Устройство фиксации пакера

Устройство фиксации пакера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесни к

Республик (iu964104 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 29.12.80 (21) 3226759/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (ы)м. Кл.

Е 21 В 23/06

Е 21 В 33/12

Р>оударствкннмй коинтет

СССР ео долаи иэооретеннй и открытий (53) УДК 622,245, . 4 (088. 8) Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень И 37

Дата опубликования описания 09.10.82 (72) Авторы изобретения

В.В. Пустов и С.П. Семихина

-с

Калининское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института геофйзических. исследований геологоразведочных скважин (7I) Заявитель

0 (4) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ПАКЕРА

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к средствам для предотвращения св4бирования пакера в скважине под дей- ствием перепада давления, например при испытании скважин инструментом на трубах.

Известно устройство для фиксации пакера, имеющее выдвижные плашки с зубьями, размещенные в радиальных от"

1О верстиях. Устройство срабатывает под действием внутреннего избыточного давления и предназначено для фиксации пакера и предотвращения его перемещеНия вверх при проведении различных технологических операций в скважине (1).

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность фиксации пакера в связи с тем, что его плашки выдвигаются под действием того же перепада давления, который одно временно воздействует и на пакер, стремясь его сдвинуть. При этом соот

Ношение усилий на плашках и на пакере оказывается таким, что устройство не в состоянии надежно зафиксировать па=

kep.

Известно также устройство фиксаЦии пакера, включающее корпус, шток и конус, выполненный в виде дифференциального поршня с наклонными пазами, в которь1х размещены выдвижные плашки I2).

Однако область применения известНого. устройства ограни чена в свя зи тем, что его якорный механизм (клин с выдвижными плашками ) не обеспечиВает надежной фиксации пакера при отсутствии внутреннего избыточного давления, когда внутреннее и наружное надпакерные давления выравниваются и на пакер действует перепад давления, направленный снизу вверх. При этом достаточно незначительных воздействий на колонну насосно-компрессорных труб, расположенйых.выше устройства фиксации, как его клин рас964104 4!

> ормажи вается и пакер может перемещаться по колонне, в результате чего быстро выходит из строя его уплотнительный элемент. .!ель изобретения - повышение надежности в работе устройства фиксации пакера в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что устройство фиксации и зкера снабже но связанной с конусом цангой, лепест->6 ки которой выполнены с наружными зубьями одностороннего зацепления со смещенным шагом вдоль оси цанги, а внутренняя поверхность корпуса имеет ртветные зубья под зубья цанги. 15

На чертеже изображено предлагаемое устройство фиксации пакера. устройство включает составной шток 1, связанный с составным корпусом? двумя шпонками 3, и клин 4, вы- zo полненный в виде дифференциального поршня, жестко связанный с цангой 5.

Клин 4 имеет наклонные пазы 6 выполненные в форме "ласточкиного хвоста", по котррым могут перемещаться плашки 725

На наружной поверхности каждого лепестка цанги 5 нарезаны зубья 8 с одинаковым шагом, но со смещением шага на смежных лепестках, выполненных таким образом, что на каждой диагональ- Зо ной паре лепестков нарезаны зубья без смещения друг относительно друга, а зубья смежных лепестков смещены на определенную величину: для шестилепестковой цанги - на 1/3 шага, для

35 восьмилепестковой — на 1/4 шага и т.д.

Зубья имеют профиль в виде прямоугольного треугольника, причем рабочей4О является поверхность профиля, выпол" ненная по нормали к оси цанги 5. На внутренней поверхности корпуса 2 выполнены ответные зубья 9 (в виде кольцевых канавок) того же шага и про-45 филя.

Нижний конец штока 1 соединен с упором 10, зафиксированным гайками 11.

В центральной части устройства имеется узел гидравлического уравновеши59 вания, представляющий собой верхнюю 12 и нижнюю 13 гидравлически разобщенные камеры, соединенные соответственно с внутритрубным и кольцевым пространствами скважины.

Работа устройства осуществляется

55 следующим образом.

При спуске в скважину устройство находится в исходном (транспортно>л) положении, при котором шток 1, благодаря наличию узла гидравлического уравновешивания и действию веса узлов нижележащей части испытательного инструмента, находится в крайнем верхнем положении относительно корпуса 2, лепестки цанги 5, сжатые упором 10, выведены из зацепления с зубьями 9 корпуса 2. При этом цанга 5 и клин 4 находятся в крайнем верхнем положении, а сухари полностью утоплены в наклонных пазах клина 4.

После спуска инструмента на задано ную глубину производят пакеровку весом колонны труб. При этом корпус 2 своей нижней частью опирается на неподвижный пакер (не показан), а шток 1, связанный с трубами, перемещается вместе с упором 10 вниз и освобождает лепестки цанги 5, которые разжимаются до контакта с внутренней поверхностью корпуса 2 (промежуточ ное положение устройства ).

Для приведения устройства в рабочее положение необходимо создать избы точное внутритрубное давление. При этом клин 4 смещается вниз относительно неподвижного корпуса 2, в результате чего плашки 7 выдвигаются в радиальном направлении из окон корпуса 2 до зацепления за обсадную колонну либо стенки скважины. Таким образом, предлагаемое устройство, связанное с верхним пакером (не показан), производит якорение последнего. В момент якорения зубья 8 какой-либо пары лепестков цанги 5 (той, что ближе в данный момент к зацеплению с зубьями корпуса) входят в зацепление с зубьями 9 корпуса 2. Происходит принудительная фиксация клина 4 в рабочем положении, что предотвращает самопроизвольное разьякоривание в случае выравнивания внутритрубного и затрубНого Фадпакерных давлений.

В случае, если при этом сохранится повышенное подпакерное давление, устройство останется в рабочем положении и предотвратит свабирование пакера вверх по колонне.

При подьеме инструмента на поверх ность снимается внутритрубное избыточное давление, за счет чего сниМается усилие на клине. Далее натяжкой инструмента шток 1 перемещается вверх, при этом упор 10 надвигается

На цангу 5, сжимает лепестки цанги

k центру, выводит ее зубья из зацепления с зубьями корпуса 2 и перемеща.

5 9641 ет цангу 5 вместе с клином 4 в крайнее верхнее (исходное) положение, Предлагаемое устройство позволяет надежно проводить испытания скважин за счет наличия в составе устройства полуавтоматического механизма фиксации, который дает возможность принуди. тельно и независимо от действующих перепадов давлений удерживать конус шлипса в рабочем состоянии до передачи с устья скважины соответствующей команды. Это в свою очередь, позво" ляет значительно сократить затраты труда и времени на испытание скважин. !

Формула изобретения

Устройство фиксации пакера, включающее корпус, шток и конус, выполнен " ный в виде дифференциального поршня, с наклонными пазами, в которых размещены выдвижные плашки, о т л и ч а . ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе при испытании скважин, оно снабжено связанной с конусом цангой, лепестки ко торой выполнены с наружными зубьями одностороннего зацепления со смещенным шагом вдоль оси цанги, а внутрен няя поверхность корпуса имеет ответные зубья под зубья цанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l, Захарчук З.И., Масич.В.И. Пакеры и якори. Гостоптехиздат, 1961 с. 60.

2, Аракелян Э.И. Обеспечение эффективного применения комплекса испытательного оборудования АЛОИС при испытании разведочных скважин. - Отчет по теме 631/75, т. 1, г. Октябрьский, 1976, с. 74-76 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7565/2

Тираж 623 Подписное филиал ППП "Патент", .Ужгород,ул.Проектная,4