Пакер

Пакер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения полостей ствола скважины. Цель - повышение надежности работы при многократной пакеровке и распакеровке без извлечения на поверхность. Для этого гильза, размещенная в переводнике пакера, установлена с возможностью осевого перемещения относительно ствола имеет верхний и нижний радиальные каналы и обратный клапан, размещенный в ее верхнем радиальном канале для сообщения полостей гильзы через периферийный канал переводника с полостью импульсной трубки . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 8 33/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,, (21) 4944161/03. (22) 05.05,91 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования (72) О.И.Эфендиев, А.И.Рэаев и Х.Ю.Ахмедов (73) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования (56) Baker Packers Completyon Systems, Каталог. 1981, с.707.

Авторское свидетельство СССР

N1244287,,кл. Е 21 В 33/12, 1984.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, применяется при разобщении двух полостей ствола скважин, Цель изобретения — повышение надежности известных пакеров.

Для достижения этой цели пакер . включающий полый ствол. концентрична установленный на стволе и образующий с ним кольцевую полость корпус с окнами в верхней и нижней частях, периферийным каналом в верхней части и импульсной трубкой, полость которой связана через периферийный канал верхней части корпуса с кольцевой полостью между стволом и корпусом и с источником давления, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нажимным поршнем, образующим с корпусом камеру, гидравлически связанную с кольцевой полостью между стволом и корпусам, жестко связанный с корпусом переводник с пе. ц, 1819321 А3 (54) ПАКЕ Р (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения полостей ствола скважины. Цель — повышение надежности работы при многократной пакеровке и распакеровке без извлечения на поверхность, Для этого гильза, размещенная в переводнике пакера, установлена с воэможностью осевого перемещения относительно ствола, имеет верхний и нижний радиальные каналы и обратный клапан, размещенный в ее верхнем радиальном канале для сообщения полостей гильзы через периферийный канал переводника с полостью импульсной трубки. 1 ил. риферийными каналами, полую гильзу с внутренними проточками, размещенную в переводнике с возможностью осевого пере3 мещения и фиксации относительно переводника, отличающийся тем, чта гильза установлена с воэможностью осевого пере- К,) мещения относительно ствола, имеет верх- () ний и нижний радиальные каналы и обратный клапан, размещенный в верхнем радиальном канале для сообщения полости гильзы через периферийный канал переводника с полостью импульсной трубки а ствол свободно установлена между высту- (д) пом верхнего корпуса и переводника.

На чертеже показан общий вид гидравлического пакера с разрядным устройством.

Гидравлический пэкер состоит из верхнего корпуса 1. нижнего корпуса 2, в радиальных пазах которых размещены поршень-плашки 3. на которые одеты уплотнительные

1819321 кольца 4, а внутри них установлена пружина 5.

Корпус 1 соединен с корпусом 2, через держатель 6, на котором установлен уплотнительных манжет 7 и поршень 8, 5

Держатель 6, поршень-плашки 3, поршень 8 и ствол 9 образуют между собой герметичные кольцевые камеры а и.б благодаря уплотнительным кольцам 10,11,12,13 и 14.

Ствол 9 свободно установлен между вы- 10 ступами верхнего корпуса 1 и переводником

15 поскольку L>L> тем самым исключена передача больших осевых усилий к стволу 9 в процессе извлечения и эксплуатации пакера. Это в свою очередь значительно павы- 15 шает надежность пакера в целом.

На держателе 6 выполнено отверстие в, через которое происходит сообщение камеры а с камерой б, а именно под поршнем.

К нижнему концу нижнего корпуса 2 подсоединен переводник 15 для подвешивания оборудования, расположенного ниже пакера, и для удерживания ствола 9, свободно установленного внутри корпусов 1 и 2, от выпадания, а к верхним концам верхнего корпуса 1 подсоединено кожух 16, разрядное устройство.

Кожух 16 в свою очередь соединен быс. тросъемным соединением 18 с верхним корпусом 1 при помощи импульсной трубки 17.

На кожухе разрядного устройства 16 имеются отверстие r и внутренняя канавка

d, кроме этого два бурта е и две канавки ж;

Внутри кожуха разрядного устройства 16 размещена подвижная гильза 19, которая, в верхнем и нижнем положениях удерживается фиксатором 20.

На подвижной гильзе установлены два уплотнительных кольца 21, обратный клапан 22, и выполнены отверстия з и и,.

Подвижная гильза 19 внутри имеет два . бурта к, которые служат для зацепки инструмента тросовой техники при перемешивании ее из одного положения в другое.

К верхнему концу кожуха 16 разрядного 45 устройства присоединен переводник 23 с уплотнительным кольцом 24, служащий для присоединения скважинного оборудования, расположенного выше пакера.

Пакер работает следующим образом. 50

Пакер соединенным с ним разрядным устройством через патрубок 25 спускается в скважину на колонне труб с установленном на конце срезным башмачным клапаном или ниппелем, на заранее определенную 55 глубину и производится обвяэка устья.

Пiocne этого прямой или обратной промывкой, раствор, имеющийся в скважине, заменяется на более легкую жидкость и. после возбуждения пласта, которое наблюдается по манометру, установленному на буфере фонтанной арматуры, выкидные задвижки последней закрываются и через буферную задвижку путем сбрасывания шара или приемного клапана проход колонны подъемных труб закрывается, в ее внутренней полости создается давление, достаточное для герметичной пакеровки пакера.

Это давление, действуя (см.рис.) через отверстия э на обратный клапан 22, расширяет em диаметрально и через не сжимаемую жидкость 26 имеющуюся в камере а и б, прижимает верхние и нижние плашкипоршни 3 к стенке эксплуатационной колонны.

Под действием этого же усилия. поршень 8 сжимает уплотнительные манжеты 7 до контакта со стенкой эксплуатационной колонны и герметично разобщает две эоны (трубную и затрубную) скважины.

При диаметральном движении поршней-плашек 3 и движении поршня 8 за счет сжатия уплотнительных манжет 7 за ними движется несжимаемая жидкость 26 при этом освобожденный объем е камерах а и б заполняется дополнительно закачиваемой жидкостью.

В случае посадки (пакеровки) пакера со среэным башмачным клапаном, после достижения необходимой величины давления винты башмачного клапана срезаются и седло с шаром падает на забоИ.

При этом иэ-за мгновенного падения давления по внутренней полости пакера обратный клапан 22 тут же закрывает отвер= стие з фиксирует сжатие под большим усилием уплотнительных манжет 7 и прижатие поршней-плашки 3 к стенкам эксплуатационную колонну.

Это же происходит при посадке пакера с применением приемного клапана, но в этом случае после достижения давления внутри колонны подьемных труб до необходимой величины 0НО стравливается на поверхности и при помощи тросовой техники извлекается приемный клапан.

В момент среза винтов срезного клапана происходит гидравлический удар на забой и обратная его реакция действуют на уплотнительные манжеты 7. В известных пакерах это усилие часто приводит к распакеровке. В данной конструкции обратное усилие действует изнутри на обратный клапан 22 и снаружи на нижние поршни-плашки 3 через несжимаемую жидкость 26 имеющуюся в камерах а и б, это усилие передается поршню 8 (см.рис.1) и верхним поршням-плашкам 3, дополнительно прижимает их к стенкам эксплуатационной колонны.

1819321

20

30

Тем самым предотвращается проскальзывание пакера наверх и потеряего герметичности, что значительно повышает надежность посадки пакера, Описанное явление происходит одновременно при наличии перепада давления снизу или сверху пакера.

При этом несжимаемая жидкость 26 в камерах а и б, воспринимая усилие верхних или нижних поршней-плашей 3, передает поршню 8 или одному из комплектов поршней-плашей З,.прижимая дополнительно уплотнительные манжеты 7 и поршни-плашки

3 к стенкам эксплуатационной колонны, тем самым предотвращая проскальзывание пакеров в процессе эксплуатации скважины.

Эта способность предлагаемого изобретения значительно повышает надежность работы пакера в процессе эксплуатации скважины.

Распакеровку (освобождение) пакера происходит следующим образом;

При помощи тросовой техники спускается в скважину инструмент под названием толкатель циркуляционного клапана буртом наверх, После этого он приподнимается наверх и при выходе из гильзы 19 он зацепляется за бурт к, затем производятся удары наверх и гильза 19 перемещается наверх до упора в бурт

При этом отверстия и совмещаются с отверстиями и и дополнительно поступающая жидкость в процессе пакеровки из камер а и б вытесняется через поршни-плашки

3 и поршень 8 под действием усилия освобожденных пружин 5 и уплотнительных манжет 7, а несжимаемая жидкость в камерах остаются.

Информация о перемещении гильзы 19 в верхнее положение дает освобождение толкателя из гильзы 19, а информацию о вытеснении дополнительно поступившей жидкости из камер а и б, а также о возвращении в исходное положение поршней-плашек 3, поршня 8 и уплотнительных манжет

7, дает восстановление циркуляции путем прямой или обратной закачки жидкости в скважину. После этого производится промывка или глушение скважины, Если произведена промывка, то при необходимости по вышеописанной последовательности можно повторно произвести посадку пакера и пуск скважины в эксплуатацию.

Если произведено глушение скважины с целью изменения глубины установки пакера путем уменьшения или увеличения количества спущенных насосно-компрессорных труб пакер соответственно поднимается наверх или спускается еще глубже и после монтажа устья по выше описанной последовательности производится повторная замена раствора через башмак и повторная посадка пакера. И в том, и в другом случае перед созданием давления внутри насоснокомпрессорных труб необходимо при помощи тросовой техники спускать толкатель циркуляционного клапана, буртом вниз который упираясь в бурт к, остановится.

После этого ударом вниз гильза 19 перемещается в нижнее положение и информацию об этом дает проход толкателя через гил ьзу 19.

После глушения скважины при необходимости колонна труб с пакером извлекаются на поверхность. Глушение или промывка скважины через башмак обеспечивает безопасное проведение работ по извлечению скважинного оборудования исключая возможность оставления сжатого под большим давлением подпакерной газовой шапки

А возможность выполнения работ по периодическому освобождению (распакеровке) пакера и промывке скважины исключает пробкообразование и оседание затрубной жидкости надпакерной зоне, Это все значительно повышает надежность и долговечность скважинного оборудования в целом благодаря изобретению.

Формула изобретения

Пакер, включающий полый ствол, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения, концентрично установленный на стволе и образующий с ним полость корпус с окнами в верхней и нижней частях. периферийным каналом в верхней части и импульсной трубкой, полость которой связана через периферийный канал верхней части корпуса с кольцевой полостью между стволом и корпусом и источником давления, размещенный на корпусе уплотнительный элемент с нажимным поршнем, образующим с корпусом камеру, гидравлически связанную с кольцевой полостью между стволом и корпусом, жестко связанный с корпусом переводник с периферийными каналами, полую гильзу с внутренними ,проточками, размещенную в переводнике с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно переводника, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы при многократной пакеровке и распакеровке без извлечения.на поверхность, он снабжен обратным клапаном, гильза имеет верхний и нижний радиальные каналы, а обратный клапан размещен в верхйем радиальном канале гильзы; при этом последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно ствола и сообщения полости гильзы в крайнем верхнем и нижнем положениях соответ 1819321 ственно череЗ ее нижний и верхний радиальные каналы и периферийный канал. переводника с полостье импульсной трубки.