Пакер для опрессовки колонны труб в скважине

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.

Пакер для опрессовки колонны труб содержит посадочный инструмент, цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и радиальными каналами, сообщающими наружное пространство корпуса с его центральным осевым каналом. На наружной поверхности цилиндрического корпуса выполнена цилиндрическая канавка. На нижнем конце цилиндрического корпуса установлен уплотнительный элемент, размещенный на седле.

Центральный осевой канал цилиндрического корпуса заглушен сверху. Седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе обсадной колонне ниже интервала опрессовки.

Уплотнительный элемент выполнен в виде втулки, герметично зафиксированной посредством уплотнительного кольца на цилиндрическом корпусе, и снабженной снизу сферической фаской, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом.

Радиальные каналы выполнены в цилиндрическом корпусе выше втулки, а посадочный инструмент выполнен в виде стакана, зафиксированного стопорным кольцом, размещенным в кольцевой канавке, выполненной на наружной поверхности цилиндрического корпуса.

Стакан герметично посредством уплотнительных колец перекрывает радиальные каналы и выполнен с возможностью ограниченного перемещения вверх в пределах цилиндрической канавки относительно цилиндрического корпуса с открытием радиальных каналов после сжатия стопорного кольца в кольцевой канавке цилиндрического корпуса. Посадочный инструмент оснащен сверху ловильной головкой, а ниже центратором.

Предлагаемый пакер позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.

1 ил. на 1 л.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.

Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 27.07.2000 г.), включающий корпус, узел герметизации с упорным элементом, нижней втулкой и камерой уплотнения, перепускное устройство и обратный клапан, при этом он имеет клапанный узел со срезными элементами, шаровым клапаном и седлом под этот клапан в виде цилиндрической втулки, а корпус имеет кольцевой бурт ограничения перемещения нижней втулки, кольцевую проточку, ступенчатую кольцевую выточку и радиальные отверстия для установки срезных винтов, при этом перепускное устройство выполнено в виде золотника с внутренней ступенчатой выточкой, соответствующей внутренней ступенчатой выточке корпуса, пружиной и регулировочной гайкой, устанавливающей усилие пружины и длину хода золотника, а камера уплотнения образована уплотнительным элементом и кольцевой проточкой корпуса.

Наиболее близким по технической сущности является пакер (патент RU №2125148, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 20.01.1999 г.), содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и седлом на внутренней поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нижней опорой и распорным кольцом, кожух, образующий внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, поршень, размещенный в кольцевом пространстве, подпружиненный толкатель, связанный с поршнем, клапанный узел, размещенный на седле корпуса и выполненный в виде подвижной в осевом направлении втулки с опорными сухарями, срезным элементом и седлом на верхнем торце, шаровой запорный элемент, установленный в седле втулки, при этом корпус выполнен с осевыми каналами, соединяющими кольцевое пространство с центральным осевым каналом, а срезной элемент установлен на втулке с возможностью ограничения продольного перемещения шарового элемента.

Как аналогу, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;

- во-вторых, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, опрессовки колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 мм);

- в-третьих, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.

Технической задачей полезной модели является возможность опрессовки колонны труб малого диаметра в скважине, а также снижение металлоемкости конструкции пакера и как следствие его стоимости.

Поставленная техническая задача решается пакером для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и радиальными каналами, сообщающими наружное пространство цилиндрического корпуса с его центральным осевым каналом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло.

Новым является то, что центральный осевой канал цилиндрического корпуса заглушен сверху, седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе обсадной колонны ниже интервала опрессовки, а уплотнительный элемент выполнен в виде втулки, герметично зафиксированной на цилиндрическом корпусе, и снабженной снизу сферической фаской, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом, причем радиальные каналы выполнены в цилиндрическом корпусе выше втулки, а посадочный инструмент выполнен в виде стакана, зафиксированного стопорным кольцом, размещенным в кольцевой канавке, выполненной на наружной поверхности цилиндрического корпуса, при этом стакан герметично перекрывает радиальные каналы и выполнен с возможностью ограниченного перемещения вверх относительно цилиндрического корпуса с открытием радиальных каналов после сжатия стопорного кольца в кольцевой канавке цилиндрического корпуса, при этом посадочный инструмент оснащен сверху ловильной головкой, а ниже центратором.

На фигуре в продольном разрезе изображено предлагаемый пакер.

Пакер для опрессовки колонны труб 1 в скважине содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3 с центральным осевым каналом 4 и радиальными каналами 5, сообщающими наружное пространство корпуса 3 с его центральным осевым каналом 4. На наружной поверхности цилиндрического корпуса 3 выполнена цилиндрическая канавка 6. На нижнем конце цилиндрического корпуса 3 установлен уплотнительный элемент 7, размещенный на седле 8.

Центральный осевой канал 4 цилиндрического корпуса 3 заглушен сверху. Седло 8 выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10, установленной в составе обсадной колонне 1 ниже интервала опрессовки.

Уплотнительный элемент 7 выполнен в виде втулки 11, герметично зафиксированной посредством уплотнительного кольца 12 на цилиндрическом корпусе 3 и снабженной снизу сферической фаской 13, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом 8.

Радиальные каналы 5 выполнены в цилиндрическом корпусе 3 выше втулки 11, а посадочный инструмент 2 выполнен в виде стакана 14, зафиксированного стопорным кольцом 15 (например, выполненным круглого сечения из пружиной стали), размещенным в кольцевой канавке 16, выполненной на наружной поверхности цилиндрического корпуса 3.

Стакан 14 герметично посредством уплотнительных колец 17 и 18 перекрывает радиальные каналы 5 и выполнен с возможностью ограниченного перемещения вверх в пределах цилиндрической канавки 6 относительно цилиндрического корпуса 3 с открытием радиальных каналов 5 после сжатия стопорного кольца 15 в кольцевой канавке 16 цилиндрического корпуса 3.

Посадочный инструмент 2 оснащен сверху ловильной головкой 19, а ниже центратором 20.

Пакер для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.

Перед опрессовкой колонны труб 1 опрессовочную муфту 10, как показано на фигуре спускают в составе колонны труб 1 в скважину до требуемого интервала опрессовки.

После чего с устья скважины (на фиг. не показано) в колонну труб 1 сбрасывают посадочный инструмент 2, соединенный посредством стопорного кольца 15 с цилиндрическим корпусом 3 с уплотнительным элементом 7, который выполненный в виде втулки 11, герметично зафиксированной посредством уплотнительного кольца 12 на цилиндрическом корпусе 3 с нижней сферической фаской 13 как показано на фигуре.

В процессе спуска цилиндрический корпус 3 и уплотнительный элемент 7 центрируются относительно колонны труб 1 посредством центратора 20, выполненного на посадочном инструменте 2.

При достижении цилиндрическим корпусом 3 интервала опрессовки колонны труб 1 уплотнительный элемент 7, выполненный в виде втулки 11 с нижней сферической фаской 13 герметично садится на седло 8, выполненное в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10, при этом центратор 20 центрирует цилиндрический корпус 3 относительно седла 8.

Колонну труб 1 доливают технологической жидкостью и производят ее опрессовку. После проведения опрессовки, согласно утвержденного плана работ, давление в колонне труб 1 сбрасывают.

Далее в колонну труб 1, например на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную головку 19.

После этого кабель натягивают вверх, при этом стопорное кольца 15 постепенно сжимается в кольцевой канавке 16 цилиндрического корпуса 3 и при достижении определенной нагрузки (например, 500 Н) происходит расфиксация стопорного кольца 15, которое утопает в кольцевой канавке 16 и посадочный инструмент 2 ограничено перемещается вверх относительно цилиндрического корпуса 3 в пределах ее цилиндрической канавки 6, при этом открываются радиальные каналы 5 и жидкость в колонне труб 1 перепускается снизу вверх из сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10 сквозь центральный осевой канал 4 цилиндрического корпуса 3 и радиальные каналы 5 в колонну труб 1 выше цилиндрического корпуса 3.

Производят выдержку по времени 3-5 минут в течении которого давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3 и уплотнительным элементом 7 извлекают на поверхность.

Предлагаемый пакер позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.

Пакер для опрессовки обсадной колонны в скважине, содержащий посадочный инструмент, цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и радиальными каналами, сообщающими наружное пространство цилиндрического корпуса с его центральным осевым каналом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло, отличающийся тем, что центральный осевой канал цилиндрического корпуса заглушен сверху, седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе обсадной колонны ниже интервала опрессовки, а уплотнительный элемент выполнен в виде втулки, герметично зафиксированной на цилиндрическом корпусе, и снабженной снизу сферической фаской, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом, причем радиальные каналы выполнены в цилиндрическом корпусе выше втулки, а посадочный инструмент выполнен в виде стакана, зафиксированного стопорным кольцом, размещенным в кольцевой канавке, выполненной на наружной поверхности цилиндрического корпуса, при этом стакан герметично перекрывает радиальные каналы и выполнен с возможностью ограниченного перемещения вверх относительно цилиндрического корпуса с открытием радиальных каналов после сжатия стопорного кольца в кольцевой канавке цилиндрического корпуса, при этом посадочный инструмент оснащен сверху ловильной головкой, а ниже центратором.