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 в скважине содержит посадочный инструмент, цилиндрический корпус. На верхнем конце цилиндрического корпуса установлен уплотнительный элемент, размещенный на седле.
Седло выполнено в виде внутренней поверхности опрессовочной муфты, установленной в составе колонны труб в интервале опрессовки.
Цилиндрический корпус сверху снабжен цанговым захватом, подпружиненным наружу и взаимодействующим в рабочем положении с внутренней цилиндрической выборкой опрессовочной муфты, выполненной выше ее седла.
Посадочный инструмент снабжен верхней и нижней кольцевыми выборками. Ниже нижней кольцевой выборки на наружной поверхности посадочного инструмента выполнена цилиндрическая канавка, на нижнем конце которой установлен ограничитель.
Посадочный инструмент соединен с цилиндрическим корпусом подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между нижней кольцевой выборкой и ограничителем посадочного инструмента.
В рабочем положении верхняя кольцевая выборка посадочного инструмента взаимодействует с цанговым захватом цилиндрического корпуса, который фиксирует цилиндрический корпус во внутренней цилиндрической выборке опрессовочной муфты, при этом посадочный инструмент герметично посредством уплотнительного кольца садится на цилиндрический корпус нижней кольцевой выборкой. На верхнем конце посадочного инструмента выполнена ловильная головка.
Между верхней кольцевой выборкой и ловильной головкой посадочного инструмента установлен центратор, оснащенный снизу гидрокамерой и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента.
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 Е21В 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 Е21В 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;
- во-вторых, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 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 его стоимости.
Поставленная техническая задача решается пакером для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус, установленный на нем уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что седло выполнено в виде внутренней поверхности опрессовочной муфты, установленной в составе колонны труб в интервале опрессовки, при этом цилиндрический корпус сверху снабжен цанговым захватом, подпружиненным наружу и взаимодействующим в рабочем положении с внутренней цилиндрической выборкой опрессовочной муфты, выполненной выше ее седла, при этом посадочный инструмент снабжен верхней и нижней кольцевыми выборками, причем ниже нижней кольцевой выборки на наружной поверхности посадочного инструмента выполнена цилиндрическая канавка, на нижнем конце которой установлен ограничитель, при этом посадочный инструмент соединен с цилиндрическим корпусом подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между нижней кольцевой выборкой и ограничителем посадочного инструмента, причем в рабочем положении верхняя кольцевая выборка посадочного инструмента взаимодействует с цанговым захватом цилиндрического корпуса, который фиксирует цилиндрический корпус во внутренней цилиндрической выборке опрессовочной муфты, при этом посадочный инструмент герметично садится на цилиндрический корпус нижней кольцевой выборкой, а на верхнем конце посадочного инструмента выполнена ловильная головка, причем между верхней кольцевой выборкой и ловильной головкой посадочного инструмента установлен центратор, оснащенный снизу гидрокамерой и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента.
На фигуре в продольном разрезе изображен предлагаемый пакер для опрессовки колонны труб в скважине.
Пакер для опрессовки колонны труб 1 в скважине содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3. На верхнем конце цилиндрического корпуса 3 установлен уплотнительный элемент 4, размещенный на седле 5.
Седло 5 выполнено в виде внутренней поверхности опрессовочной муфты 6, установленной в составе колонны труб 1 в интервале опрессовки.
Цилиндрический корпус 3 сверху снабжен цанговым захватом 7, подпружиненным наружу и взаимодействующим в рабочем положении с внутренней цилиндрической выборкой 8 опрессовочной муфты 6, выполненной выше ее седла 5.
Посадочный инструмент 2 снабжен верхней 9 и нижней 10 кольцевыми выборками, Ниже нижней кольцевой выборки 10 на наружной поверхности посадочного инструмента 2 выполнена цилиндрическая канавка 11, на нижнем конце которой установлен ограничитель 12. Посадочный инструмент 2 соединен с цилиндрическим корпусом 3 подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между нижней кольцевой выборкой 10 и ограничителем 12 посадочного инструмента 2.
В рабочем положении верхняя кольцевая выборка 9 посадочного инструмента 2 взаимодействует с цанговым захватом 7 цилиндрического корпуса 3, который фиксирует цилиндрический корпус 3 во внутренней цилиндрической выборке 8 опрессовочной муфты 6, при этом посадочный инструмент 2 герметично посредством уплотнительного кольца 13 садится на цилиндрический корпус 3 нижней кольцевой выборкой 10. На верхнем конце посадочного инструмента выполнена ловильная головка 14.
Между верхней кольцевой выборкой 9 и ловильной головкой 14 посадочного инструмента 2 установлен центратор 15, оснащенный снизу гидрокамерой 16 и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента 2.
Пакер для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Перед опрессовкой колонны труб 1 опрессовочную муфту 6, 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 (см. фиг.) устанавливают посадочный инструмент 2 с подвижно соединенным с ним цилиндрическим корпусом 3 и с расположенным на нем уплотнительным элементом 4, как показано на фигуре.
На устье скважины (на фиг. не показано) спрессовываемую колонну труб 1 обвязывают с насосным агрегатом и создают в ней гидравлическое давление. Под действием гидравлического давления в колонне труб 1 посадочный инструмент 2 вместе с цилиндрическим корпусом 3 продавливается вниз по колонне труб 1, при этом цилиндрический корпус 3 уплотнительным кольцом 13 располагается напротив цилиндрической канавки 11 посадочного инструмента 2, а цанговый захват 7 цилиндрического корпуса скользит по внутренней поверхности 17 колонны труб 1.
При достижении цилиндрическим корпусом 3 интервала опрессовки колонны труб 1 цанговый захват попадает во внутреннюю цилиндрическую выборку 8 опрессовочной муфты 6 и тем самым фиксирует цилиндрический корпус 3 и посадочный инструмент относительно
колонны труб 1, а уплотнительный элемент 4 герметично садится на седло 5 опрессовочной муфты 6.
Гидравлическое давление продолжают повышать, при этом посадочный инструмент 2 за счет собственного веса и давления в колонне труб 1 перемещается вниз относительно цилиндрического корпуса 1 и герметично посредством уплотнительного кольца 13 садится на цилиндрический корпус 3 своей нижней кольцевой выборкой 10. Не сбрасывая гидравлическое давление доводят его до намеченного опрессовкой и производят опрессовку колонны труб 1. После проведения опрессовки давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее обратной промывкой вымывают устройство из колонны труб 1, при этом под напором жидкости, попавшего снизу в гидрокамеру 16 центратора 15, последний перемещается вверх относительно посадочного инструмента до упора в нижний торец ловильной головки 14. Обратную промывку продолжают, при этом под действием напора жидкости воздействующего в гидрокамере 19 на внутреннюю поверхность центратора 18, последний утягивает за собой посадочный инструмент 2 за ловильную головку 14, при этом посадочный инструмент 2 поднимается вверх относительно цилиндрического корпуса 3 и выходит из герметичного взаимодействия с последним, при этом уплотнительное кольцо 13 цилиндрического корпуса 3 устанавливается напротив цилиндрической канавки 11 посадочного инструмента 2, при этом между посадочным инструментом 2 и цилиндрическим корпусом 3 образуется кольцевой зазор, через который жидкость перепускается снизу вверх, при этом давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, не прекращая обратной промывки, посадочный инструмент 2 благодаря своему ограничителю 12 утягивает за собой цилиндрическом корпусом 3 с уплотнительным элементом 4. Таким образом, устройство извлекают на поверхность.
В случае невозможности извлечения устройства обратной промывкой его можно извлечь любым известным ловильным инструментом. Для этого в колонну труб 1 на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную головку 14. После этого кабель (на фиг. не показано) натягивают вверх.
Производят выдержку по времени 3-5 минут, в течении которого давление в колонне труб 1 над и под пакером выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3 и уплотнительным элементом 4 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 колонны труб в скважине, содержащий посадочный инструмент, цилиндрический корпус, установленный на нем уплотнительный элемент, седло, отличающийся тем, что седло выполнено в виде внутренней поверхности опрессовочной муфты, установленной в составе колонны труб в интервале опрессовки, при этом цилиндрический корпус сверху снабжен цанговым захватом, подпружиненным наружу и взаимодействующим в рабочем положении с внутренней цилиндрической выборкой опрессовочной муфты, выполненной выше ее седла, при этом посадочный инструмент снабжен верхней и нижней кольцевыми выборками, причем ниже нижней кольцевой выборки на наружной поверхности посадочного инструмента выполнена цилиндрическая канавка, на нижнем конце которой установлен ограничитель, при этом посадочный инструмент соединен с цилиндрическим корпусом подвижно с возможностью ограниченного осевого перемещения между нижней кольцевой выборкой и ограничителем посадочного инструмента, причем в рабочем положении верхняя кольцевая выборка посадочного инструмента взаимодействует с цанговым захватом цилиндрического корпуса, который фиксирует цилиндрический корпус во внутренней цилиндрической выборке опрессовочной муфты, при этом посадочный инструмент герметично садится на цилиндрический корпус нижней кольцевой выборкой, а на верхнем конце посадочного инструмента выполнена ловильная головка, причем между верхней кольцевой выборкой и ловильной головкой посадочного инструмента установлен центратор, оснащенный снизу гидрокамерой и имеющий возможность ограниченного осевого перемещения относительно посадочного инструмента.
