Пакер на кабель-канате

Пакер на кабель-канате

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИН Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

7 б

Ы

7

/Ю

Ф (21) 4735362/03 (22) 06.06.89 (46) 15,01.93. Бюл. N 2 (71) Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин (72) Т. С, Камил ья нов, Н.Х. Гил ьфано в и

Ш.А.Ахметшин (73) Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин Производственного объединения "Татнефть" (56) Авторское свидетельство СССР

N 1112114, кл, Е 21 В ЗЗ/12, 1983, Авторское свидетельство СССР

¹ 777202, кл. Е 21 R 33/12. 1977.

„„ 4 „„1789034 АЗ (54) ПАКЕР НА КАБЕЛЬ-КАНАТЕ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения интервалов обсадной колонны при проведении различных работ в скважине. Цель — обеспечение надежности работы при опрессовке ствола скважины и обеспечение срыва пакера при использовании гидростатического давления столба скважинной жидкости. Для этого пакер включает полый корпус 4, установленные на нем уплотнительный элемент 8 и конус 10, связанный со шлипсами 11, взаимодействующими с толкателем 12, концентрично размещенные в корпусе полые поршни 5 и 6, образующие с корпусом зако1789034

20

30

40 лонную жидкостью камеру А, электромеханический клапан 1; При подаче электрического сигнала клапан 1 открывается, давление в полости А возрастет и жидкость перетекает из нее в скважину. Поршни 5 и 6 штоком 7 перемещаются вверх, усилие через толкатель 12 передается на шлипсы 11 и они, перемещая упор 9, деформируют уплотнительный элемент 8. При повторной передаче

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения зон обсадных колонн при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ.

Известен пакер, состоящий из корпуса с осевым каналом, уплотнительного элемента с верхним и нижним упорами, конической втулки со шлипсами и пружиной, полого обтекателя, в котором установлены цилиндры с полостью с атмосферным давлением, эластичный элемент, разделенный перегородкой с клапаном в виде диафрагмы.

При применении данного пакера трудно угадать интервал его посадки, поскольку он опускается в скважину под собственным весом в режиме свободного падения. Извлечение данного пакера очень затруднено: для этого необходимо спускать ловитель в скважину, заловиться, что очень непросто, и извлекать пакер. Срыв пакера происходит за счет сил упругости уплотнительного элемента. Как известно, все уплотнительные элементы, применяемые на пакерах, в течение 1,5 — 2 ч после посадки под давлением

150-200 атм теряют упругие свойства, что ставит под сомнение возможность извлечения пакера, придется пакер разбуривать, что связано с большими материальными затратами. То есть в данном пакере инструктивно не предусмотрен узел для срыва пакера.

Известен также пакер, опускаемый на канате, выбранный в качестве прототипа, состоящий из ствола, уплотнительного эле - мента, тол кателя, конуса. втулки, верхнего и .. нижнего заякоривающих узлов и клапана, Недостатками являются: трудоемкость срыва и извлечения его из скважины. Необходимо спускать ловильный инструмент на

НКТ, это требует много времени и затрат технических средств; сложность конструкции, одних только герметичных подвижных соединений 8 штук, что снижает его надежность в работе. Для его изготовления необходимы специальные заводские условия. электрического сигнала на клапан 1 последний поднимается, гибкая связь 16 натягивается и открывается игольчатый клапан 14, скважинная жидкость проходит в воздушную камеру Б, где воздух сжимается, Поршень 7 и цилиндр 3 начинают перемещаться в противоположную сторону, возникает усилие, срывающее шлипсы 11 с обсадной колонны. 2 ил.

Цель изобретения — обеспечение надежности работы при опрессовке ствола скважины и обеспечение срыва пакера за счет использования гидростатического давления столба скважинной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что пакер снабжен электромеханическим клапаном и двумя цилиндрами разного диаметра, соединенными между собой последовательно и образующими надпоршневую полость, заполненную несжимаемой жидкостью и воздушную камеру, ограниченную между двумя поршнями разного диаметра и сообщенного с надпоршневой полостью и подпакерным пространством через обратный и игольчатые клапаны, расположенные в центральном канале штока, причем игольчатые клапаны связаны между собой и электромеханическим клапаном гибкой связью.

На фиг. 1 показан пакер в транспортном положении; на фиг. 2 — то же, в рабочем положении. Состоит из электромеханического клапана 1 и привода 2, цилиндров 3 и

4, поршней 5. 6, жестко соединенных между собой штоком 7, с наружной стороны цилиндра 4 расположены уплотнительный элемент 8 подвижный с упорами 9 и заякоривающий узел, состоящий из конуса

10, жестко связанного с цилиндрами 3,4 и шлипсов 11. Шток 7 связан со шлипсами 11 с помощью толкателя 12. В центральном канале 13 штока 7 расположены игольчатые клапаны 14 и 15, электромеханический кла35 пан 1 и игольчатые клапаны 14 и 15 связаны между собой гибкой связью 16 и 17, Надпоршневая полость А заполнена несжимаемой жидкостью 18, полость Б между двумя поршнями 5 и 6 образует воздушную камеру Б, где давление равно атмосферному. Камера

Б сообщена с центральным каналом 13 через обратный клапан 19, который пропускает жидкость в камеру Б, а в обратном направлении не пропускает. Привод 2 связан с питанием через кабель-канат 20.

Пакер работает следующим образом.

1789034

Пакер опускается в скважину на кабельканате 20, при достижении необходимого интервала останавливается. По кабель-канату 20 подается электрический сигнал на 50 привод 2, клапан 1 открывается, поскольку в надпоршневой полости А находится несжимаемая жидкость, давление в ней возрастает по мере увеличения столба жидкости под пакером и выражается зависимостью 55

D2

Ра=Рст

„г где Pa — давление в полости А;

Рст — давление от столба жидкости, находящейся над пакером при данном интервале;

D — диаметр поршня 6;

cf — диаметр поршня 5;

0

D>d, то — >О 2 значит Ра>Рст

Ра всегда больше. чем Рст, при открытии 10 клапана 1 жидкость 18 перетекает из полости А в скважину, поршни 5 и 6 и шток 7 начинают перемещаться вверх, усилие через толкатель 12 передается на шлипсы 11, они в свою очередь, перемещая упор 9, де- 15 формируют уплотнительный элемент 8, зазор между обсадной колонной и пакером перекрывается. Шлипсы цепляются к стенкам обсадной колонны.

Усилие посадки пакера выражается 20 формулой (р2 2

Fnoc = (— — ) Рст 4 4)

Практически усилие посадки составляет

3,5 — 4 т.

После посадки пакера с устья создается избыточное давление (испытательное), необходимое для определения герметичности обсадной колонны для 5" колонн Р=100 авт.

6" колонны Р=80 атм.

Под действием избыточного давления увеличивается усилие посадки пакера и выражается:

Р2 г

Fp()c = — — — (PcT + Рисп), 4 4

40 где Pucn — избыточное давление испытания.

Чем больше давление, действующее сверху вниз на пакер, тем больше деформируется уплотнительный элемент, тем надежнее цепляются шлипсы на стенки обсадной 45 колонны, После того, как испытали обсадную колонну, не сбрасывая избыточное (испытательное) давление, подается второй раз электрический сигнал на привод 2, электромеханический клапан 1 поднимается выше, гибкая связь 16 натягивается и открывается игольчатый клапан 14, Скважинная жидкость, находящаяся пбд давлением (Pcz+Puc) проходит через центральный клапан 13 и обратный клапан 19 в воздушную камеру Б, где воздух сжимается до давления(Рст+Рис).

Этот процесс происходит быстро, так как объем камеры Б очень мал. После этого испытательное давление Р«сбрасывается и на пакер действует только давление Р,т, Поскольку обратный клапан не пропускает жидкость из камеры Б, то в ней сохраняется давление (Р,т+Р,с), оно больше, чем давление в скважине, поэтому поршень 7 и цилиндр 3 начинают перемещаться в противоположных направлениях, т.е, возникает усилие, срывающее шлипсы 11 с обсадной колонны, уплотнительные элементы освобождаются от сжимающей силы, пакер таким образом сам срывается с обсадной колонны.

Усилие рэспакеровки Fpac выражае1ся формулой г,,„г

Fpac. = — — — l p Рucп.

4 4 где y — удельный вес скважинной жидкости;

Рисд избыточное давление, создаваемое при испытании обсадной колонны.

Через минуту на привод подается третий эл. сигнал, гибкая связь 17 натягивается и открывается игольчатый клапан 15, надпакерное пространство сообщается с подпакерным пространством и давление выравнивается, что облегчает извлечение пакер» со скважины., Натягиванием кабель-каната 20 извлекается на поверхность пакер. Испытание одной колонны можно провести за 2-2 5 часа. Здесь исключается спуск и подъем спец. инструментов для извлечения пакера, это сокращает материально-технические затраты и время на проведение технологической операции.

Конструкция пакера не сложная, габариты маленькие: его можно изготовить в условиях обычных мастерских, удобно транспортировать нэ любой исследовательской машине типа ПКС вЂ” 3,5 или на станции.

Формула изобретения

Пакер на кабель-канате, включающий полый цилиндрический корпус, установлен1789034--"

Фиг.

Составитель Т. Камильянов

Техред М. Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 86 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ные на корпусе уплотнительный элемент и конус, связанный со шлипсами, взаимодействующими с толкателем, концентрично размещенный. в корпусе полый поршень, образующий с корпусом камеру, заполнен- 5 ную жидкостью, перекрытую электромеханическим клапаном, и воздушную камеру, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения надежности работы при опрессовке ствола скважины и обеспечения срыва пакера при 10 использовании гидростатического давления -.. столба скважинной жидкости, пакер снабжен последовательно установленными в полости поршня двумя игольчатыми клапанами, связанными между собой и электромеханическим клапаном гибкой связью, и обратным клапаном для последовательного сообщения при распакеровке жидкостной камеры через обратный клапан с воздушной камерой и пространств над и под уплотнительным элементом. а поршень выполнен дифференциальным с нижней ступенью большего диаметра, чем верхняя, и жестко связан с толкателем.