Пакер универсальный (варианты)

Группа изобретений относится к пакерам. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем комплектации пакера узлами непосредственно перед установкой. Пакер универсальный включает полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными. На полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным. Фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура. Начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса. Подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка. Рабочие узлы пакера: переводник, клапан байпаса, якорь гидравлический, узел уплотнения и якорь механический. Якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим. Клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса. Корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора. Для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы. 8 н.п. ф-лы, 17 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройству для перекрытия и герметизации отдельных зон буровых скважин (нефтяных, газовых, водяных, геологоразведочных), используемому для различных условий эксплуатации скважин и обеспечивающему удобство его настройки исходя из проводимой работы и особенностей конструкции буровой скважины.

На практике для выполнения различных работ при эксплуатации, а также при капитальном и текущем ремонте скважин необходимо использовать пакеры различной конструкции и различных эксплуатационных характеристик, исходя из видов работ и скважинных условий.

Известен пакер, включающий полый ствол для размещения рабочих узлов пакера, на наружной поверхности полого ствола выполнены фигурные пазы, взаимодействующие со штифтами (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерции № 129 983 «Механический якорь пакера», МПК Е21В 23/06, опубл.10.01.2013).

Известный пакер обладает ограниченными функциональными возможностями.

Штифты закреплены напротив друг друга в направляющем кольце, установленном с осевым зазором и возможностью радиального перемещения в кольцевой полости, выполненной снизу подвижной втулки, установленной на полом стволе.

Осевое перемещение направляющего кольца ограничивает кольцевой выступ резьбового кольца, который упирается в нижний торец подвижной втулки, а резьбовое кольцо зафиксировано на подвижной втулке стопорным винтом.

Перемещение штифтов по фигурным пазам обеспечивает только спуск и подъём транспортной колонны в скважине, при этом поворот колонны насосно-компрессорных труб (далее по тексту НКТ) в рабочее положение осуществить невозможно.

Фигурные пазы известного устройства предназначены преимущественно для снижения нагрузок, действующих на штифты пакера при его перемещении из транспортного положения.

Известен пакер, содержащий полый цилиндрический корпус, на который установлены переводник, якорь гидравлический, узел уплотнительный, якорь механический и фигурные пазы, взаимодействующие со штифтами (см. описание изобретения к патенту Российской Федерции № 2 520 104 «Механический пакер двустороннего действия», МПК Е21В 23/12, опубл.20.06. 2014).

Известный пакер обладает ограниченными функциональными возможностями.

Взаимное положение нижнего якоря и центральной части определено двумя фигурными управляющими пазами, один из которых, неподвижный, расположен на стволе, а второй, подвижный в осевом направлении, выполнен на втулке, подвижно установленной на стволе и осуществляющей механическую связь. Фигурные пазы известного устройства предназначены только для установки пакера осевыми манипуляциями НКТ.

Кроме того, известный пакер не имеет байпасного канала, который позволяет обеспечить циркуляцию через установленный в колонне пакер для проведения каких-либо технологических операций, например, закачки химических реагентов в пласт с вытеснением столба жидкости по циркуляции, не снимая пакер с эксплуатационной колоны.

Так же известный пакер не имеет возможности работать без установленных верхнего механического якоря или без гидравлического якоря.

Известен пакер, принятый в качестве прототипа, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочего органа, узел уплотнительный и подвижную втулку-обойму, при этом на наружной поверхности цилиндрического корпуса выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, взаимодействующий со штифтом, при этом рабочий орган выполнен в виде якоря механического, (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерции № 56 457, МПК Е21В 33/12, опубл.10.09. 2006).

Известный пакер предназначен только для временного перекрытия ствола скважины при исследовании пластов, что ограничивает его функциональные возможности.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание такой конструкции пакера, которая позволяет, исходя из требуемых видов работ и скважинных условий, обеспечить расширение функциональных возможностей путём комплектации пакера узлами непосредственно перед установкой его на устье скважины. Таким образом, не требуется замена одного пакера на другой, и не требуется привлечения высококвалифицированного персонала при сборке.

Предлагаемая конструкция пакера универсального позволяет использовать его для:

- гидравлического разрыва пласта;

- кислотной обработки;

- тампонажных работ;

- испытания пласта;

- обнаружения не герметичности обсадной колонны;

- освоения скважин с аномально низким давлением;

- заключительных работ в скважинах нагнетательного и нефтяного фонда;

- проведения других технологических операций, осуществление которых требует создания избыточного давления над или под пакером;

- использования двух пакеров с различной настройкой и установкой (осевой и с поворотом) для использования его в двухпакерной компоновке.

Техническая задача решается тем, что пакер универсальный включает полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, при этом рабочие узлые пакера взяты из набора, состоящего из переводника, клапана байпаса, якоря гидравлического, узла уплотнения и якоря механического, на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причём начала обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, выполненного по наружной поверхности с посадочным кольцевым выступом для установки корпуса якоря гидравлического с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, соединенного одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом – с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса, посадочный кольцевой выступ снабжен продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, причём корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения установки пакера поворотом колонны НКТ штифт-замок якоря механического расположен в L-образном фигурном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы, а для возможности обеспечения установки пакера осевым перемещением колонны НКТ штифт-замок якоря механического расположен в фигурном пазу в виде замкнутого контура.

Конструкция пакера универсального позволяет обеспечить следующие варианты его исполнения:

- с клапаном байпаса, с гидравлическим якорем, с установкой с поворотом НКТ;

- с клапаном байпаса, с гидравлическим якорем, с установкой осевыми манипуляциями НКТ.

- с клапаном байпаса, без гидравлического якоря, с установкой с поворотом НКТ;

- с клапаном байпаса, без гидравлического якоря, с установкой осевыми манипуляциями НКТ;

- без клапана байпаса, без гидравлического якоря, с установкой с поворотом НКТ;

- без клапана байпаса, без гидравлического якоря, с установкой осевыми манипуляциями НКТ;

- без клапана байпаса, с гидравлическим якорем, с установкой с поворотом НКТ;

- без клапана байпаса, с гидравлическим якорем, с установкой осевыми манипуляциями НКТ.

Пакер универсальный имеет возможность при его комплектации (настройке):

- установки его в обсадной колонне скважины поворотом или осевыми манипуляциями с колонной НКТ, предварительно установив штифт-замок механического якоря в L-образный паз корпуса 1 пакера или в замкнутый фигурный паз корпуса 1 пакера при его сборке (настройке);

- дополнительной фиксации пакера в скважине при его эксплуатации, например, установке или снятии гидравлического якоря, осуществляющего фиксацию пакера в обсадной колонне при подаче давления под пакер во время проведения работы посредством замены переходника 6 на корпус 2 якоря гидравлического;

- установки и снятия клапана байпаса с заменой его на заглушку для управляемой циркуляции при закачке химических реагентов в пласт с вытеснением столба жидкости по циркуляции, не снимая пакер с эксплуатационной колоны или обеспечения разрядки избыточного давления из под пакерной зоны в затрубное пространство для снижения рисков осложнений при снятии пакера.

Кроме того, предлагаемая конструкция пакера позволяет обеспечить его использование как с якорем гидравлическим, так и без него, заменив якорь гидравлический на переходник, выполненный с идентичным корпусом и одинаковыми посадочными и соединительными местами.

После отработанного срока службы пакер универсальный может быть использован как противополётное устройство.

Выполнение пакера универсального иллюстрировано чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид (вариант 1); на фиг.2 – изображен общий вид (вариант 2); на фиг.3 – изображен общий вид (вариант 3); на фиг.4 – изображен общий вид (вариант 4); на фиг.5 – изображен общий вид (вариант 5); на фиг.6 – изображен общий вид (вариант 6); на фиг.7 - изображен общий вид (вариант 7); на фиг.8 - изображен общий вид (вариант 8); на фиг.9 - продольное сечение пакера по якорю гидравлическому и узлу уплотнительному; на фиг.10 – сечение А – А на фиг.9; на фиг.11 - продольное сечение пакера по переходнику и узлу уплотнительному; на фиг. 12 - продольное сечение пакера по переводнику и якорю гидравлическому (клапан байпаса установлен и открыт); на фиг. 13 - продольное сечение пакера по переводнику и якорю гидравлическому (без клапана байпаса); на фиг.14 «а» – развертка фигурного паза для осевых манипуляций с колонной НКТ и «б» – развертка фигурного паза для проворота колонны НКТ; на фиг.15 – расположение фигурных пазов на корпусе пакера относительно друг друга на корпусе пакера и поперечные сечения Б – Б, В – В; на фиг.16 – продольное сечение якоря механического; на фиг.17 – то же с пальцем стопора.

Пакер универсальный имеет полый цилиндрический корпус 1, по наружной поверхности которого выполнены элемент для установки корпуса 2 якоря гидравлического, выполненный в виде посадочного кольцевого выступа 3 (бурта) со сквозными продольными пазами 4 для прохода (циркуляции) жидкости к клапану 5 байпаса.

Якорь гидравлический при необходимости может быть заменен на переходник 6, для чего корпус 2 якоря гидравлического и корпус 6 переходника имеют одинаковые посадочные места для установки на посадочный кольцевой выступ 3 корпуса 1 пакера. Корпус 2 якоря гидравлического идентичен корпусу 6 переходника и представляет собой втулку с присоединительной резьбой 7 и 8 для соединения одним концом с клапаном 5 байпаса и другим - с оправкой 9 узла уплотнительного, соответственно.

Корпус клапана 5 байпаса имеет возможность быть заменённым на заглушку 10, для чего клапан 5 байпаса и заглушка 10 имеют одинаковые корпуса и одинаковые посадочные места с присоединительной резьбой 7 для соединения с корпусом 2 якоря гидравлического или корпуса 6 переходника, и установки в них колец уплотнительных для обеспечения герметичности (кольца уплотнительные на чертеже не показаны).

На корпусе 1 посредством резьбового соединения 11 закреплен переводник 12, зафиксированный от откручивания винтами 13. Переводник 12 оснащён кольцами уплотнительными, герметизирующими резьбовое соединение 11, и канавкой для установки сальника 14 байпаса, служащего запорным элементом при перекрытии каналов в корпусе клапана 5 байпаса при осевом перемещении колонны НКТ (кольца уплотнительные и канавка на чертеже не показаны).

Якорь гидравлический представляет собой корпус 2, с радиально размещенными отверстиями для установки подпружиненных плашек 15, уплотненных кольцами и удерживаемых планками 16 (отверстия, пружины и кольца на чертеже не показаны). Планки 16 закреплены в корпусе 2 якоря гидравлического винтами 17. Один конец корпуса 2 якоря гидравлического соединен резьбовым соединением 7 с корпусом клапана 5 байпаса, а другим концом - резьбовым соединением 8 с узлом уплотнительным.

Узел уплотнительный состоит из оправки 9, одним концом соединенной резьбовым соединением 8 с корпусом 2 якоря гидравлического, установленного на корпусе 1. На оправке 9 установлены манжеты твердые 18, манжета мягкая 19, кольца 20 проставочные и кольцо 21 калибровочное верхнее и кольцо 22 калибровочное нижнее. Манжеты твердые 18, манжета 19 мягкая, кольца 20 проставочные и кольца 21 и 22 калибровочные имеют возможность перемещения на оправке 9 при осевом сжатии при установке пакера. Верхнее кольцо 21 калибровочное соединено резьбовым соединением 23 с корпусом 2 якоря гидравлического, а нижнее кольцо 22 калибровочное соединено резьбовым соединением 24 с конусом 25 посадочным якоря механического.

Якорь механический состоит из конуса 25 посадочного, шлипсов 26, изнутри подпружиненных пружинами, и удерживаемых их в корпусе 27 механического якоря кольцом 28 и крышкой 29 (пружины на чертеже не показаны). Крышка 29 соединена резьбовым соединением 30 с корпусом механического якоря 27 и от откручивания зафиксирована винтами (винты на чертеже не показаны). Между корпусом механического якоря 27 и крышкой 29 на корпус 1 установлена подвижная втулка-обойма 31. Втулка-обойма 31 имеет отверстия для установки в неё цилиндрического штифта-замка 32. Штифт-замок 32 устанавливают в отверстие втулки-обоймы 31 и в один из фигурных пазов 33 или 34 корпуса 1 в зависимости от варианта настройки пакера. Установка штифта-замка 32 в фигурный паз 33 предусмотрена при вариантах исполнения пакера с установкой осевыми манипуляциями колонны НКТ. При установке пакера осевыми манипуляциями колонны НКТ штифт-замок 32 передвигается по контору замкнутого фигурного паза 33, обеспечивая переход якоря механического из транспортного положения в установочное положение. При этом якорь механический остаётся неподвижным в обсадной колонне, удерживаясь силой трения шлипсов 26 о стенки колонны, корпус 1 совершает осевые движения относительно корпуса 27 якоря механического.

Установка штифта-замка 32 в фигурный паз 34 предусмотрена при вариантах исполнения пакера с установкой поворотом колонны НКТ. При установке пакера поворотом колонны НКТ штифт-замок 32, передвигаясь по контору фигурного паза 34, обеспечивает переход якоря механического из транспортного положения в установочное положение.

Во втулке-обойме 31 и в корпусе 27 механического якоря выполнены пазы, например в виде половины круга, совмещение которых образует паз в виде круга для установки цилиндрического штифта-стопора 35, предотвращающего при необходимости осевое вращение втулки-обоймы 31 относительно корпуса 27 механического якоря.

Фигурные пазы 33 и 34 выполнены на наружной поверхности корпуса 1 в нижней его части. На фиг. 14 «а» и «б» показаны развертки пазов 33 и 34.

Фигурный паз 33 предназначен для осевых манипуляций с НКТ и позволяет производить установку пакера осевым перемещением НКТ вверх-вниз.

Фигурный паз 33 состоит из паза 36 короткого транспортного, паза 37 длинного установочного и пазов промежуточных, соединяющих пазы 36 и 37 друг с другом с образованием замкнутого контура (пазы промежуточные на чертеже не показаны).

Якорение пакера происходит при переходе штифта-замка 32 в паз 37 длинный установочный, в результате чего происходит сжатие манжет 18 и 19 узла уплотнительного и шлипсов 26 якоря механического пакера при упоре в конус 25 посадочный якоря механического.

Фигурный паз 34 выполнен в виде «L» и состоит из паза 38 короткого транспортного и паза 39 длинного установочного, соединенных пазом промежуточным (паз промежуточный на чертеже не показан).

Фигурный паз 34 предназначен для установки пакера универсального поворотом колонны НКТ. Для установки пакера необходимо обеспечить поворот колонны НКТ, для перевода штифта-замка 32 из транспортного положения в установочное.

Якорение происходит при переходе штифта-замка 32 в паз 39 длинный установочный, в результате чего происходит сжатие манжет 18 и 19 узла уплотнительного и шлипсов 26 якоря механического пакера при упоре в конус 25 посадочный якоря механического.

Начала фигурных пазов 33 и 34, а именно длинного установочного паза 37 и 39 расположены на диаметрально - противоположных сторонах наружной поверхности корпуса 1, и на одной высоте (на одном расстоянии) относительно нижнего конца корпуса 1 пакера.

Конструкция пакера универсального позволяет обеспечить следующие варианты его исполнения:

Пакер универсальный (вариант 1) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции), корпус 2 якоря гидравлического, узел уплотнительный и якорь механический, при этом штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 34, обеспечивая установку с поворотом колонны НКТ, а штифт-стопор 35 - в пазу, образованном совмещенными пазами корпуса 27 якоря механического и подвижной втулкой-обоймой 31.

Пакер универсальный (вариант 2) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции), корпус 2 якоря гидравлического, узел уплотнительный и якорь механический, при этом штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 33, обеспечивая осевые манипуляции колонной с НКТ и позволяя производить установку пакера осевым перемещением колонны НКТ вверх-вниз.

Пакер универсальный (вариант 3) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции), узел уплотнительный и якорь механический, при этом корпус 2 якоря гидравлического заменен на корпус 6 переходника, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 34, обеспечивая установку пакера с поворотом колонны НКТ, а штифт-стопор 35 - в пазу, образованном совмещенными пазами корпуса 27 якоря механического и подвижной втулкой-обоймой 31.

Пакер универсальный (вариант 4) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции), узел уплотнительный и якорь механический, при этом корпус 2 якоря гидравлического заменен на корпус 6 переходника, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 33, обеспечивая осевые манипуляции с колонной НКТ и позволяя производить установку пакера осевым перемещением колонны НКТ вверх-вниз.

Пакер универсальный (вариант 5) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: узел уплотнительный и якорь механический, при этом клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции) заменен на заглушку 10, корпус якоря 2 гидравлического заменен на корпус 6 переходника, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 34, обеспечивая установку с поворотом колонны НКТ, а штифт-стопор 35 - в пазу, образованном совмещенными пазами корпуса 27 якоря механического и подвижной втулкой-обоймой 31.

При замене корпуса клапана 5 байпаса на заглушку 10 происходит перекрытие канала байпаса без возможности его открытия при осевом перемещении колонны НКТ.

Пакер универсальный (вариант 6) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: узел уплотнительный и якорь механический, при этом клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции) заменен на заглушку 10, корпус 2 якоря гидравлического заменен на корпус 6 переходника, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 33, обеспечивая осевые манипуляции с колонной НКТ и позволяя производить установку пакера осевым перемещением колонны НКТ вверх-вниз.

Пакер универсальный (вариант 7) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: корпус 2 якоря гидравлического, узел уплотнительный и якорь механический, при этом клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции) заменен на заглушку 10, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 34, обеспечивая установку пакера с поворотом колонны НКТ, а штифт-стопор 35 - в пазу, образованном совмещенными пазами корпуса 27 якоря механического и подвижной втулкой-обоймой 31.

Пакер универсальный (вариант 8) содержит закреплённые на полом цилиндрическом корпусе 1 рабочие узлы пакера: якорь гидравлический, узел уплотнительный и якорь механический, при этом клапан 5 байпаса (узел клапана циркуляции) заменен на заглушку 10, а штифт-замок 32 расположен в фигурном пазу 33, обеспечивая осевые манипуляции с колонной НКТ и позволяя производить установку пакера осевым перемещением колонны НКТ вверх-вниз.

Предлагаемый пакер универсальный используют следующим образом.

Перед спуском пакера в скважину определяют сначала виды работ, которые необходимо произвести в скважине и в соответствии с этим производят компановку пакера необходимыми узлами для выполнения этих работ.

Перед и при спуске в скважину пакер находится в транспортном состоянии, при этом якорь механический (узел установки пакера) установлен на корпусе 1 пакера таким образом, что штифт-замок 32 входит в короткий (транспортный) участок 36 или 38 фигурного паза 33 или 34, соответственно и, упираясь, препятствует дальнейшему перемещению якоря механического вверх относительно обсадной колонны скважины.

При спуске пакера на заданную глубину шлипсы 26 гладкой частью за счет усилия пружин плотно прижимаются к стенкам обсадной колонны. После спуска на заданную глубину корпусом 1 пакера производят манипуляции через колонну НКТ, а именно приподнимают и проворачивают или перемещают вверх-вниз (в зависимости от того в каком по конфигурации фигурном пазу 33 или 34 на корпусе 1 установлен штифт-замок 32). При этом якорь механический пакера удерживается на месте за счет трения об обсадную колонну.

Во время спуска якорь механический не упирается в конус 25 посадочный за счёт того, что штифт-замок 32 упирается в конец короткого транспортного паза 36 или 38 фигурного паза 33 или 34, соответственно, и его длина не позволяет шлипсам 26 якоря механического достать до конуса 25 посадочного. После того, как пакер достиг нужной глубины, штифт-замок 32 манипуляциями колонны НКТ переводят в длинный установочный паз 37 или 39 фигурного паза 33 или 34, соответственно, при этом якорь механический находится на месте удерживаемый силой трения. Когда штифт-замок 32 оказывается в длинном установочном пазу 37 или 39 фигурного паза 33 или 34, соответственно, при дальнейшем опускании колонны НКТ, а, следовательно, и корпуса пакера, он продолжает двигаться на более дальнее расстояние, которого хватает, чтобы шлипсы 26 якоря механического наехали на конус 25 посадочный и произвели якорение.

Дальнейшее продвижение штифта-замка 32 по пазу длинному установочному 37 или 39 фигурного паза 33 или 34 соответственно, при опускании колонны НКТ обеспечивает сжимание манжет 23 и 24 и герметизацию межтрубного пространства обсадной колонны скважины.

В зависимости от настройки пакера (с осевой манипуляцией колонной НКТ или с поворотом) штифт-замок 32 входит в паз 37 или 39 и корпус 1 получает возможность свободного перемещения относительно якоря механического пакера. Перемещаясь вниз корпус 1 передвигает конус 25 посадочный, который раздвигает шлипсы 26 и прижимает их к обсадной колонне, при этом переводник 12 перемещается и перекрывает циркуляционный канал корпуса 5 клапана байпаса (если в конструкцию пакера входит клапан байпасный), который в свою очередь давит на корпус 2 якоря гидравлического и узел уплотнительный. Под действием осевой нагрузки манжеты 18 твердые и манжета 19 мягкая пакера прижимаются к обсадной колонне и герметично отсекают верхнюю часть от нижней. Корпус клапана 5 байпаса, прижимаясь к сальнику 14 байпаса, перекрывает циркуляционный (байпасный) канал и жидкость, подаваемая через ствол, выдвигает плашки 15 якоря гидравлического и прижимает их к обсадной колонне.

Для того, чтобы создать циркуляцию выше пакера необходимо приподнять корпус 1 для открытия циркуляционного канала клапана 5 байпаса. Снятие пакера осуществляют путем натяжения корпуса 1, при этом все элементы пакера автоматически устанавливаются в транспортное положение.

При необходимости установки пакера универсального для осевых манипуляций с колонной НКТ, установленный в обойме штифт-замок 32 размещают в фигурном пазе 33, показанном на фиг. 13 «а».

При необходимости установки пакера универсального с помощью поворота колонны НКТ, установленный во втулке-обойме 31 штифт-замок 32 размещают в «L» образном пазе, показанном на фиг. 13 «б».

При настройке установки пакера универсального с помощь поворота колонны НКТ устанавливают штифт-стопор 35 для исключения вращения втулки-обоймы 31 вокруг своей оси относительно корпуса 27 механического якоря.

На практике пакер с якорем гидравлическим используют при рабочем давлении в скважине до 70 Мпа, а при давлении до 35 МПа - пакер без якоря гидравлического. Использовать пакер с якорем гидравлическим при давлении в скважине не более 35 МПа не целесообразно и не экономично.

В предлагаемом пакере универсальном предусмотрена возможность для работы пакера без якоря гидравлического путём установки на корпус 1 вместо корпуса 2 якоря гидравлического корпуса 6 переходника, не ухудшая при этом работоспособность и надёжность пакера. Тем самым, достигнута универсальность в применении пакера применительно к различным условиям эксплуатации, областям применения, а также обеспечено удобство его настройки исходя из проводимой работы и особенностей конструкции скважин. Пакер спроектирован таким образом, что замена якоря гидровлического на переходник не требует особых условий и инструмента, и настройка пакера может быть произведена в полевых условиях без привлечения высоко квалифицированного персонала.

Для обеспечения управляемой циркуляции через пакер универсальный на корпусе 1 устанавливают байпас. При установке пакера универсального в обсадной колонне скважины клапан 5 байпаса закрыт, при этом пространства под установленным узлом уплотнительным пакера и выше не сообщаются. При технологической необходимости, не снимая пакер с эксплуатационной колоны, путём перемещения колонны НКТ вверх клапан 5 байпаса открывают, и пространства под пакером и выше сообщаются между собой, и при этом можно провести закачку химических реагентов в пласт с вытеснением столба жидкости по циркуляции. Установка клапана 5 байпаса обеспечивает разрядку избыточного давления из-под пакерной зоны в затрубное пространство, тем самым, значительно снижая риски осложнений при снятии пакера. При отсутствии необходимости применения байпаса, вместо него на корпус 1 устанавливают заглушку 10.

Таким образом, предлагаемый пакер позволяет не иметь набора пакеров для выполнения различных работ в скважине, а компановать необходимый пакер путём перестановки узлов, обеспечивающих выполнение этих работ на одном корпусе 1.

1. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, клапан байпаса, якорь гидравлический, узел уплотнения и якорь механический, при этом якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы.

2. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, клапан байпаса, якорь гидравлический, узел уплотнения, якорь механический, при этом якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера осевыми манипуляциями колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном пазу в виде замкнутого контура.

3. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, клапан байпаса, переходник, узел уплотнения и якорь механический, при этом переходник установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на якорь гидравлический, корпус которого выполнен идентичным корпусу переходника, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы.

4. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, клапан байпаса, переходник, узел уплотнения и якорь механический, при этом переходник установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на якорь гидравлический, корпус которого выполнен идентичным корпусу переходника, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера осевыми манипуляциями колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном пазу в виде замкнутого контура.

5. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, заглушка, переходник, узел уплотнения и якорь механический, при этом переходник установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на якорь гидравлический, корпус которого выполнен идентичным корпусу переходника, и соединен одним концом с заглушкой, соединенной с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом заглушка имеет возможность замены на клапан байпаса, корпус которого выполнен идентичным корпусу заглушки, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы.

6. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, заглушка, переходник, узел уплотнения и якорь механический, при этом переходник установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на якорь гидравлический, корпус которого выполнен идентичным корпусу переходника, и соединен одним концом с заглушкой, соединенной с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом заглушка имеет возможность замены на клапан байпаса, корпус которого выполнен идентичным корпусу заглушки, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера осевыми манипуляциями колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном пазу в виде замкнутого контура.

7. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, заглушка, якорь гидравлический, узел уплотнения и якорь механический, при этом якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с заглушкой, соединенной с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом заглушка имеет возможность замены на клапан байпаса, корпус которого выполнен идентичным корпусу заглушки, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы.

8. Пакер универсальный, включающий полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными, отличающийся тем, что на полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным, фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура, причем начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса, при этом подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка, в качестве рабочих узлов пакера из набора использованы переводник, заглушка, якорь гидравлический, узел уплотнения и якорь механический, при этом якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с заглушкой, соединенной с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим, при этом заглушка имеет возможность замены на клапан байпаса, корпус которого выполнен идентичным корпусу заглушки, корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма дополнительно выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора, при этом для обеспечения возможности установки пакера осевыми манипуляциями колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном пазу в виде замкнутого контура.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к скважинному инструменту, оснащенному элементом, содержащим химически активный металл, а также к вариантам бурения скважин с использованием такого инструмента.

Предложен многопозиционный инструмент для использования на забойном конце транспортировочной колонны для выполнения работ в обсадной колонне. Этот инструмент содержит оправку, соединенную с транспортировочной колонной; корпус механизма приведения в действие, выполненный с возможностью скольжения в осевом направлении вдоль оправки между устьевым положением, по меньшей мере одним промежуточным положением и забойным положением; устройство с устьевой стороны, выполненное с возможностью функционирования между положением приведения в действие, в котором корпус механизма приведения в действие находится в устьевом положении, и нерабочим положением; и устройство с забойной стороны, выполненное с возможностью функционирования между положением приведения в действие, в котором корпус механизма приведения в действие находится в забойном положении, и нерабочим положением.

Предложен многопозиционный инструмент для использования на забойном конце транспортировочной колонны для выполнения работ в обсадной колонне. Этот инструмент содержит оправку, соединенную с транспортировочной колонной; корпус механизма приведения в действие, выполненный с возможностью скольжения в осевом направлении вдоль оправки между устьевым положением, по меньшей мере одним промежуточным положением и забойным положением; устройство с устьевой стороны, выполненное с возможностью функционирования между положением приведения в действие, в котором корпус механизма приведения в действие находится в устьевом положении, и нерабочим положением; и устройство с забойной стороны, выполненное с возможностью функционирования между положением приведения в действие, в котором корпус механизма приведения в действие находится в забойном положении, и нерабочим положением.

Изобретение относится к устройствам для разделения ствола скважины на изолированные друг от друга участки. Техническим результатом является повышение эффективности работы.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве водонабухающих пакеров. Резиновая смесь для манжеты пакерного устройства содержит бутадиен-нитрильный каучук, целевые ингредиенты, в том числе водонабухающие полимеры.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внутреннего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внешнего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Группа изобретений относится к внутрискважинному устройству регулирования потока, внутрискважинной системе. Техническим результатом является снижение вероятности отложения осаждений и обломков.

Изобретение относится к уплотнительному узлу пакера. Техническим результатом является повышение надежности.

Изобретение относится к профилированным материалам для компонентов скважинного инструмента и выполненным из него скважинным инструментам. Профилированный материал для компонента скважинного инструмента содержит магниевый сплав, включающий фазу, содержащую не менее 70 весовых % и не более 95 весовых % магния, в котором распределены не менее 0 весовых % и менее 0,3 весовых % редкоземельного металла, не менее 3 весовых % и не более 20 весовых % по меньшей мере одного металлического элемента, выбранного из группы, содержащей алюминий, цирконий, марганец и кремний, и не менее 0,1 весовых % и не более 20 весовых % стимулирующего разложение агента, причем профилированный материал имеет средний размер кристаллических зерен магниевого сплава не менее 0,1 мкм и не более 300 мкм, прочность при растяжении не менее 200 МПа и не более 500 МПа и скорость разложения в 2%-ном водном растворе хлорида калия при 93 °C не менее 20 мг/см2 и не более 20000 мг/см2 в день.

Группа изобретений относится к пакерам. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем комплектации пакера узлами непосредственно перед установкой. Пакер универсальный включает полый цилиндрический корпус для размещения рабочих узлов пакера, втулку-обойму, установленную на полом цилиндрическом корпусе подвижно, при этом на наружной поверхности полого цилиндрического корпуса для взаимодействия со штифтом выполнен фигурный паз в виде замкнутого контура, содержащего паз короткий транспортный и паз длинный установочный, соединенные между собой пазами промежуточными. На полом цилиндрическом корпусе дополнительно выполнен посадочный кольцевой выступ, снабженный продольными пазами для обеспечения циркуляции жидкости, и фигурный L-образный паз, состоящий из паза короткого транспортного и паза длинного установочного, соединенных между собой пазом промежуточным. Фигурный L-образный паз расположен диаметрально противоположно фигурному пазу в виде замкнутого контура. Начало обоих длинных установочных пазов расположено на одной высоте относительно нижнего конца полого цилиндрического корпуса. Подвижная втулка-обойма выполнена с отверстием для установки штифта-замка. Рабочие узлы пакера: переводник, клапан байпаса, якорь гидравлический, узел уплотнения и якорь механический. Якорь гидравлический установлен на посадочном кольцевом выступе полого цилиндрического корпуса с возможностью его замены на переходник, корпус которого выполнен идентичным корпусу якоря гидравлического, и соединен одним концом с корпусом клапана байпаса, соединенного с переводником, а другим концом - с узлом уплотнительным, соединенным с якорем механическим. Клапан байпаса имеет возможность замены на заглушку, корпус которой выполнен идентичным корпусу клапана байпаса. Корпус механического якоря и подвижная втулка-обойма выполнены с пазами, образующими при совмещении паз для возможности установки штифта-стопора. Для обеспечения возможности установки пакера поворотом колонны труб штифт-замок якоря механического расположен в фигурном L-образном пазу, а штифт-стопор - в пазу, образованном при совмещении пазов корпуса механического якоря и подвижной втулки-обоймы. 8 н.п. ф-лы, 17 ил.

Наверх