Пакер-пробка

 

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для временного перекрытия ствола скважины при проведении изоляционных работ при капитальном ремонте скважин, исследовании пластов, эксплуатации или закачке в них жидкости.

Пакер-пробка состоит из ствола с внутренней цилиндрической выборкой, с наружной стороны которого установлены уплотнительный элемент с упором. Выше последнего находится упорная втулка, а между ней и упором - фиксирующее кольцо с насечками. На стволе напротив упора выполнены кольцевые насечки противоположного направления насечкам кольца. Ниже уплотнительного элемента расположены основной конус с основными шлипсами, упорное кольцо и дополнительный конус с дополнительными шлипсами. Шлипсы с конусами связаны соединением «ласточкин хвост», а с торцами упорного кольца - Т-образным соединением.

Ствол снабжен упорами, расположенными по периметру и на одном уровне между дополнительными шлипсами с возможностью прохода через окна в упорном кольце и взаимодействующими в рабочем положении с основным конусом.

Внутри ствола телескопически установлен съемный узел в виде патрубка с наружной цилиндрической выборкой в верхней части. В нижней части ствола расположены радиальные отверстия, в которых установлены фиксирующие шарики.

Заглушка выполнена в виде глухой поперечной перегородки, установленной внутри ствола и полой втулки, жестко закрепленной к дополнительному конусу снаружи. Глухая поперечная перегородка и ствол выполнены в виде единой детали. Шарики взаимодействуют с одной стороны со съемным узлом, а с другой стороны - с полой втулкой, жестко соединенной с дополнительным конусом. Срезными элементами ствол соединен со съемным узлом и основным конусом. На упор сверху опирается корпус посадочного инструмента. Съемный узел заглушен сверху, а шток посадочного инструмента установлен внутри съемного узла и соединен с глухой поперечной перегородкой заглушки разрывным элементом. Снизу в глухую поперечную перегородку уперт подпружиненный посредством пружины к низу полый стакан, размещенный внутри на нижнем конце ствола, причем пружина находится в сжатом состоянии.

Ствол ниже глухой поперечной перегородки снабжен сквозным вертикальным пазом, в котором с возможностью осевого перемещения установлен палец, жестко соединенный с одной стороны с дополнительным конусом, а с другой - с подпружиненным полым стаканом.

Упрощенная технологии извлечения пакер-пробки позволяет сэкономить время на извлечение, исключив лишние спуско-подъемные операции, а также гарантированно извлечь пакер-пробку из скважины, избежав аварийную ситуацию в скважине.

3 илл. на 1 л.

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для временного перекрытия ствола скважины при проведении изоляционных работ при капитальном ремонте скважин, исследовании пластов, эксплуатации или закачке в них жидкости.

Известен пакер, содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус со шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками (патент РФ №2137901, МПК 6 Е21В 33/12, 1999 г.).

Недостатком пакера является сложность конструкции, обусловленная наличием сложных деталей, таких как конус, фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, конические вкладыши, которые требуют высокой точности при изготовлении и значительно усложняют сборку, что возможно выполнить только в специализированных мастерских. Невыполнение жестких требований при изготовлении и сборке снижает надежность работы пакера.

Наиболее близким по технической сущности является пакер - пробка (патент РФ №2259466, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. в бюл. №24 от 27.08.2005 г.), включающий ствол с заглушкой и упорами, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, основной конус, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», съемный узел, фиксирующие шарики, установленные в отверстиях ствола и взаимодействующие со съемным узлом, корпус и шток посадочного инструмента, и срезные элементы, при этом пакер снабжен дополнительным конусом, установленным, как и основной, на стволе, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», причем последние имеют насечки противоположного направления основным шлипсам, а также - упорным кольцом с продольными окнами со стороны ствола, расположенным между основными и дополнительными шлипсами, связанными с торцами упорного кольца Т-образным соединением; ствол снабжен упорами, установленными по периметру и на одном уровне между дополнительными шлипсами с возможностью прохода через окна в

упорном кольце и взаимодействующими в рабочем положении с основным конусом; ствол имеет на внутренней поверхности цилиндрическую выборку, а съемный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической выборкой в верхней части по наружной поверхности; основной конус со стволом соединен через срезные элементы, а шток посадочного инструмента с заглушкой - через разрывной элемент.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, сложный технологический процесс извлечения, поскольку необходимо сначала приподнимать пакер-пробку, а затем его опускать, ударяя съемным узлом о заглушку, при этом если ловильный инструмент, спущен в скважину на канате, то необходимо подбирать вес груза таким образом, чтобы силы удара съемного узла о заглушку хватило для того чтобы, дополнительный конус опустился вниз;

во-вторых, много зависимых друг от друга деталей которые в процессе извлечения могут привести к заклиниванию дополнительных шлипсов, вследствии чего возникает аварийная ситуация в скважине

Задачей полезной модели является упрощение технологии извлечения пакер-пробки, а также его гарантированное извлечение из скважины.

Указанная задача решается предлагаемым пакером-пробкой, включающим ствол с заглушкой и упорами, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, основной конус, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», съемный узел, фиксирующие шарики, установленные в отверстиях ствола и взаимодействующие со съемным узлом, корпус и шток посадочного инструмента и срезные элементы, при этом пакер снабжен дополнительным конусом, установленным, как и основной, на стволе, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», причем последние имеют насечки противоположного направления основным шлипсам, а также - упорным кольцом с продольными окнами со стороны ствола, расположенным между основными и дополнительными шлипсами, связанными с торцами упорного кольца Т-образным соединением, при этом ствол снабжен упорами, установленными по периметру и на одном уровне между дополнительными шлипсами с возможностью прохода через окна в упорном кольце и взаимодействующими в рабочем положении с основным конусом, причем ствол имеет на внутренней поверхности цилиндрическую выборку, а съемный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической выборкой в

верхней части по наружной поверхности, при этом основной конус со стволом соединен через срезные элементы.

Новым является то, что заглушка выполнена в виде глухой поперечной перегородки, установленной внутри ствола, и полой втулки, жестко закрепленной к дополнительному конусу снаружи, при этом шток посадочного инструмента установлен внутри съемного узла и соединен с глухой поперечной перегородкой разрывным элементом, причем снизу в глухую поперечную перегородку упертподпружиненный к вниз полый стакан, размещенный внутри на нижнем конце ствола, при этом ствол ниже глухой поперечной перегородки снабжен сквозным вертикальным пазом, в котором с возможностью осевого перемещения установлен палец, соединенный с одной стороны с дополнительным конусом, а с другой - с подпружиненным полым стаканом.

На фиг.1 изображен предлагаемый пакер-пробка в продольном разрезе.

На фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

На фиг.3 - вид I крупным планом.

Пакер-пробка состоит из ствола 1 (фиг.1) с внутренней цилиндрической выборкой 2, с наружной стороны которого установлены уплотнительный элемент 3 с упором 4. Выше последнего находится упорная втулка 5, а между ней и упором 4 - фиксирующее кольцо 6 с насечками (фиг.3). На стволе 1 (фиг.1) напротив упора 4 выполнены кольцевые насечки 7 противоположного направления насечкам кольца 6. Ниже уплотнительного элемента 3 расположены основной конус 8 с основными шлипсами 9, упорное кольцо 10 и дополнительный конус 11 с дополнителными шлипсами 12. Основные шлипсы 9 и дополнительные шлипсы 12 с основным конусом 8 и дополнительным конусом 11, соответственно, связаны соединением «ласточкин хвост», а с торцами упорного кольца 10 - Т-образным соединением. Ствол 1 снабжен упорами 13 (фиг.2), расположенными по периметру и на одном уровне между дополнительными шлипсами 12 с возможностью прохода через окна 14 в упорном кольце 10 (фиг.1) и взаимодействующими в рабочем положении с основным конусом 8.

Внутри ствола 1 телескопически установлен съемный узел 15 в виде патрубка с наружной цилиндрической выборкой 16 в верхней части. В нижней части ствола 1 расположены радиальные отверстия 17, в которых установлены фиксирующие шарики 18.

Заглушка выполнена в виде глухой поперечной перегородки 19, установленной внутри ствола 1, и полой втулки 20, жестко закрепленной к дополнительному конусу 11 снаружи. Глухая поперечная перегородка 19 и ствол 1 выполнены в виде единой детали. Шарики 18 взаимодействуют с одной стороны со съемным узлом 15, а с другой стороны - с полой втулкой 20, жестко соединенной с дополнительным конусом 11. Срезными элементами 21 и 22 ствол 1 соединен соответственно со съемным узлом 15 и основным конусом 8. На упор 4 сверху опирается корпус 23 посадочного инструмента.

Съемный узел 15 заглушен сверху, а шток 24 посадочного инструмента установлен внутри съемного узла 15 и соединен с глухой поперечной перегородкой 19 заглушки разрывным элементом 25.

Снизу в глухую поперечную перегородку 19 уперт подпружиненный посредством пружины 26 вниз полый стакан 27 размещенный внутри на нижнем конце ствола 1, причем пружина 26 (см. фиг.1) находится в сжатом состоянии.

Ствол 1 ниже глухой поперечной перегородки 19 снабжен сквозным вертикальным пазом 28, в котором с возможностью осевого перемещения установлен палец 29, жестко соединенный с одной стороны с дополнительным конусом 11, а с другой - с подпружиненным полым стаканом 27.

Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 30, 31.

Работает устройство следующим образом.

Пакер-пробку в транспортном положении (фиг.1) опускают в требуемый интервал скважины, после чего приводят в действие посадочный инструмент. При этом его корпус 23 оказывает давление на упор 4, а шток 24, соединенный разрывным элементом 25 с глухой поперечной перегородкой 19 тянет вверх ствол 1 и детали 8, 9, 10, 11 и 12. В этот момент происходит сжатие уплотнительного элемента 3 и прижатие его к обсадной колонне. При расчетной нагрузке происходит разрушение срезных элементов 22, после чего основной 8 и дополнительный 11 конусы наезжают на шлипсы 9 и дополнительные шлипсы 12, соответственно, раздвигают их, последние приходят в соприкосновение с обсадной колонной, происходит фиксация устройства в скважине. При дальнейшей натяжке штока осуществляется досжатие уплотнительного элемента 3. Кольцо 6

фиксирует положение уплотнительного элемента в окончательном запакерованном состоянии.

По достижении расчетной нагрузки посадки пакера разрывной элемент 25 разрушается, освобождая тем самьм посадочный инструмент, который после этого извлекается из скважины, а пакер-пробка остается в изолированном интервале скважины, после чего в скважине проводят запланированный объем работ.

Для снятия пакера-пробки в скважину спускают ловильный инструмент (на фиг. не показан), который цепляют под нижний торец наружной цилиндрической выборки 16 съемного узла 15.

Делают натяжку инструмента, срезные элементы 21 разрушаются, при этом съемный узел 15 приподнимается на величину «L» (фиг.1), а шары 18 выпадают во внутрь стола 1, в связи с чем последний освобождается от смежных деталей.

При дальнейшем подъеме съемного узла 15 вместе со стволом 1 снимается нагрузка с уплотнительного элемента 3, и он приходит в исходное положение. Упоры 13 воздействуют на основной конус 8, в результате чего он приподнимается и снимает нагрузку с основных шлипсов 9, которые сдвигаются к центру и отходят от обсадной колонны.

Одновременно с этим дополнительный конус 11, освободившийся от фиксации с шариками 18, совместно с полым стаканам 27, с которым соединен посредством пальца 29 за счет возвратной силы пружины 26 перемещаются вниз. Палец 29 совместно с полым стаканом 27 и дополнительным конусом 11 совершает осевое перемещение вниз по сквозному вертикальному пазу 28 ствола 1 до тех пор, пока палец 29 не упрется в нижний торец сквозного вертикального паза 28.

Дополнительный конус 11, опустившись вниз, освобождает дополнительные шлипсы 12, которые отходят от внутренних стенок обсадной колонны и сдвигаются к центру. Процесс распакеровки пакер-пробки окончен и его можно поднимать на поверхность.

Упрощенная технологии извлечения пакер-пробки позволяет сэкономить время на извлечение, исключив лишние спуско-подъемные операции, а также гарантированно извлечь пакер-пробку из скважины, избежав аварийную ситуацию в скважине.

Пакер-пробка, включающий ствол с заглушкой и упорами, уплотнительный элемент, фиксатор положения уплотнительного элемента, основной конус, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», съемный узел, фиксирующие шарики, установленные в отверстиях ствола и взаимодействующие со съемным узлом, корпус и шток посадочного инструмента и срезные элементы, при этом пакер снабжен дополнительным конусом, установленным, как и основной, на стволе, с которым связаны шлипсы соединением «ласточкин хвост», причем последние имеют насечки противоположного направления основным шлипсам, а также - упорным кольцом с продольными окнами со стороны ствола, расположенным между основными и дополнительными шлипсами, связанными с торцами упорного кольца Т-образным соединением, при этом ствол снабжен упорами, установленными по периметру и на одном уровне между дополнительными шлипсами с возможностью прохода через окна в упорном кольце и взаимодействующими в рабочем положении с основным конусом, причем ствол имеет на внутренней поверхности цилиндрическую выборку, а съемный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической выборкой в верхней части по наружной поверхности, при этом основной конус со стволом соединен через срезные элементы, отличающийся тем, что заглушка выполнена в виде глухой поперечной перегородки, установленной внутри ствола, и полой втулки, жестко закрепленной к дополнительному конусу снаружи, при этом шток посадочного инструмента установлен внутри съемного узла и соединен с глухой поперечной перегородкой разрывным элементом, причем снизу в глухую поперечную перегородку уперт подпружиненный вниз полый стакан, размещенный внутри на нижнем конце ствола, при этом ствол ниже глухой поперечной перегородки снабжен сквозным вертикальным пазом, в котором с возможностью осевого перемещения установлен палец, соединенный с одной стороны с дополнительным конусом, а с другой - с подпружиненным полым стаканом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для установки пакерующих устройств в скважинах при проведении в них ремонтных работ, таких как испытание обсадных колонн на герметичность, изоляционные работы и другое

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для манжетного цементирования скважины и направлено на сохранение коллекторских свойств пластов путем снижения гидростатического давления столба цементного раствора, а также для разобщения пластов в скважине в условиях низких градиентов гидроразрыва пластов и наличия в скважинах зон, склонных к поглощениям, а также для предупреждения нефтегазопроявлений и межпластовых перетоков
Наверх