Пакер

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разобщения ствола. Цель - повышение надежности работы пакера в наклонно-направленных скважинах за счет обеспечения возможности исключения самопроизвольного заякоривания при спуске. Пакер содержит корпус 1, жестко связанный с ним ствол 2 с радиальным каналом 3. На последнем установлены пакерирующий 4 и заякоривающий 5 поршни. Пакер имеет герметизирующую манжету 6 с опорным кольцом 7. На наружной поверхности манжеты 6 размещены подвижная защитная втулка 8 и узел заякоривания. Поршень 4 имеет срезные элементы 13, размещенные в продольных пазах 14, выполненных на наружной поверхности ствола 2. На внутренней поверхности манжеты 6 выполнена кольцевая проточка 15, образующая со стволом 2 герметичную и заполненную вязкой жидкостью полость 16. При повышении давления срезается элемент 13 и поршень 4 перемещается вверх и воздействует на кольцо 7, создавая осевое усилие на манжету 6. Она, освобожденная от втулки 8, сжимается в осевом направлении, одновременно увеличиваясь в наружном диаметре. Увеличение усилия на манжету 6 приводит к росту давления в полости 16. При этом объем вязкой жидкости в полости 16 остается неизменным. Полость 16 изменяет свою герметичную форму в радиальном направлении, обеспечивая надежное радиальное разжатие манжеты 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 IO

11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4402711/24-03 (22) 04.04.88 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение турбохолодильной,.газоперекачивающей и газотурбинной техники (72) А. И. Ценципер и В. Г. Густилин (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 135443, кл. Е 21 В 33/12, 1960.

Авторское свидетельство СССР № 840288, кл. Е 21 В 33/12, 1979.

„„SU „„1604988 (54) ПАКЕР (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разобщения ствола. Цель — повышение надежности работы пакера в наклонно направленных скважинах за счет обеспечения возможности исключения самопроизвольного заякоривания при спуске. Пакер содержит корпус 1, жестко связанный с ним ствол

2 с радиальным каналом 3. На последнем установлены пакерующий 4 и заякоривающий 5 поршни. Пакер имеет герметизируюб

16

17

18

1604988

10 щую манжету 6 с опорным кольцом 7.

На наружной поверхности манжеты 6 размещены подвижная защитная втулка 8 и узел заякоривания. Поршень 4 имеет срезные элементы 13, размещенные в продольных пазах 14, выполненных на наружной поверхности ствола 2. На внутренней поверхности манжеты 6 выполнена кольцевая проточка

15, образующая со стволом 2 герметичную и заполненную вязкой жидкостью полость 16. При повышении давления срезается элемент 13 и поршень 4 перемещаИзобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для разобщения ствола скважины.

Целью изобретения является повышение надежности работы пакера в наклонно направленных скважинах за счет обеспечения возможности исключения самопроизвольного заякоривания при спуске.

На чертеже изображен пакер, общий вид.

Пакер содержит корпус 1, который с помощью резьбы жестко соединен со стволом

2 с радиальным каналом 3. На стволе 2 установлены пакерующий 4 и заякоривающий 5 поршни, герметизирующая манжета

6 с опорным кольцом 7. На наружной поверхности манжеты 6 размещены подвижная защитная втулка 8 и узел заякоривания, включающий нижний 9 и верхний 10 конусы и связанные упругим кольцом 11 шлипсы 12.

Защитная втулка 8 жестко связана с заякоривающим поршнем 5, а пакерующий поршень 4 имеет срезные элементы 13, размещенные в продольных пазах 14, выполненных на наружной поверхности ствола 2.

На внутренней поверхности манжеты 6 выполнена кольцевая проточка 15, образующая со стволом 2 герметичную и заполненную вязкой жидкостью полость 16. Для фиксации поршней 4 и 5 в верхнем и нижнем положениях после их срабатывания в теле защитной втулки 8 и в верхней части заякоривающего поршня 5 установлены стопоры

17 и 18.

Пакер работает следующим образом.

Пакер опускают в скважину на насоснокомпрессорных трубах (НКТ) до нужной глубины. Ниже пакера сечение в НКТ перекрывают. Затем в них создают начальное давление, которое через радиальный канал

3 ствола 2 воздействует на поршни 4 и 5.

Однако поршень 4 удерживается от перемещения вверх срезными элементами 13.

Поршень, 5, не имея никаких ограничений, под действием давления перемещается вниз, одновременно увлекая соединенную с иим втулку 8. Последняя служит надежной

55 ется вверх и воздействует на кольцо 7, создавая осевое усилие на манжету 6. Она, освобожденная от втулки 8, сжимается в 6севом направлении, одновременно увеличиваясь в наружном диаметре. Увеличение усилия на манжету 6 приводит к росту давления в полости 16. При этом объем вязкой жидкости в полости 16 остается неизменным. Полость 16 изменяет свою герметичную форму в радиальном наяравлении, обеспечивая надежное радиальное разжатие манжеты 6. 1 ил. защитой герметизирующей манжеты 6 от всевозможных повреждений в процессе спуска пакера в наклонно направленную скважину.

Поршень 5 продолжает движение вниз до упора в верхний конус 10. При этом величина хода перемещения поршня 5 и защитной втулки 8 превышает высоту пакерую.щей манжеты 6 и последняя освобождается от втулки 8.

Давление в лифтовых трубах постепенно повышается и поршень 5, воздействуя на верхний конус 10, наталкивает его на шлипсы

12, которые, преодолевая усилие упругого кольца 11, равномерно перемещаются по нижнему конусу 9 как в осевом, так и в радиальном направлениях и начинают внедряться зубцами в эксплуатационную колонну скважины. При этом происходит центрирование пакера в эксплуатационной колонне, что очень важно в условиях наклонно направленных скважин, где пакер в исходном положении практически лежит на внутренней поверхности колонны.

При дальнейшем повышении давления происходит срез заранее рассчитанных элементов 13, после чего начинает перемещаться вверх поршень 4, который, воздействуя на кольцо 7, создает осевое усилие на манжету 6. Она, освобожденная от втулки 8, начинает сжиматься в осевом направлении, одновременно увеличиваясь в наружном диаметре. При сжатии пакерующей манжеты 6 в герметичной кольцевой полости 16 начинает расти давление вязкой жидкости, которое пропорционально осевому усилию на герметизирующей манжете 6.

Указанное давление действует равномерно на все стенки, в том числе и в радиальном направлении, равномерно разжимая манжету 6 к внутренней поверхности колонны. Увеличение осевого усилия на манжету 6 приводит к дальнейшему росту давления в полости 16, при этом объем вязкой жидкости остается неизменным, полость изменяет свою герметичную форму в радиальном направлении, обеспечивая надежное радиальное разжатие пакерующей манжеты 6.

1604988

Формула изобретения

Составитель А. Симецкая

Редактор И. Шмакова Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 3441 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

С момента среза элементов 13 происходит одновременное движение поршня 5 вниз и поршня 4 вверх. При достижении расчетного давления запакеровки движение обоих поршней прекращается и их рабочее положение фиксируется стопорами 17 и 18.

Пакер, содержащий корпус, жестко связанный с ним ствол с радиальным каналом, на котором установлены пакерующий и заэкоривающий поршни, герметизирующая

Манжета с опорным кольцом, на наружной поверхности которой размещена подвижная защитная втулка и узел заякоривания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы пакера в наклонно направленных скважинах на счет обеспечеБ ния возможности исключения самопроизвольного заякоривания при спуске, защитная втулка жестко связана с заякоривающим поршнем, пакерующий поршень имеет. срезные элементы, а ствол выполнен с продольными пазами на наружной поверхности для размещения в них последних, причем на внутренней поверхности герметизирующей манжеты выполнена кольцевая проточка, об. разующая со стволом герметичную и заполненную вязкой жидкостью полость.