Пакер

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины при проведении в ней различных технологических операций. Пакер содержит корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку, причем со стороны верхнего конца на ствол навинчена опорная муфта, ниже которой на ствол надета конусная втулка, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов, между конусной втулкой и опорной муфтой на ствол надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическими эластичные манжеты, между которыми на ствол надета прокладка, шлипсы охватывают одетую на ствол с возможностью перемещения подвижную втулку, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом, в котором опорной частью установлены шлипсы и закреплен, по меньшей мере, один палец, а центратор закреплен на нижней части корпуса, при этом фигурный паз выполнен бесконечным в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных и вертикальных укороченных пазов, нижние концы длинных и укороченных пазов выполнены на одном уровне, между каждым длинным и укороченным пазом на стволе выполнен вертикальный короткий паз, верхние концы коротких пазов расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом с соответствующим длинным и укороченным пазом, при этом нижние концы этих пазов соединены равнонаклонным пазом с нижней частью короткого паза выше нижнего его конца, причем при размещении пальца вверху укороченного паза шлипсы расположены ниже конусной втулки, а при размещении пальца вверху длинного паза верхняя часть шлипсов расположена на конусной втулке и смещена в радиальном направлении. В результате достигается повышение надежности работы пакера.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины при проведении в ней различных технологических операций.

Известен пакер, включающий корпус с уплотнительными элементами и радиальными отверстиями выше и ниже уплотнительных элементов, полый ствол, образующий с корпусом кольцевое пространство, соединенное с наружным пространством, подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещения, и шлипсы, при этом подпружиненная втулка выполнена в виде полого цилиндра, наружной поверхностью взаимодействующего с внутренней поверхностью корпуса и образующего кольцевой зазор между наружной поверхностью ствола и внутренней поверхностью подпружиненной втулки, на внутреннем торце подпружиненной втулки выполнен посадочный поясок, а на внутренней поверхности подпружиненной втулки выполнена проточка, при этом нижние радиальные отверстия размещены на уровне дна кольцевого пространства, а верхние радиальные отверстия выполнены с возможностью их перекрытия пружинной втулкой (патент РФ 2209295, кл. Е21В 33/12, 27.07.2003).

Данный пакер позволяет проводить различные технологические операции в скважине, однако конструктивно данный пакер достаточно сложен и выполнен с большим количеством подвижных деталей, требующих точного и качественного изготовления и, кроме того не исключена возможность сообщения надпакерного и подпакерного пространств в результате ослабления пружины подпружиненной втулки из-за неизбежной коррозии, так как они постоянно находятся под действием внутрискважинной среды.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пакер, содержащий корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку (патент РФ 2305750, кл. Е21В 33/12, 10.09.2007).

Данный пакер позволяет производить герметизацию и разгерметизация межтрубного пространства скважины, однако проведение этих операций является технологически достаточно сложной операцией, что сужает возможности использования данного пакера.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции пакера.

Технический результат заключается в повышении надежности работы пакера.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что пакер содержит корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку, причем со стороны верхнего конца на ствол навинчена опорная муфта, ниже которой на ствол надета конусная втулка, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов, между конусной втулкой и опорной муфтой на ствол надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическими эластичные манжеты, между которыми на ствол надета прокладка, шлипсы охватывают одетую на ствол с возможностью перемещения подвижную втулку, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом, в котором опорной частью установлены шлипсы и закреплен, по меньшей мере, один палец, а центратор закреплен на нижней части корпуса, при этом фигурный паз выполнен бесконечным в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных и вертикальных укороченных пазов, нижние концы длинных и укороченных пазов выполнены на одном уровне, между каждым длинным и укороченным пазом на стволе выполнен вертикальный короткий паз, верхние концы коротких пазов расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом с соответствующим длинным и укороченным пазом, при этом нижние концы этих пазов соединены равнонаклонным пазом с нижней частью короткого паза выше нижнего его конца, причем при размещении пальца вверху укороченного паза шлипсы расположены ниже конусной втулки, а при размещении пальца вверху длинного паза верхняя часть шлипсов расположена на конусной втулке и смещена в радиальном направлении.

В ходе проведенного исследования была выявлена возможность упростить конструкцию пакера путем выполнения на поверхности ствола простого в изготовлении фигурного паза и изготовления эластичных манжет в виде кольцевых манжет цилиндрической формы, что в сочетании с указанными выше признаками позволило отказаться от технологически сложных поворотов всей колонны труб на строго определенный угол, совмещенный с перемещением колонны труб в осевом направлении.

На фиг.1 представлен продольный разрез пакера.

На фиг.2 представлена развертка фигурного паза, выполненного на наружной поверхности ствола.

Пакер содержит корпус 1, ствол 2 с центральным каналом 3, на наружной поверхности которого выполнен бесконечный фигурный паз 4, подвижную втулку 5, охватывающую ствол 2, палец 6, взаимодействующий с фигурным пазом 4, центратор 7, образованный подпружиненными фрикционными плашками 8, шлипсы 9 и эластичные манжеты 10, опирающиеся на конусную втулку 11. Со стороны верхнего конца на ствол 2 навинчена опорная муфта 12, ниже которой на ствол 2 надета конусная втулка 11, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов 9. Между конусной втулкой 11 и опорной муфтой 12 на ствол 2 надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическим эластичные манжеты 10, между которыми на ствол 2 надета прокладка 13. Шлипсы 9 охватывают одетую на ствол 2 с возможностью перемещения подвижную втулку 5, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом 1, в котором опорной частью установлены шлипсы 9, подпружиненные относительно корпуса 1 пружиной 14 и закреплен, по меньшей мере, один палец 6, предпочтительно два, расположенных диаметрально противоположно. Центратор 7 закреплен на нижней части корпуса 1.

Бесконечный фигурный паз выполнен в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных 15 и вертикальных укороченных 16 пазов. Нижние концы длинных 15 и укороченных 16 пазов выполнены на одном уровне. Между каждым длинным 15 и укороченным 16 пазом на стволе 2 выполнен вертикальный короткий паз 17. Верхние концы коротких пазов 17 расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом 18 с соответствующим длинным 15 и укороченным 16 пазом. Нижние концы укороченных 16 и длинных 15 пазов соединены, соответственно равнонаклонным пазом 19 и 20 с нижней частью короткого паза 17 выше нижнего его конца, причем при размещении пальца 6 вверху укороченного паза 16 шлипсы 9 расположены ниже конусной втулки 11, а при размещении пальца 6 вверху длинного паза 15 верхняя часть шлипсов 9 расположена на конусной втулке 11 и смещена в радиальном направлении.

В скважину пакер спускается на колонне насосно-компрессорных труб. При этом пальцы 6 (если их выполнено несколько), находясь в укороченных пазах ствола 2, удерживают корпус 1 со шлипсами 9 в транспортном положении. Транспортное положение достигается следующим образом. Пакер навинчивается муфтой на трубу насосно-компрессорных труб. В вертикальном положении вручную корпус 1 со шлипсами 9 поднимают вверх, при этом необходимо добиться положения, при котором шлипсы 9

заходят на конусную втулку 11, после чего корпус 1 со шлипсами 9 опускают вниз. Пакер готов к спуску.

При достижении заданного интервала установки пакера производится подъем колонны насосно-компрессорных труб не менее, чем на 0,6 метра, корпус 1 со шлипсами 9 поворачивается на 90°, и пальцы 6 входят в длинные пазы 17 ствола 2. Затем колонна насосно-компрессорных труб опускается, при этом шлипсы 9 надвигаются на конусную втулку 11, врезаясь в стенки эксплуатационной колонны, фиксируют пакер в заданном интервале. Продолжая разгружать колонну насосно-компрессорных труб, через опорную муфту 12 создается осевая нагрузка на эластичные манжеты 10, которые, деформируясь, разъединяют межтрубное пространство скважины.

При подъеме колонны насосно-компрессорных труб вверх эластичные манжеты 10 принимают первоначальную форму, шлипсы 9 освобождаются, съезжая с конусной втулки 11, выходят из зацепления с эксплуатационной колонной. При этом корпус 1 со шлицами 9 поворачивается на 90°, пальцы 6 выходят из длинных пазов 15 ствола 2, перемещаясь в укороченные пазы.

Это дает возможность перемещать пакер по стволу скважины вверх или вниз в зависимости от проводимых работ с последующей установкой в любом интервале эксплуатационной колонны.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности при добыче различных сред с помощью скважин или при проведении всевозможных научных исследований.

Пакер, содержащий корпус, ствол с центральным каналом, на наружной поверхности которого выполнен фигурный паз, подвижную втулку, охватывающую ствол, палец, взаимодействующий с фигурным пазом, центратор, образованный подпружиненными фрикционными плашками, шлипсы и эластичные манжеты, опирающиеся на конусную втулку, отличающийся тем, что со стороны верхнего конца на ствол навинчена опорная муфта, ниже которой на ствол надета конусная втулка, обращенная узким концом в сторону размещенных под ней шлипсов, между конусной втулкой и опорной муфтой на ствол надеты, по меньшей мере, две выполненные цилиндрическими эластичные манжеты, между которыми на ствол надета прокладка, шлипсы охватывают одетую на ствол с возможностью перемещения подвижную втулку, сопряженную с соединенным с ней в нижней ее части корпусом, в котором опорной частью установлены шлипсы и закреплен, по меньшей мере, один палец, а центратор закреплен на нижней части корпуса, при этом фигурный паз выполнен бесконечным в виде равномерно расположенных по окружности чередующихся вертикальных длинных и вертикальных укороченных пазов, нижние концы длинных и укороченных пазов выполнены на одном уровне, между каждым длинным и укороченным пазом на стволе выполнен вертикальный короткий паз, верхние концы коротких пазов расположены выше, а нижние - ниже указанного уровня, причем первые соединены поочередно равнонаклонным пазом с соответствующим длинным и укороченным пазом, при этом нижние концы этих пазов соединены равнонаклонным пазом с нижней частью короткого паза выше нижнего его конца, причем при размещении пальца вверху укороченного паза шлипсы расположены ниже конусной втулки, а при размещении пальца вверху длинного паза верхняя часть шлипсов расположена на конусной втулке и смещена в радиальном направлении.