Пакер заколонный

Пакер заколонный предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использован для разобщения пластов в процессе строительства нефтяных и газовых скважин. Пакер заколонный, включающий цилиндрический корпус с центральным осевым и радиальным впускным каналами, размещенную снаружи корпуса оболочку, концевые участки которой выполнены с наружными диаметрами элементов спускаемого хвостовика, уплотнительного элемента цилиндрической формы размещенного по наружной поверхности оболочки, обратного клапана, соединяющего центральный осевой канал корпуса с гидравлической камерой, образованной наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью оболочки. Оболочка выполнена переменной толщины в осевом направлении между концевыми цилиндрическими участками и имеет свободу осевых перемещений по цилиндрическому корпусу при радиальных деформациях, периметр оболочки выполнен меньше периметра пакеруемого участка скважины. Материал оболочки, ее толщина и профиль по длине определяются исходя из необходимого давления начала пластической деформации, требуемого увеличения диаметра оболочки в месте установки пакера и удерживаемого перепада давления. Уплотнительный элемент привулканизирован к внешней поверхности оболочки. Обратный клапан размещен в стенке цилиндрического корпуса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для разобщения пластов в процессе строительства нефтяных и газовых скважин.

Известен заколонный пакер (RU 2282711 С1, МПК Е21В 33/12, 2006.01), включающий цилиндрический корпус с центральным осевым и впускным каналами, размещенную снаружи корпуса продольно гофрированную оболочку, концевые участки которой выполнены с диаметрами описанных вокруг них окружностей, большими по сравнению со средней ее частью, и периметр которой в расправленном состоянии равен периметру ствола скважины в месте установки пакера, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный снаружи оболочки в ее средней части, обратный клапан, размещенный во впускном канале, сообщающим центральный осевой канал корпуса с гидравлической камерой, образованной наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью оболочки, снабженной переходными втулками, концентрично установленными по длине корпуса с его наружной стороны, фигурной втулкой, жестко связанной с концом корпуса, и срезной пробкой. Оболочка выполнена в виде отдельных концевых и средней секций, связанных между собой при помощи переходных втулок, установленных с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, при этом срезная пробка установлена во впускном канале со стороны внутренней поверхности корпуса, а уплотнительный элемент выполнен с замкнутой внутренней полостью, которая заполнена сырой резиной, герметиком или смесь отверждаемой смолы с жидким отвердителем в легко разрушаемых капсулах.

Недостатком данного пакера заколонного является повышенная сложность конструкции, большая трудоемкость и низкая технологичность изготовления конструктивных элементов.

Известно устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (RU 2101465 С1, МПК Е21В 33/14, Е21В 33/12) включающее ствол, с присоединительными резьбами на концах и с центральным осевым и радиальным каналами, размещенный вокруг ствола цилиндрический кожух с установленными на его концах кольцами и обратный клапан для перекрытия радиального канала в стволе, который сообщает центральный осевой канал с полостью, образованной наружной поверхностью ствола и внутренней поверхностью кожуха. Устройство снабжено втулкой, которая размещена концентрично на кожухе, торцы втулки жестко связаны с кожухом, причем на его наружной поверхности выполнена канавка, при этом материал втулки имеет более высокие деформационные свойства, чем материал кожуха, а втулка перекрывает собой канавку на кожухе. На внутренней поверхности кожуха выполнена дополнительная канавка, ответная канавке на его наружной поверхности. На смежные поверхности кожуха и втулки нанесен антиадгезионный материал. Полость, образованная внутренней поверхностью кожуха и наружной поверхностью ствола, заполнена несжимаемой жидкостью. Кожух и втулка выполнены с продольными гофрами. На концах ствола размещены центрирующие элементы.

Недостатком данного устройство для цементирования обсадной колонны в скважине является сложность конструкции с применением гофрированных оболочек, увеличивающих диаметр пакера выше допустимых значений.

Известен пакер (RU 2143053 С1, МПК Е21В 33/12) включающий корпус с центральным и впускным каналами, уплотнительный элемент и размещенную на корпусе оболочку, образующую с его наружной стенкой гидравлическую камеру, сообщенную впускным каналом, перекрытым обратным клапаном, с центральным каналом корпуса. Оболочка выполнена продольно-гофрированной, а уплотнительный элемент размещен снаружи ее средней части, причем концевые участки оболочки, примыкающие к уплотнительному элементу, выполнены с диаметрами описанных вокруг них окружностей, большими по сравнению со средней ее частью на величину, обеспечивающую предотвращение трения этого элемента о стенки при спуске пакера в скважину, а периметр их после выправления гофр оболочки изнутри давлением равен периметру скважины в месте установки пакера.

Недостатком данного пакера является наличие гофрированной оболочки, технологически сложной для изготовления, при этом толщина оболочки препятствует размещению ее в конструкции хвостовиков стандартных размеров.

Задачей создания настоящей полезной модели является повышение надежности устройства, увеличение технологичности, повышение герметичности пакеровки участка скважины.

Поставленная задача решается тем, что на пакере заколонном снаружи корпуса установлена оболочка, имеющая свободу осевых перемещений по цилиндрическому корпусу при радиальных деформациях, концевые участки оболочки выполнены с наружными диаметрами элементов спускаемого хвостовика, защищающие рабочую часть оболочки и уплотнительный элемент от повреждений. Между концевыми цилиндрическими участками оболочка выполнена переменной толщины в осевом направлении. Периметр оболочки выполнен меньше периметра пакеруемого участка скважины. Материал оболочки, ее толщина и профиль по длине определяются исходя из необходимого давления начала деформации, требуемого увеличения диаметра оболочки в месте установки пакера и удерживаемого перепада давления. Уплотнительный элемент привулканизирован к внешней поверхности оболочки. Обратный клапан размещен в стенке цилиндрического корпуса.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен общий вид пакера заколонного.

Пакер заколонный содержит цилиндрический корпус 1 с центральным осевым и радиальным впускным каналами, оболочку 2, с привулканизированным элементом уплотнительным 4 и клапан обратный 3, установленный в радиальном впускном канале корпуса 1.

Пакер заколонный работает следующим образом.

Пакер заколонный в составе обсадной колонны спускают на проектную глубину и производят процесс цементирования. Задействование пакера заколонного производится повышением давления внутри обсадной колонны. Под действием избыточного давления жидкость через обратный клапан попадает во внутреннюю полость между корпусом 1 и оболочкой 2, при этом средняя часть оболочки 2 пластически деформируется с увеличением ее диаметра (фиг.2). При достижении расчетного давления происходит разобщение участка скважины за счет прилегания деформируемой части оболочки 2 к стенке ствола скважины. Уплотнительный элемент 4 обеспечивает требуемый уровень герметичности пакеровки участка скважины. Клапан обратный 3 обеспечивает сохранение избыточного давления в полости между корпусом 1 и оболочкой 2 после сброса давления из центрального канала корпуса пакера заколонного. После окончания операции задействования пакера заколонного допускается неоднократный сброс и подъем давления внутри корпуса пакера до значений, допускаемых в ходе дальнейших работ с обсадной колонной.

Таким образом, заявляемая полезная модель, пакер заколонный, по сравнению с известными решениями позволяет:

- упростить изготовление элементов и сборку пакера заколонного;

- предохранить от повреждений оболочку пакера заколонного при спуске в скважину;

- обеспечить эксплуатационную надежность;

- повысить герметичность пакеровки участка скважины.

1. Пакер заколонный, включающий цилиндрический корпус с центральным осевым и радиальным впускным каналами, размещенную снаружи корпуса оболочку, концевые участки которой выполнены с наружными диаметрами элементов спускаемого хвостовика, уплотнительного элемента цилиндрической формы, размещенного по наружной поверхности оболочки, обратного клапана, соединяющего центральный осевой канал корпуса с гидравлической камерой, образованной наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью оболочки, отличающийся тем, что оболочка выполнена переменной толщины в осевом направлении между концевыми цилиндрическими участками и имеет свободу осевых перемещений по цилиндрическому корпусу при радиальных деформациях, периметр оболочки выполнен меньше периметра пакеруемого участка скважины.

2. Пакер заколонный по п.1, отличающийся тем, что материал оболочки, ее толщина и профиль по длине определяются исходя из необходимого давления начала деформации, требуемого увеличения диаметра оболочки в месте установки пакера и удерживаемого перепада давления.

3. Пакер заколонный по п.1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент привулканизирован к внешней поверхности оболочки.

4. Пакер заколонный по п.1, отличающийся тем, что обратный клапан размещен в стенке цилиндрического корпуса.