Изобретение относится к нефтегазодо-
бывающей промышленности, в частности к технике добычи нефти газлифтным спосо-.
бом и может быть применено для разобщения затрубного пространства скважины от
трубного, с Целью; предотвращения прорыва закачиваемого газа через башмак труб,
исключения воздействия на забой давления закачиваемого газа, повышения эффективности
использования энергии пластового газа, эксплуатации многопластовых залежей
, а также для выявления места дефекта эксплуатационной колонны.
Известен пакер (авт.св. N 307177, кл. Е 21 В 33/12, 1971), состоящий из ствола, уп-
лотнительных манжет, заякоривающих узлов в виде плашки с конусом и гидропривода.
Также известен пакёр гидравлический типа 1ПТГМ (Ю.В.Зайцев и др. Оборудование
для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. М,, Недра,
1973, стр.20-21), содержащий полый ствол с каналом, верхний конус с плашками, уплотнительные
манжеты, установленные на стволе, нижний конус с плашками и плашко-
держателем, гидропривод и цангу, Здесь пакер обладает следующими недостатками:
гидропривод имеет сложную конструкцию (состоит из 6 деталей), что снижает на-
дежность работы пакера и уменьшает при. ограниченном наружном диаметре проход-.
нов отверстие ствола; а это в свою очередь снижает потенциальный дебит скважины,
особенно при высоких значениях коэффициентов продуктивности пласта;
для посадки пакера требуется значительно большее давление в колонне труб
для обеспечения полной деформации манжет и высокого коэффициента герметичности между трубным и затрубным
пространством (так как при ограниченном диаметре пакера площадь поршня в гидроприводе относительно маленькая), что приводит к увеличению вероятности негерметичности
подъемных труб, а также к сужению области применения пакера по диаметру
эксплуатационной колонны и,кроме этого,возможности порыва труб и пр.;
перемещение конуса происходит после перемещения плашки, при этом может создаться
мгновенный удар на плашки через
поршень, что приводит к преждевременному
з аякориванию плашки и повышению вероятности заклинивания;
цанга установлена внутри гидропривода с возможностью перемещения вдоль
ствола, что с одной стороны приводит к уменьшению проходного сечения пакера
при ограниченном диаметре, а с другой стороны такая конструкция не позволяет достигнуть
достаточную осевую силу,
обеспечивающую высокое давление при оп-
рессовке пакера, а значит,не позволяет проверить герметичность, уплотнительных
элементов гидропривода.
Целью изобретения является обеспечение
надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при
ограниченном наружном диаметре пакера. Положительный эффект от применения
пакера ожидается за счет обеспечения высокого коэффициента герметичности (между
трубным и затрубным пространством) и большей производительности, скважины,
особенно при высоких значениях коэФфицие йтов продуктивности пласта. При этом
ожидаемый удельный экономический эффект от внедрения пакера составит не менее 1,1 тыс.руб./скв.
Указанная цель достигается тем, что ствол выполнен с дополнительными радиальными
каналами и кольцевым выступом в нижней части, а нижний корпус образует с
корпусом камеру, связанную через дополнительные радиальные каналы с полостью
ствола, при этом цанга жестко связана с выступом ствола, а нижний торец хвостовика
плашкодержателя взаимодействуете выступом корпуса.
На чертеже изображен общий вид паке- ра в исходном положении.
Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2, 3 и кольцевыми проточками
4, 5, корпус 6 с плашками 7, установленный в кольцевой проточке (выступа
) 4 с возможностью осевого перемеще- ния, уплотнительные манжеты 8,
размещенные на стволе 1, нижний конус 9 с плашками 10 и плаш кодержателем 11, имеющим
хвостовик и образующий со стволом 1 гидравлическую камеру 12,связанную через
радиальные каналы 3 с полостью 13 ствола 1,и цангу 14,жестко связанную с
выступом 15 ствола 1. Нижний конус 9 образует со стволом 1 камеру 16, связанную через
радиальные каналы 2 с полостью 13. Цанга 14 в исходном положении пакера находится
в хвостовике плашкодержателя 11, у которого нижний торец взаимодействует с выступом корпуса.
Работа пакера происходит следующим образом. Он спускается в скважину на колонне
НКТ до заданной глубины. Его запа- кировка осуществляется перекрытием
нижнего прохода ствола 1 путем установки обратного клапана в посадочный ниппель
17 и созданием избыточного давления жидкости внутри колонны НКТ. При этом давление
действует на камеры 16 и 12 через каналы 2,3 ствола 1. С увеличением давления
выше, чем давление опрессовки внутренней полости 13 . пакера, плашкодержатель 11 выходит из фиксации
цанги 14 и осуществляется движение заяко- ривающих узлов. То1 есть происходит взаимосвязанное
движение плашкодержателя 11, плашки 10 и конуса 9. Причем конус 9 в
свою очередь перемещает верхний заякори- вающий узелгт.е, конус 6 с плашками 7 через
, уплотнительные манжеты 8 до упора в нижний торец муфты 18. Далее, при увеличении
давления жидкости в колонне НКТ до посадочного давления пакера, плашки 7 перемещаются
над конусом 6. и контактируют со стволом скважины, затем деформируются
уплотнительные манжеты 8 под усилием конуса 9. При этом плашки 10 полностью перемещаются
над конусом 9 и контактируют со стволом скважины. Затем резко стравливается
давление жидкости внутри колонны НКТ, тем самым усилие сжатых уплотнительных манжет 8 передается через конус 9 на плашки 10, находящиеся в контакте со
стволом скважины и обеспечивается заяко- ривание, то есть самофиксация рабочего по- ложения пакера.
После установки пакерз и снижения давления снимается натяжение колонны
НКТ, причем при изменении температуры в скважине ствол пакера свободно перемещается
относительно заякоривающих узлов, тем самым исключается самопроизвольное
освобождение пакера. Его освобождение происходиттолько после снятия свободного
хода ствола 1 пакера с подъемом колонны
НКТ. Таким образом, при подьеме колонны
НКТ ствол 1 пакера перемещается вверх и после исключения свободного хода верхний
кольцевой выступ 4 ствола 1 упирается в нижний торец конуса б и освобождает его
из-под плашек 7. С дальнейшим перемещением ствола 1 уплотнительные манжеты 8
приходят к первоначальному состоянию, а затем нижний кольцевой выступ 5, упираясь
в бурт конуса Эуэсвобождает его из-под плашек 10. При этом плашкодержатель 11 приходит
к исходному состоянию, причем его нижнее положение фиксируется цангой 14.
Таким образом пакер подготавливается к повторной установке.
Формула изобретения. Пакер гидравлический, содержащий полый ствол с радиальными каналами и кольцевой
проточкой, установленный 8
кольцевой проточке ствола с возможностью
осевого перемещения верхний конус с плашками, установленные на стволе уплотнительные
манжеты, нижний конус с плашками и плашкодержателем, имеющим
хвостовик, образующий со стволом гидравлическую камеру, связанную через радиальные
каналы с полостью ствола и цангу, установленную в хвостовике плашкодержателя
, фиксирующую его относительно ствола , отличающийся тем, что, с целью
обеспечения надежной установки пакера и увеличения проходного сечения ствола при
ограниченном наружном диаметре пакера, ствол выполнен с дополнительным выступом
в нижней части, а нижний конус образует с корпусом камеру, связанную через
дополнительные радиальные каналы с полостью ствола, при этом цанга жестко связана
с выступом ствола, а нижний торец хвостовика плашкодержателя взаимодействует с выступом корпуса.
