[1]Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для работы в глубоких скважинах с высоким пластовым давлением.
[2]Известен пакер для скважины, включающий корпус с помещенным на нем уплотнительным элементом, узел пакеровки уплотнительного элемента механического действия, помещенный выше уплотнительного элемента, и узел допакеровки уплотнительного элемента гидромеханического действия, помещенный ниже уплотнительного элемента, выполненный с возможностью его срабатывания при снижении гидростатического давления в скважине при освоении и/или эксплуатации скважины до заданной величины, RU №2520243 C1, E21B 33/12, 20.06.2014.
[3]Известен пакер, состоящий из полого ствола, на котором установлены уплотнительный элемент, верхний упор с герметизирующей втулкой, верхний конус, верхний и нижний якорные узлы, расположенные ниже уплотнительного элемента, из которых верхний якорный узел включает сужающийся книзу конус с плашками, а нижний якорный узел включает продольно разрезной сужающийся кверху конус, состоящий из нескольких секторных элементов, при этом плашки верхнего и нижнего якорных узлов установлены соответственно в верхней и нижней частях двухсторонней обоймы и подпружинены внутрь с возможностью радиального перемещения наружу, RU№131066 U1, E21B 33/12, 10.08.2013.
[4]Известен гидравлический пакер, содержащий корпус, на котором установлены верхний и нижний якорные узлы, упругий эластичный уплотнительный элемент, расположенный между якорными узлами, гидравлический привод, выполненный в виде цилиндра и поршня, срезной клапан, соединенный с нижней частью корпуса и снабженный посадочным седлом под сбросной элемент, RU №2151854 C1, E21B 33/12, 27.06.2000.
[5]Известен механический пакер двустороннего действия, содержащий ствол, с надетыми на него подвижным нижним механическим якорем и подвижной в осевом направлении центральной частью, выполненной в виде втулки, на верхнюю часть которой навинчен по резьбе либо верхний конус, либо гидроякорь, а на нижней части втулки подвижно установлены уплотнители и нижний конус, жестко соединенный с другой втулкой, подвижно установленной на стволе и осуществляющей механическую связь между центральной частью и нижним якорем, траектория перемещения которого ограничена пазом, выполненным на стволе пакера, RU №2520104 C2, E21B 33/12, 20.06.2014.
[6]Известен двуякорный механический пакер, содержащий вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз, RU №84052 U1, E21B 33/12, 27.06.2009.
[7]Известен гидравлически-устанавливаемый пакер, содержащий пакерное устройство, включающее полый вал, на котором установлены плашки, клинья, уплотнитель и установочное устройство, включающее гидравлический якорный узел, RU №84913 U1, E21B 33/12, 20.07.2009.
[8]Известен гидравлический пакер, содержащий вал, гильзу, установленную на вале, цилиндр, уплотнители, якорь с подвижным клином и неподвижным клином, установленным на вале, с подпружиненными сухарями, установленными между подвижным и неподвижным его клиньями, и клапанный узел в виде седла для шарика, закрепленного на вале посредством кронштейна и зафиксированного срезными винтами, RU №2235189 C1, E21B 33/12, 27.08.2004.
[9]Известные пакеры не предназначены для работы в скважинах с высоким пластовым давлением.
[10]Известно пакерное устройство для глубоких скважин с высоким пластовым давлением, включающее клапанный узел и пакер, содержащий вал, цилиндр, нижний якорь, выполненный с пружинными фиксаторами и подвижным клином, верхний якорь, выполненный с подвижным клином, уплотнители, расположенные между подвижным клином верхнего якоря и цилиндром, RU №122432 U1, E21B 33/12, 27.11.2012.
[11]Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.
[12]Пакерное устройство «ближайшего аналога» содержит гидравлический пакер с верхним и нижним якорями и предназначено для эксплуатации в глубоких скважинах с высоким пластовым давлением при наличии химически агрессивных добываемых флюидов.
[13]Наличие пружинного фиксатора в нижнем якоре «ближайшего аналога» повышает надежность при осевых нагрузках на вал от устья к забою, поскольку при нагрузке на вал от устья к забою, с помощью пружинного фиксатора происходит еще большее вдавливание подпружиненных сухарей нижнего якоря в трубу эксплуатационной колонны.
[14]Однако на вале «ближайшего аналога» установлена гильза с резьбовыми отверстиями под срезные винты, которые входят в канавку, выполненную на вале. На гильзе размещен пружинный фиксатор. Канавка под срезные винты способствует ослаблению вала пакера, гильза, ослабленная резьбовыми отверстиями и тонкостенностью с выполненной резьбой под пружинный фиксатор, не обеспечивает надежности фиксации, а сами срезные винты, выдерживающие незначительную нагрузку при срыве пакера, снижают применяемые нагрузки к валу и способствуют срыву пакера от высокого пластового давления.
[15]В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить эксплуатационную надежность при работе пакера в условиях высокого пластового давления.
[16]Технический результат настоящей полезной модели заключается в увеличении прочностных свойств за счет выполнения вала ступенчатым со ступенями диаметрами большого и меньшего размеров и усиления вала ступенью диаметром большого размера, в повышении надежности фиксации за счет установки пружинных фиксаторов, один из которых расположен в нижней части подвижного клина и сопряжен со ступенью диаметром большего размера, а другой расположен в верхней части этого клина, в предотвращении возможности срыва пакера от высокого давления пласта за счет увеличения сечения вала ступенью диаметром большего размера, выполнения на ней упорной резьбы для одного из пружинных фиксаторов, имеющего возможность взаимодействия с внутренней упорной резьбой, выполненной в нижнем якоре на подвижном клине в нижней его части.
[17]По сравнению с пакером «ближайшего аналога» гильзу со срезными винтами, на которой размещен пружинный фиксатор, - убрали, также убрали канавку под срезные винты, которая ослабляла вал пакера, и убрали срезные винты, выдерживающие незначительную нагрузку при срыве пакера.
[18]Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что пакер для скважин с высоким пластовым давлением содержит вал, цилиндр, нижний якорь, верхний якорь, уплотнители.
[19]Нижний якорь выполнен с пружинными фиксаторами и подвижным клином.
[20]Верхний якорь выполнен с подвижным клином.
[21]Уплотнители расположены между подвижным клином верхнего якоря и цилиндром.
[22]Вал выполнен ступенчатым и состоит из двух ступеней, одна из которых имеет диаметр меньшего размера, а другая имеет размер диаметра большего размера.
[23]Ступень с диаметром большего размера выполнена с упорной резьбой для установки одного из пружинных фиксаторов.
[24]Этот пружинный фиксатор имеет возможность взаимодействия с внутренней упорной резьбой.
[25]Внутренняя упорная резьба выполнена в нижнем якоре на подвижном клине в нижней его части.
[26]Этот пружинный фиксатор сопряжен со ступенью с диаметром большего размера.
[27]В верхней части подвижного клина нижнего якоря, расположенной напротив ступени с диаметром меньшего размера, выполнена наружная упорная резьба.
[28]Наружная упорная резьба имеет возможность взаимодействия с другим пружинным фиксатором, размещенным между верхней частью подвижного клина и цилиндром.
[29]Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».
[30]Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
[31]на фиг. 1 - Пакер, разрез;
[32]на фиг. 2 - Нижний якорь, разрез. Пакер содержит:
[34]ступень с диаметром меньшего размера (вала 1) - 2,
[35]ступень с диаметром большего размера (вала 1) - 3,
[36]упорную резьбу (на ступени 3) - 4.
[39]подвижный клин (якоря 6) - 7,
[40]верхнюю часть (клина 7) - 8,
[41]наружную упорную резьбу (на части 8) - 9,
[42]нижнюю часть (клина 7) - 10,
[43]внутреннюю упорную резьбу (на части 10) - 11.
[44]Пружинный фиксатор (на резьбе 4) - 12.
[45]Пружинный фиксатор (на резьбе 9) - 13.
[47]подвижный клин (якоря 14) - 15.
[48]Уплотнители (расположены между клином 15 и цилиндром 5) - 16.
[49]Пакер для скважин с высоким пластовым давлением содержит ступенчатый вал 1, цилиндр 5, нижний якорь 6, верхний якорь 14, уплотнители 16.
[50]Нижний якорь 6 выполнен с пружинными фиксаторами 12, 13 и подвижным клином 7.
[51]Верхний якорь 14 выполнен с подвижным клином 15.
[52]Уплотнители 16 расположены между подвижным клином 15 верхнего якоря 14 и цилиндром 5.
[53]Вал 1 выполнен ступенчатым и состоит из двух ступеней, одна из которых имеет диаметр меньшего размера 2, а другая имеет размер диаметра большего размера 3.
[54]Ступень с диаметром большего размера 3 выполнена с упорной резьбой 4 для установки одного из пружинных фиксаторов 12.
[55]Пружинный фиксатор 12 имеет возможность взаимодействия с внутренней упорной резьбой 11.
[56]Внутренняя упорная резьба 11 выполнена в нижнем якоре 6 на подвижном клине 7 в нижней его части 10.
[57]Пружинный фиксатор 12 сопряжен со ступенью с диаметром большего размера 3.
[58]В верхней части 8 подвижного клина 7 нижнего якоря 6, расположенной напротив ступени с диаметром меньшего размера 2, выполнена наружная упорная резьба 9.
[59]Наружная упорная резьба 9 имеет возможность взаимодействия с другим пружинным фиксатором 13, размещенным между верхней частью 8 подвижного клина 7 и цилиндром 5.
[60]Установку пакера осуществляют следующим образом.
[61]После спуска пакера до необходимой глубины и спуска в него клапанного устройства (не показано) производят подачу жидкости в трубы.
[62]Под действием подаваемой в трубы жидкости подвижный клин 7 нижнего якоря 6 перемещается и отжимает подпружиненные сухари к стенке трубы эксплуатационной колонны.
[63]Когда подпружиненные сухари нижнего якоря 6 зафиксируются на стенке эксплуатационной колонны, движение подвижного клина 7 нижнего якоря 6 прекратится, но начнется движение цилиндра 5 совместно с уплотнителями 16 и подвижным клином 15 верхнего якоря 14 по ступенчатому валу 1.
[64]Дальнейшее перемещение цилиндра 5 совместно с уплотнителями 16 и подвижным клином 15 верхнего якоря 14 приведет к вдавливанию подпружиненных сухарей в стенку трубы эксплуатационной колонны.
[65]Произойдет деформация уплотнителей 16, которые уплотнят зазор между пакером и стенкой эксплуатационной колонны.
[66]С окончанием запакеровки, одновременно, происходит фиксация цилиндра 5 относительно подвижного клина 7 нижнего якоря 6 в верхней его части 8 пружинным фиксатором 13 и в нижней его части 10 пружинным фиксатором 12 на ступени с диаметром большего размера 3 ступенчатого вала 1.
[67]При продолжении повышения давления жидкости срабатывает клапанное устройство. Его поднимают на устье. Пакер установлен и готов к работе.
[68]Выполнение вала ступенчатым со ступенями диаметрами большого и меньшего размеров и усиления вала ступенью диаметром большого размера путем увеличения сечения вала этой ступени повышает прочностные свойства при эксплуатации пакера в скважинах с высоким пластовым давлением.
[69]Наличие двух пружинных фиксаторов, один из которых расположен в нижней части подвижного клина и сопряжен со ступенью диаметром большего размера, а другой расположен в верхней части этого клина, нижняя часть которого усилена ступенью диаметром большого размера, повышает надежность фиксации при работе пакера в условиях высокого давления.
[70]Увеличение сечения вала ступенью диаметром большего размера, выполнение на ней упорной резьбы для одного из пружинных фиксаторов, имеющего возможность взаимодействия с внутренней упорной резьбой, выполненной в нижнем якоре на подвижном клине в нижней его части, и сопряженного со ступенью диаметром большего размера, предотвращает возможность срыва пакера от воздействия высокого давления пласта.
[71]Предложенный пакер для скважин с высоким пластовым давлением, включает узлы и детали, широко применяемые в нефтегазодобывающей промышленности, а изготовление пакера ООО «Научно-производственная фирма Завод «Измерон» и проведение опытных испытаний обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».
