Двуякорный механический пакер

Пакер двойного действия может быть использован при эксплуатации глубоких скважин и проведении разного рода профилактических операций. Пакер содержит вал 1 с пазом 2, верхний 3 и нижний 5 якори с плашками 4 и 6, уплотнители 8, верхний 9 и нижний 10 конусы. Плашки 6 и пальцы 7 нижнего якоря 5 размещены в пазе 2. На вале 1 установлена втулка 11 с возможностью осевого перемещения вдоль вала 1. На втулке 11 размещены нижний конус 10, уплотнители 8 и верхний конус 9. Нижний конус 10 имеет возможность осевого перемещения по втулке 11. Верхний конус 9 установлен на втулке 11 неподвижно и имеет возможность взаимодействия с плашками 4. Верхний якорь 3 имеет ограничения в осевом перемещении. На вале 1 выполнена цанга 12. На втулке 11 выполнена канавка 15. Один конец 13 цанги 11 размещен в канавке 15. Другой конец 14 цанги 12 закреплен на вале 1. Цанга 12 препятствует перемещению втулки 11 в сторону верхнего якоря 3. На нижнем конусе 10 выполнен уступ 16 и образована полость 17. Уступ 16 ограничивает расцепление цанги 12 и канавки 15. Полость 17 обеспечивает расцепление цанги 12 с канавкой 15. Техническое решение позволяет увеличить надежность установки и эксплуатации пакера, 2 Ил.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерам двойного действия и может быть использована при эксплуатации глубоких скважин и проведении разного рода профилактических операций.

Известен пакер для оборудования нагнетательных скважин, содержащий верхний и нижний валы, на каждом из которых установлен якорный узел при размещении под нижнем якорным узлом фиксирующего устройства, и уплотнительный элемент, расположенный между якорными узлами, RU 70295 U1, E21B 33/12, 2008.01.20.

Известен пакер, содержащий переводник, верхний вал с верхним и нижним радиальными выступами, нижний вал с пазом и подпружиненными плашками, уплотнительный элемент, упор, размещенный над уплотнительным элементом конус, размещенный под уплотнительным элементом, и дифференциальный вал, жестко связанный с верхним и нижним валами, RU 2179228 С2, E21B 33/12, 2002.02.10.

Известен пакер, содержащий вал с пазом, установленные на вале верхний и нижний якори, верхний и нижний конусы, уплотнительный элемент, переводник, закрепленный на верхнем вале, и фиксатор, установленный в нижнем якоре, RU 2101461 С1, Е21В 33/12, 1998.01.10.

Известен пакер с механическим якорем, включающий вал, переводники, соединенные с валом, якорь с подпружиненными сухарями и управляющими пальцами, размещенными в фигурных пазах, упоры и уплотнительный элемент, установленный между упорами, RU 2208128 С1, Е21В 33/12, 2003.07.10.

Известен пакер с механическим якорем, содержащий вал с фигурным пазом на его наружной поверхности, выполненным с чередующимися осевыми короткими и длинными участками, соединенные между собой замкнутым фигурным участком, RU 70683 U1, Е21В 33/12, 2008.02.10; RU 63857 U1, Е21В 33/12, 2007.06.10; RU 65952 U1, Е21В 33/12, 2007.08.27; RU 60973 U1, Е21В 33/12, 2007.02.10; RU 60127 U1, Е21В 33/12, 2007.01.10.

Известен механический пакер для скважины с одним или несколькими пластами, содержащий вал с фигурным пазом на его наружной поверхности, якорь, конус, уплотнитель и центратор с наружным подпружиненным элементом и внутреннем стопором с возможностью его перемещения в корпусе центратора и фигурном пазе вала, RU 2290489 С2, Е21В 33/12, 2006.12.27.

Известные механические пакеры имеют индивидуальное конструктивное выполнение для определенных условий установки и эксплуатации.

Известен механический пакер содержащий вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз, RU 52082 U1, E21B 33/12, 2006.03.10.

Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.

Пакер «ближайшего аналога» не защищен от случайной распакеровки при проведении его транспортировки, что снижает надежность его установки и эксплуатации.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить надежность установки и эксплуатации пакера.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении втулки на вале, размещение на ней подвижного нижнего конуса, уплотнителей и неподвижного верхнего конуса, взаимодействующего с верхним якорем, и в закреплении на вале цанги, препятствующей перемещению втулки к верхнему якорю, имеющему ограничения в осевом перемещении.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что пакер содержит вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз.

На вале установлена втулка с возможностью осевого перемещения вдоль вала. На втулке размещены нижний конус с возможностью осевого перемещения по ней, уплотнители и неподвижно верхний конус с

возможностью взаимодействия с подпружиненными плашками верхнего якоря. Верхний якорь имеет ограничения в осевом перемещении. На вале выполнена цанга, препятствующая перемещению втулки в сторону верхнего якоря. Втулка снабжена канавкой с возможностью размещения в ней одного конца цанги. Вторым концом цанга закреплена на вале. На нижнем конусе выполнен уступ, ограничивающий расцепление цанги и канавки, и образована полость, обеспечивающая возможность расцепления цанги с канавкой.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - Двуякорный механический пакер (разрез);

на фиг.2 - Узел А на фиг.1;

Пакер содержит:

Вал - 1,

управляющий фигурный паз (на вале 1) - 2.

Верхний якорь - 3,

подпружиненные плашки (якоря 3) - 4.

Нижний якорь - 5,

подпружиненные плашки (якоря 5) - 6,

палец (якоря 5) - 7.

Уплотнители - 8.

Верхний конус - 9.

Нижний конус - 10.

Втулку - 11.

Цангу - 12,

один конец (цанги 11) - 13,

другой конец (цанги 11) - 14.

Канавку (во втулке 10) - 15.

Уступ (на конусе 9) - 16,

полость- 17.

Механический пакер содержит вал 1 с управляющим фигурным пазом 2 на наружной поверхности, верхний 3 и нижний 5 якори с подпружиненными плашками 4 и 6, соответственно, уплотнители 8, верхний 9 и нижний 10 конусы.

Управляющий фигурный паз 2 управляет нижним якорем 5. Нижний якорь 5 содержит подпружиненные плашки 6 и палец 7. Палец 7 перемещается в управляющем фигурном пазе 2.

На вале 1 установлена втулка 11 с возможностью осевого перемещения вдоль вала 1.

На втулке 11 размещены нижний конус 10, уплотнители 8 и верхний конус 9.

Нижний конус 10 имеет возможность осевого перемещения по втулке 11.

Верхний конус 9 установлен на втулке 11 неподвижно и имеет возможность взаимодействия с подпружиненными плашками 4 верхнего якоря 3. Верхний якорь 3 имеет ограничения в осевом перемещении (фиг.1).

На вале 1 выполнена цанга 12. На втулке 11 выполнена канавка 15. Один конец 13 цанги 12 размещен в канавке 15. Другой конец 14 цанги 12 закреплен на вале 1. Цанга 12 препятствует перемещению втулки 11 в сторону верхнего якоря 3.

На нижнем конусе 10 выполнен уступ 16 и образована полость 17. Уступ 16 ограничивает расцепление цанги 12 и канавки 15. Полость 17 обеспечивает расцепление цанги 12 с канавкой 15 (фиг.2).

Установку пакера в скважину осуществляют следующим образом.

Пакер спускают на инструменте из компрессорных труб в скважину, при этом палец 7 в управляющем фигурном пазе 2, а цанга 12 фиксирует втулку 11 за канавку 15, не давая ей переместиться к верхнему якорю 3, что может привести к раздвижению подпружиненных плашек 4. Цанга 12 препятствует смещению втулки 11 при касании пакера за стенки эксплуатационной колонны в процессе его спуска.

Для наращивания инструмента очередной трубой колонну труб зажимают в клиновой захват, наращивают трубу, а затем приподнимают инструмент в клиньях (подрывают), чтобы освободиться от них. В процессе

этой операции палец 7 перемещается в управляющем фигурном пазе вниз или вверх до достижения места установки пакера. Для перехода в режим пакеровки необходимо приподнять инструмент, затем приспустить его, а затем вновь приподнять и так до тех пор, пока нижний конус 10 не войдет в контакт с подпружиненными плашками 6 нижнего якоря 5, которые разойдутся и вступят в контакт с эксплуатационной трубой.

Дальнейшее движение инструмента вниз при неподвижном нижнем конусе 10 вызовет следующее:

- Вал 1 будет перемещаться вместе с цангой 12 мимо неподвижного нижнего конуса 10, вдоль уступа 16, увлекая за собой втулку 11.

- Верхний конус 9 начнет деформировать уплотнители 8 до тех пор, пока идет перемещение цанги 12 вдоль уступа 16.

- Цанга 12 после того, как прекратит контакт с уступом 16, попадет в полость 17.

- Втулка 11, за счет упругости уплотнителей 8, начнет обратное перемещение в сторону верхнего якоря 3.

- Верхний конус 9 раздвинет подпружиненные плашки 4, которые вступят в контакт с эксплуатационной трубой.

- Верхний якорь 3 будет поджат к переводнику (не показан). Дальнейшее движение инструмента вниз позволит переводником задавить уплотнители 8 до нужного усилия запакеровки. Пакер установлен.

Для срыва пакера необходимо сначала повернуть вал 1 на ¹ /₄ оборота, а затем начать поднимать инструмент из скважины.

В процессе подъема инструмента происходит следующее:

Вал 1 с цангой 12 перемещаются вдоль втулки 11 до тех пор, пока произойдет срыв подпружиненных плашек 4 со стенок эксплуатационной колонны при условии неподвижности верхнего якоря 3. Одновременно цанга 12 войдет в контакт с канавкой 15 втулки 11, после чего уплотнители 8 будут освобождены, а нижний конус 10 будет отведен от подпружиненных плашек 6 нижнего якоря 5. Пакер приготовлен к подъему.

Выполнение втулки 11 на вале 1, размещение на ней подвижного нижнего конуса 10, уплотнителей 8 и неподвижного верхнего конуса 9, взаимодействующего с верхним якорем 3, имеющим ограничения в осевом перемещении, обеспечивает надежность эксплуатации пакера.

Выполнение на вале 1 цанги 12 препятствующей перемещению втулки 11 в сторону верхнего якоря 3, имеющего ограничения в осевом перемещении, увеличивает надежность установки пакера.

Предложенная конструкция цанги 12 позволяет фиксировать втулку 11 за канавку 15 и препятствует смещению ее при контактах пакера с эксплуатационной колонной при его спуске.

Предложенный двуякорный механический пакер изготовлен промышленным способом на заводе «Измерен» и проведение опытных

испытаний обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

Двуякорный механический пакер, содержащий вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз, отличающийся тем, что на вале установлена втулка с возможностью осевого перемещения вдоль вала, на которой размещены нижний конус с возможностью осевого перемещения по ней, уплотнители и неподвижно верхний конус с возможностью взаимодействия с подпружиненными плашками верхнего якоря, имеющего ограничения в осевом перемещении, и на вале выполнена цанга, препятствующая перемещению втулки в сторону верхнего якоря, снабженной канавкой с возможностью размещения в ней одного конца цанги, и закрепленная вторым ее концом на валу, а на нижнем конусе выполнен уступ, ограничивающий расцепление цанги и канавки, и образована полость, обеспечивающая возможность расцепления цанги с канавкой.