочные окна 6. От обратного перемещения при разбуривании втулка 2 фиксируется фиксатором 15.

Удаление из проходного канала пробки, седла 3, втулки 8 и т.д. производится путем их разбуривания после окончания времени ОЗЦ.

Техническая или иная эффективность.

1. Простота конструкции и отсутствие дополнительных пробок.

2. Надежное сохранение давления между корпусом и уплотнителем пакера.

1. Пакер гидравлический для манжетного цементирования, содержащий узел уплотнительного элемента, включающий корпус с каналами для подачи рабочей жидкости, резинотканевый или резинотроссовый рукавный уплотнитель, надетый на корпус и герметично соединенный с ним с помощью обжимных колец, а также клапанный узел (цементировочную муфту), включающий корпус с каналами и отверстиями, нижнюю втулку с кольцом, уплотнительными кольцами, установленную в корпусе на срезных винтах, втулку с уплотнительными кольцами и отверстиями, установленную внутри нижней втулки на срезных штифтах, верхнюю втулку с уплотнительными кольцами, с седлом, установленную на срезных штифтах на гильзе с разрезным пружинным фиксатором, отличающийся тем, что клапанный узел герметично отделен от уплотнительного элемента разбуриваемой заглушкой.

2. Пакер по п.1, отличающийся тем, что уплотнительный узел снабжен тарельчатым обратным клапаном.

3. Пакер по п.1, отличающийся тем, что для работы имеет одну полую цементировочную пробку.