Пакер

 

ОП ИСАН И Е

ИЗО6РЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических (i<) 595487

Ресотблик (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.01.75 (21) 2097420/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 22.03.78 (51) M. Кл в Е 21В 33/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 622.245.43 (088.8) оо делам изобретений н OTNpbITHH (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Г. А. Чазов, В. Ф. Шапкин и В. А. Севастьянов

Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (54) ПАКЕР

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации кольцевого пространства скважины, и предназначается для использования преимущественно при термогазохимической обработке призабойной зоны.

Известны пакера для герметизации кольцевого пространства нефтяных скважин, которые имеют корпус и уплотнительный элемент, в камере которого установлена цилиндрическая пружина, растягивающая кольцо в осевом направлении. При распакеровке пружина внутри резинового кольца восстанавливает его первоначальную форму, что облегчает извлечение пакера из скважины (1).

Однако пакера с такими уплотнительными элементами не обеспечивают надежной герметизации кольцевого пространства при повышенных перепадах давления.

Наиболее близким к изобретению является пакер, который состоит из корпуса, раздвижных упоров, втулки, жестко соединенной с корпусом и установленной с возможностью взаимодействия с упорами, уплотнительного элемента, обоймы и пружины (2).

Однако такая конструкция пакера также не обеспечивает надежной герметизации кольцевого пространства при повышенных перепадах давления и снижения усилий при распакеровке.

Целью изобретения является обеспечение надежной работы пакера путем повышения герметизации и снижения усилий для распакеровки.

Это достигается тем, что обойма и корпус пакера выполнены с перепускными каналами, причем каналы корпуса перекрыты втулкой.

На чертеже представлен пакер, общий вид.

Пакер содержит корпус 1, подпружиненные

10 раздвижные упоры 2, втулку 3 и уплотнительный элемент 4. Корпус 1 имеет перепускной канал 5, гнезда 6 для размещения подпружиненных раздвижных упоров 2, выступы 7, центральное сквозное отверстие 8 для пропускания

15 через корпус кабель-троса 9, на котором пакер опускается в скважину.

Упоры 2 могут быть выполнены Г-образной формы, при этом нижние их выступы обращены к оси пакера и расположены в глубокой

20 кольцевой проточке 10 корпуса 1, образуя тем самым шарнирное соединение. Верхний заостренный конец упора для повышения износостойкости наплавлен твердым сплавом.

Втулка 3 имеет окна 11 для выхода верхних

25 концов упоров 2. Для предохранения упоров 2 от выпадения из гнезд 6 через окна 11 нижние кромки последних расположены выше верхней кромки кольцевой проточки 10.

Уплотнительный элемент 4 выполнен в ви30 де рукава из эластичного материала, напри595487

55 мер из прорезиненной ткани, и закреплен снизу корпуса 1 пакера. Длина рукава равна 20—

30 его диаметрам. В нижней части внутри уплотнительного элемента закреплена обойма 12 с перепускными отверстиями 13.

По оси пакера внутри уплотнительного элемента 4 расположен патрубок 14, который резьбовым соединением связан с корпусом 1, а внизу проходит через центрирующее отверстие обоймы 12. Патрубок 14 состоит из двух труб, соединенных между собой муфтой 15, внутри которой установлен самоуплотняющийся упругий элемент 16, перекрывающий зазор ме>кду патрубком 14 и кабель-тросом 9. Муфта

15 внутри имеет полость, соединенную с нару>кным пространством посредством равномерно размещенных сквозных мелких отверстий. Между муфтой 15 и обоймой 12 установлен пружинный элемент 17, растягивающий уплотнительный элемент 4 в осевом направлении. Снизу к обойме 12 может крепиться прибор 18 для регистрации давления в подпакерном пространстве.

Пакер крепится неподвижно на кабель-тросе 9 с помощью цангового зажима, состоящего из трех подпружиненных конических вкладышей 19, затягиваемых накидной гайкой 20 на втулке 3. Перед опусканием пакера в скважину штифт 21 устанавливают так, что втулка 3 перекрывает перепускной канал 5.

На расстоянии 40 — 60 м ниже пакера на том же кабель-тросе 9 подвешивают пороховой заряд с электровоспламенителем. Во время опускания пакера упоры 2 под действием пружин выдвигаются из гнезд 6 корпуса 1 в окна 11 втулки 3 и скользят по стенкам скважины. >1(идкость и газы, находящиеся в скважине, перетекают через перепускные отверстия

13 в обойме 12 из-под пакера, не препятствуя его движению вниз. По достижении интервала установки пакера, его приподнимают до вхождения верхних концов упоров 2 в муфтовое соединение колонны обсадных труб. При зацеплении упоров производят стопорение пакера путем натяжения кабель-троса усилием в 100 — 200 кг. По кабель-тросу пропускают электрический ток и поджигают пороховой заряд. Образующиеся в подпакерном пространстве при сжигании порохового заряда продукты горения свободно проходят через перепускные отверстия 13 обоймы 12 и раздувают изнутри уплотнительный элемент 4, плотно прижимая его к стенкам обсадных труб скважины. Одновременно под действием возрастающего давления самоуплотняющийся упругий элемент 16 плотно обжимает кабель-трос

9. Упоры 2 предотвращают сдвиг пакера вверх

35 и воспринимают вертикальную нагрузку только в первоначальный период создания давления под пакером. При дальнейшем нарастании давления большую часть осевой нагрузки на пакер воспринимает уплотнительный элемент 4 за счет сил трения его о стенки обсадных труб. Площадь соприкосновения уплотнительного элемента 4 со стенками обсадных труб велика, и чем больше создают давление в подпакерном пространстве, тем надежнее герметизация кольцевого пространства скважины.

После окончания термогазохимической обработки в скважине пакер поднимают. При натяжении кабель-троса усилием в 300 — 400 кг штифт 21 срезается. Втулка 3, жестко соединенная с кабель-тросом цанговым зажимом, двигается относительно корпуса 1 вверх до соприкосновения нижних кромок окон 11 с выступами 7. При своем движении вверх втулка

3 открывает перепускной канал 5 и, скользя по наружной поверхности упоров 2 нижними кромками окон 11, утапливает упоры в гнезда 6 корпуса 1. Избыточное давление в подпакерном пространстве стравливается через перепускной канел 5, при этом пружинный элемент 17 приводит уплотнительный элемент

4 в транспортное положение. Пакер свободно поднимается из скважины на кабель-тросе 9 без разрушения уплотнительного элемента 4 и других его частей и годен к многократному использованию.

Пакер обеспечивает надежную герметизацию скважины при повышенных перепадах давлений, что позволяет использовать его при обработке призабойной зоны скважин пороховыми зарядами.

Ф ор мул а изобретения

Пакер, включающий корпус, раздвижные упоры, втулку, жестко связанную с корпусом и установленную с возможностью взаимодействия с упорами, уплотнительный элемент, обойму и пружины, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной работы пакера путем повышения герметизации и снижения усилий при распакеровке, обойма и корпус пакера выполнены с перепускными каналами, причем каналы корпуса перекрыты втулкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Мю 135443, кл. Е 21В 33/12, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР Хо 308183, кл. Е 21В ЗЗ/12, 1971.

595487

Составитель В. Севастьянов

Техред И. Михайлова

Редактор Д. Павлова

Корректор Л. Котова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 251/4 Изд. ¹ 279 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475