Пакер
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к буровой тех-. нике и используется для разобщения пластов в скважинах при проведении различных технологических операций. Цель изобретения - повышение эффективности работы, уменьшение времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения различных технологических операций в скважине. Для этого в пакере, включающем корпусы с установленным на нем уплотнительным элементом 7, центральном осевом канале 2 корпуса 1 установлено седло 15 с наружной кольцевой проточкой, а корпус 1 в верхней части выполнен с кольцевой полостью, в которой установлен поршень 3. После спуска в седло бросового элемента 16 и создании давления в трубном канале седло 15 наклонным участком взаимодействует с фиксатором 14, установленным в радиальном канале корпуса, и перемещает их от оси устройства. При этом ударные элементы 10, установленные в периферийных каналах корпуса, под действием пружины 11 перемещаются внизм приводят в действие запальные узлы 9. Последние поджимают газогенераторный элемент 8. Образовавшиеся при сгорании газы давят на рабочую поверхность кольцевого поршня 3. Движение последнего передается клапаном 5 к нажимной втулке 6, в результате чего уплотнительный элемент 7 сжимается. 3 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)я Е 21 В 33/12
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 468 314/03 (22) 24.04.89 (46) 07.07.92. Бюл. No 25 (71) Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов . (72) А. 3, Субаев, Г. И, Меерсон, Д. В. Рымчук, А. В. Дитковский, Н. И. Семишов. А, В.
Волков и И. А. Власов (53) 622.245,4(088.8) (56) Патент США N 2695064, кл. 166-63, 1954. (54) ПАКЕР (57) Изобретение относится к буровой технике и используется для разобщения пластов в скважинах при проведении различных технологических операций. Цель изобретения — повышение эффективности работы, уменьшение времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения различных технологических операций в скважине. Для этого в пакере, Изобретение относится к буровой технике и.может быть использовано для ликвидации грифонов, возникающих иэ-за нарушения целостности обсадной колонны, для ликвидации аварийной скважины, для глушения аварийной скважины с воэможностью ее дальнейшей эксплуатации, для разобщения пластов в скважинах при проведении различных технологических операций, Известен пакер включающий полый корпус, концентрично установленные на корпусе уплотнительный элемент, нажимную втулку, шлипсы и поршень. газогенера„„5U 1745881 А1 включающем корпусы с установленным на нем уплотнительным элементом 7, центральном осевом канале 2 корпуса 1 установлено седло 15 с наружной кольцевой проточкой, а корпус 1 в верхней части выполнен с кольцевой полостью, в которой установлен поршень 3. После спуска в седло бросового элемента 16 и создании давления в трубном канале седло 15 наклонным участком взаимодействует с фиксатором 14, установленным в радиальном канале корпуса, и перемещает их от оси устройства. При этом ударные элементы 10,. установленные. в периферийных каналах корпуса, под действием пружины 11 перемещаются вниз и приводят в действие запальные узлы 9.
Последние поджимают газогенераторный элемент 8. Образовавшиеся при сгорании газы давят на рабочую поверхность кольцевого поршня 3. Движение последнего пере- . дается клапаном 5 к нажимной втулке 6, в результате чего уплотнительный элемент 7 сжимается. 3 ил. торный элемент с запальным узлом, подпружиненный ударный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с запальным узлом. и фиксатор, взаимодействующий в исходном положении с ударным элементом.
Цель изобретения — пбвышение эффективности в работе, снижение времени на подготовку к работе с обеспечением воэможности проведения технологических операций в скважине.
При использовании пакера в качестве рабочего агента может быть использован сжатый воздух. что позволяет исключить
1745881 время на доставку воды при ее отсутствии на месте.
Для ликвидации аварийной скважины пакер спускается в скважину под давлением, на заданной глубине производится пакеровка, после чего возможно производить цементацию или установку цементного моста.
При необходимости эксплуатации аварийной скважины пакер спускают под давлением на необходимую глубину, производят пакеровку, после чего возможна эксплуатация скважины через колонну труб, на которой пакерующее устройство спущено в скважину.
Для увеличения надежности пакеровки в скважину может быть спущено несколько пакеров, соединенных последовательно друг с другом. При этом срабатывание всей гирлянды спущенных пакеров производится последовательно одним клапанным седлом, имеющим заходный конус, с шаровым запорным элементом.
Для ликвидации грифонов пакер спускают под давлением ниже места разрушения обсадной колонны и производят пакрровку, чем изолируют место разрушения от фонтанирующего флюида.
На фиг. 1 изображен пакер до пакеровки; на фиг 2-то же, после пакеровки; на фиг.
3 — узел I на фиг, 1.
Пакер содержит разъемный полый корпус 1 с центральным осевым каналом 2. В верхней части корпуса концентрично каналу 2 размещен кольцевой подпружиненный поршень 3 с пружиной 4, Ниже поршня 3 на наружной поверхности корпуса 1 последовательно установлены с возможностью взаимодействия своими торцами друг с другом . и с нижним торцом поршня 3 шлипсы 5, нажимная втулка 6, и уплотнительный элемент 7, упирающийся своим нижним торцом в кольцевой бурт нижней части корпуса 1. B кольцевой проточке в верхней части поршня 3 находится поджатый пружиной 4 поршня 3 газогенераторный элемент 8, над которым в нижней части. каждого из периферийных осевых каналов, выполненных в верхней части корпуса 1, размещен запальный узел 9. Выше запальных узлов 9 в каждом из периферийных осевых каналов в верхней части корпуса 1 размещен подпружиненный ударный элемент 10 с пружиной
11. В средней части ударного элемента 10 выполнен наружный кольцевой выступ 12 (фиг, 3) с зубом 13 для взаимодействия с ответной частью, фиксатора 14, выполненного в виде штыря с каналом, установленного в радиальном канале корпуса 1, сообщающим периферийный осевой с центральным осевым 2 каналами корпуса 1. В центральном осевом канале 2 корпуса 1 установлено клапанное седло 15 под бросовый запорный элемент в виде шара 16. На
5 наружной поверхности седла 15 выполнена кольцевая проточка, в которой размещены фиксаторы 14 в своем исходном положении, .Разъемные части корпуса 1, поршень 3, седло 15 снабжены уплотнительными кольцами .
10 17, В верхней части корпуса 1 имеется резьба для присоединения .к колонне труб (не показаны), на которых пакер спускают в скважину.
Пакер работает следующим образом, 15 Пакер спускают в обсаженную аварийную скважину до требуемой глубины на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб, соединенных на резьбе с корпусом 1, центральный осевой
20 канал 2 которого закрыт снизу обратным или срезным клапаном (не показан). После этого в трубном канале создают давление.
При этом в качестве рабочего агента может применяться как жидкость, так и сжатый
25 воздух. Рабочий агент, не имея выхода из центрального осевого канала 2 устройства, перекрытого клапанным седлом 15 с шаром
16, давит на седло 15, перемещая его вниз по каналу 2. При этом седло 15 наклонным
30 участком проточки на свс:ей наружной поверхности находит на ответный участок фиксаторов 1.4 и перемещает их от оси устройства. При этом центральный осевой канал 2 устройства освобождается для пере35 мещения седла 15 вниз, Фиксаторы 14, перемещаясь по радиальным каналам корпуса
1 в направлении от оси, выходят из контакта с ответными поверхностями наружного кольцевого выступа 12 с зубом 13, выпол40 ненного в средней части ударного элемента
10. Зуб 13 стопорит фиксатор 14 от случайных и вибрационных перемещений последнего в его исходном положении. При этом ударные элементы 10 освобождаются для их
45 перемещения вниз под действием пружины
11 по периферийным осевым каналам корпуса 1. Ударные элементы 10 приходят всоприкосновение с запальными узлами 9 и приводят.их в действие. Запальные узлы 9
50 поджигают газогенераторный элемент 8.
Образовавшиеся при сгорании газы, не имея выхода из внутренних полостей корпуса 1 (выход в центральный осевой канал 2 герметизирован уплотнительными кольца55 ми седла 15, не успевшего значительно переместиться вниз эа столь краткое время сгорания), давят на рабочую площадь кольцевого поршня 3, перемещая последний с пружиной 4 вниз. Движение поршня 3 передается шлипсам 5 и нажимной втулке 6 че1745881 рез их торцы, в результате чего уплотнительный элемент 7 сжимается, деформируется и герметизирует. затрубное пространство, При этом шлипсы 5 перемещаются по наклонной части корпуса 11 до 5 сцепления их зубьев со стенкой обсадной колонны, в результате чего пакерное устройство заклинивается в обсадной колонне.
Формула изобретения
Пакер, включающий полый корпус, концентрично установленные на корпусе уплотнительный элемент, нажимную втулку, шлипсы и поршень, газогенераторный эле- 15 мент с запальным узлом, подпружиненный ударный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с запальным узлом, и фиксатор, взаимодействующий в исходном положении с ударным элементом, о т - 20 личающийсятем,что,сцельюповышения эффективности в работе, уменьшения времени на подготовку к работе с обеспечением возможности проведения различных технологических операций в скважине, он снабжен седлом с наружной кольцевой проточкой, установленным в центральном осевом канале корпуса с возможностью осевого перемещения под действием бросового запорного элемента, а корпус в верхней части выполнен с концентричной центральному осевому каналу кольцевой полостью, радиальным и осевым периферийным каналами, сообщающимися между собой и кольцевой полостью корпуса, причем поршень установлен в кольцевой полости корпуса, газогенераторный элемент размещен в торце поршня, а подпружиненный ударный элемент и фиксатор — соответственно в осевом периферийном и радиальном каналах, при этом фиксатор выполнен в виде штыря с каналом и имеет наклонный участок на наружной торцовой поверхности, размещен в кольцевой проточке седла и установлен с возможностью радиального перемещения при осевом перемещении последнего.
1745881
1745881
Составитель И.Кепке
Редактор С,Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë
Корректор Л.Лукач
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2371 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5