забойный гидромеханический пакер

Формула изобретения

1. Забойный гидромеханический пакер, содержащий корпус, уплотнительную манжету, якорный узел, включающий якорную и конусную втулки, механизм запакеровки и срезную втулку с седлом под запорный элемент, отличающийся тем, что механизм запакеровки имеет фиксаторы с упорной резьбой на внутренней поверхности для взаимодействия с упорной резьбой наружной поверхности корпуса и размещенную в корпусе управляющую втулку, связанную с якорной втулкой посредством шпилек, расположенных в продольных прорезях корпуса, а конусная втулка имеет наружную коническую поверхность с конусностью меньше 5° для взаимодействия с якорной втулкой и внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с фиксаторами.

2. Пакер по п.1, отличающийся тем, что на верхней части корпуса установлен обратный клапан, имеющий левую трапецеидальную резьбу для соединения с циркуляционным клапаном - левым разъединителем.

3. Пакер по п.1 или 2, отличающийся тем, что все элементы пакера выполнены из легко разбуриваемых материалов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется при строительстве и капитальном ремонте скважин, в частности к устройствам для изоляции близко расположенных продуктивных пластов и ликвидации водопритоков при капитальном ремонте скважин.

Известен пакер ПВ-ЯГМ (Мамедов А.А. Предотвращение нарушений обсадных колонн. М.: Недра, 1990, с.235-238), содержащий шток, к верхней части которого посредством резьбы прикреплена головка, а к нижней - корпус клапанного узла. Хвостовики шлипсов взаимодействуют с обоймой. Пазы для шлипсов в головке и в обойме выполнены типа “ласточкин хвост”, что предотвращает выпадение шлипсов.

Данный пакер имеет ряд недостатков, а именно состоит из большого количества элементов сложной конструкции, не предназначен для изоляции близко расположенных продуктивных пластов и для оставления в скважине.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пакер, разбуриваемый для проведения изоляционных работ закачкой тампонирующего материала (патент РФ №2128278, Е 21 В 33/12, 1997). Пакер содержит корпус, выполненный с посадочным местом, уплотнительные манжеты, якорный узел, размещенный между уплотнительными манжетами, отсекающий клапан и механизм запакеровки, выполненный в виде полого штока с поршнем и седлом для отсекающего клапана и цилиндра с кольцевым выступом, образующим со штоком и поршнем камеру, сообщающуюся с внутритрубным пространством посредством радиального канала. Полый шток имеет съемный клапан, выполненный с возможностью взаимодействия с посадочным местом корпуса.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по повышению надежности работы пакера, упрощению конструкции за счет уменьшения количества деталей, обеспечению надежной изоляции близко расположенных продуктивных пластов и возможности оставления пакера в скважине.

Для этого в забойном гидромеханическом пакере, содержащем корпус, уплотнительную манжету, якорный узел, включающий якорную и конусную втулки, механизм запакеровки и срезную втулку с седлом под запорный элемент, механизм запакеровки имеет фиксаторы с упорной резьбой на внутренней поверхности для взаимодействия с упорной резьбой наружной поверхности корпуса и размещенную в корпусе управляющую втулку, связанную с якорной втулкой посредством шпилек, расположенных в продольных прорезях корпуса, а конусная втулка имеет наружную коническую поверхность с конусностью меньше 5° для взаимодействия с якорной втулкой и внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с фиксаторами.

Кроме того, на верхней части корпуса установлен обратный клапан, имеющий левую трапецеидальную резьбу для соединения с циркуляционным клапаном - левым разъединителем, а все элементы пакера выполнены из легко разбуриваемых материалов.

На чертеже представлен забойный гидромеханический пакер с продольным разрезом.

Пакер содержит корпус 1, на верхней части которого установлен обратный клапан 2 с посадочным седлом 3 под запорный элемент (на чертеже не показан). Обратный клапан 2 посредством левой трапецеидальной резьбы соединен с циркуляционным клапаном - левым разъединителем 4, который в свою очередь соединяется со спускной колонной, например, колонной насосно-компрессорных труб (на чертеже не показана). Уплотнительная манжета 5 установлена на корпусе 1 и снизу зафиксирована опорной шайбой 6. Якорный узел, включающий якорную втулку 7 и конусную втулку 8. Конусная втулка 8 имеет наружную конусную поверхность 9 с конусностью меньше 5° и внутреннюю конусную поверхность 10. Механизм запакеровки имеет фиксаторы 11 с упорной резьбой на внутренней поверхности для взаимодействия с упорной резьбой наружной поверхности корпуса 1 и установленную в корпусе 1 посредством транспортных штифтов 12 управляющую втулку 13, связанную с якорной втулкой 7 посредством шпилек 14, расположенных в продольных прорезях 15 корпуса 1. На управляющей втулке 13 посредством шпилек 16 установлена срезная втулка 17 с седлом 18 под запорный элемент 19, например шар.

Пакер работает следующим образом. После спуска пакера на колонне насосно-компрессорных труб на необходимую глубину производится промывка и проверка параметров глинистого раствора. Затем последовательно сбрасывают запорный элемент 19 и запорный элемент (на чертеже не показан) обратного клапана 2.

После посадки запорного элемента 19 на седло 18 поднимают давление в трубном пространстве на 4-5 МПа выше рабочего и производится срезка транспортных штифтов 12, которыми фиксируется управляющая втулка 13. Для первой стадии запакеровки необходимо внутри насосно-компрессорных труб создать давление 21-22 МПа. Усилие, созданное этим давлением (около 6 т), передается через три шпильки 14, проходящие через прорези в корпусе 1, на якорную втулку 7, скользящую по конусной втулке 8. Далее усилие передается на уплотнительную манжету 5, последняя пакерует затрубное пространство.

Для надежности запакеровки приступают ко второй стадии, приложив необходимое усилие сверх веса насосно-компрессорных труб. При движении корпуса 1 вверх происходит максимальное якорение и одновременно необходимая запакеровка. Затем дополнительно приложенную нагрузку на насосно-компрессорные трубы снимают и за счет упорной резьбы на корпусе 1 фиксаторы 11 садятся на внутреннюю конусную поверхность 10 конусной втулки 8 и зажимают корпус 1, предохраняя его от движения вниз.

При дальнейшем повышении давления свыше 22 МПа происходит срезка шпилек 16 срезной втулки 17 с запорным элементом 19 и открывается сообщение трубного пространства с пластом, который необходимо изолировать.

Все детали забойного гидромеханического пакера выполнены из легко разбуриваемых материалов (например: чугун, дюраль, алюминий и т.п.), а сама конструкция пакера позволяет оставлять его в скважине.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы пакера, упростить его конструкцию за счет уменьшения количества деталей, снизить затраты на его разбуривание. Данный забойный гидромеханический пакер позволит надежно изолировать близко расположенные продуктивные пласты.