[1]Предлагаемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, и предназначена для временного перекрытия ствола скважины при проведении изоляционных работ при эксплуатации и капитальном ремонте скважин.
[2]Известен пакер - пробка разбуриваемый, аналог (1), патент РФ №2137902, дата подачи заявки 09.06.1998, опубликовано 20.09.1999, который включает уплотнитель и расширяющий конус с фиксирующей насечкой на поверхности, соединенный тягой с приводом разрушаемым элементом. Устройство имеет установочные трубы и посадочный патрубок. Он выполнен с возможностью взаимодействия с колонной установочных труб. С колонной установочных труб соединена втулка подвески. Имеется установочный стакан. Он выполнен с возможностью взаимодействия с втулкой подвески. Разрушаемый элемент срезается при упоре установочного стакана в дно втулки при перемещении вверх расширяющего конуса. Между посадочным патрубком и уплотнителем размещена проволочная навивка. Посадочный патрубок, проволочная навивка и расширяющий конус выполнены из легкоразбуриваемого материала. Недостатками устройства является то, что нет защиты от гидроударов, возникающих в посадочном инструменте при спуске, что может привести к несанкционированной посадке пакера, а также низкая надежность посадки пакера.
[3]Известен пакер, аналог (2), патент RU №2162137, МПК 7 Е21В 32/12, дата подачи заявки 26.04.1999, опубликовано 20.01.2001, включающий патрубок с размещенным на его наружной поверхности уплотнителем в виде эластичной оболочки и расширяющий конус, связанный с приводом через тягу, при этом расширяющий конус выполнен составным из цилиндра и концентрично установленного на нем расширяющего элемента, связанных между собой разъединяющим элементом для освобождения расширяющего элемента от цилиндра и спуска эксплуатационной колонны насосно-компрессорных труб с установленным на их нижнем конце плунжером с уплотнительными элементами для взаимодействия с внутренней стенкой расширяющего элемента, внутренний диаметр которого выбран под наружный диаметр плунжера. Недостатками устройства является то, что нет защиты от гидроударов, возникающих в посадочном инструменте при спуске, что может привести к несанкционированной посадке пакера, а также низкая надежность посадки пакера. Известен пакер разбуриваемый, аналог (3), патент на полезную модель №20342, МПК 7 Е21В 32/12, опубликовано в бюллетене №29 от 26.10.2001, содержащий посадочный инструмент, включающий гидроцилиндр с поршнем, верхним и нижним штоками, причем последний имеет радиальные каналы и жестко соединен с переходником и перфорируемым ниппелем, уплотнительный узел, включающий манжету, деформируемую гильзу, дорн, соединенный в верхней части с установочной втулкой, а в нижней части через срезное кольцо - с насадкой с внутренней цилиндрической выборкой, заглушку со стопорным кольцом и срезным винтом и отсекающий элемент, установленный в центральном канале в зоне переходника, при этом отсекающий элемент выполнен в виде пробки, а установочная втулка - с кольцевой выборкой, переходник снабжен фиксатором, который до запакеровки одним концом взаимодействует с отсекающим элементом, а другим - с дорном, а после запакеровки - с кольцевой выборкой установочной втулки. Недостатками устройства является то, что нет защиты от гидроударов, возникающих в посадочном инструменте при спуске, что может привести к несанкционированной посадке пакера, а также низкая надежность посадки пакера. Известен пакер разбуриваемый, прототип (4) патент на полезную модель №28371, МПК 7 Е21В 33/12, опубликовано в бюллетене №8 от 20.03.2003, содержащий посадочный инструмент, включающий гидроцилиндр с поршнем, верхним и нижним штоками, один из которых выполнен с радиальными каналами, соединенный с патрубком, а последний - с упором, уплотнительный узел, включающий эластичную манжету, деформируемую гильзу и дорн с конически-цилиндрическими участками на наружной поверхности, соединенный в нижней части с насадкой, а сверху с установочной втулкой, наконечник, установленный телескопически в дорне, ниппель, отсекающий клапан и заглушку со стопорным кольцом, при этом нижний торец упора выполнен со сферической кольцевой выборкой, обращенной к периферии и взаимодействующей в рабочем положении с деформируемой гильзой, причем наружный диаметр цилиндрических участков дорна увеличивается сверху вниз. Недостатками устройства является то, что необходимо наличие посадочного гидравлического инструмента с большим усилием посадки, при выходе которого из строя необходимы дополнительные спуско-подъемные операции, дорн из-за своей несовершенной конструкции прижимает гильзу к внутренним стенкам эксплуатационной колонны неравномерно по всей длине, что может привести к негерметичной посадке пакера в заданном интервале или к его сползанию.
[4]Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является упрощение конструкции, технологии изготовления, а также повышение надежности и эффективности работы, обеспечение необходимого усилия гидравлического посадочного инструмента при меньшем давлении, расширение функциональных возможностей разбуриваемого пакера - пробки за счет облегчения процесса установки разбуриваемого пакера - пробки применением шарикового клапана, применения верхнего и нижнего якорей, обеспечивающих герметичность посадки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале. Цель изобретения достигается тем, что разбуриваемый пакер - пробка, изготовленный из легко разбуриваемых материалов (чугуна, дюралюминия), содержит гидравлический посадочный инструмент, состоящий из трех гидроцилиндров, что позволяет обеспечить необходимое усилие при меньшем давлении. В верхнем гидроцилиндре поршень изготовлен с возможностью присоединения к колонне насосно - компрессорных труб. Разбуриваемый пакер - пробка содержит предохранительное кольцо, которое предохраняет разбуриваемый пакер - пробку от преждевременного срабатывания в процессе спуска в скважину, а также содержит нижний и верхний якоря с конусами и упорами для сжатия уплотнительной манжеты, что обеспечивает герметичность посадки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале. Применение шарикового клапана облегчает процесс установки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале.
[5]Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, решается разбуриваемым пакером - пробкой, изготовленным из легко разбуриваемых материалов (чугуна, дюралюминия), содержащим гидравлический посадочный инструмент, при этом гидравлический посадочный инструмент состоит из трех гидроцилиндров, из которых нижние два гидроцилиндра идентичны, с размещенными в них идентичными поршнями. В верхнем укороченном гидроцилиндре поршень изготовлен с возможностью присоединения к колонне насосно - компрессорных труб. Гидроцилиндры соединены между собой наконечниками, на нижний наконечник навернут упор для установки разбуриваемого пакера - пробки. В нижний поршень завернут шток, в который завернут стыковочный плунжер, на него в посадочное место устанавливается седло под бросовый шар. Седло закреплено на посадочном месте двумя срезными винтами. На плунжер установлено предохранительное кольцо, которое предохраняет разбуриваемый пакер - пробку от преждевременного срабатывания в процессе спуска в скважину. Также на плунжер одета втулка монтажная, которая зафиксирована штифтом, а на нижнюю часть плунжера навернут предохранительный переводник, на который завернута предохранительная гайка с левой резьбой. На предохранительную гайку предварительно одето натяжное кольцо. Разбуриваемый пакер - пробка состоит из штока, на который навернут нижний упор. На шток последовательно вставлен нижний якорь и нижний конус, уплотнительная манжета, верхний конус и верхний якорь. Верхний якорь упирается в верхний упор, который фиксируется стопорным кольцом, которое, в свою очередь, опирается на втулку, соединенную резьбой с верхним упором. Разбуриваемый пакер - пробка в собранном виде навернут на монтажную втулку до упора. Новым является то, что разбуриваемый пакер - пробка, изготовленный из легко разбуриваемых материалов (чугуна, дюралюминия), содержит гидравлический посадочный инструмент, состоящий из трех гидроцилиндров, что позволяет обеспечить необходимое усилие при меньшем давлении. В верхнем гидроцилиндре поршень изготовлен с возможностью присоединения к колонне насосно - компрессорных труб. Разбуриваемый пакер - пробка содержит предохранительное кольцо, которое предохраняет разбуриваемый пакер - пробку от преждевременного срабатывания в процессе спуска в скважину, а также содержит нижний и верхний якоря с конусами и упорами для сжатия уплотнительной манжеты, что обеспечивает герметичность посадки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале. Применение шарикового клапана облегчает процесс установки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале.
[6]На фиг. 1 изображена в разрезе верхняя часть разбуриваемого пакера - пробки, на фиг. 2 изображена - нижняя часть разбуриваемого пакера - пробки. Разбуриваемый пакер - пробка содержит гидравлический посадочный инструмент 31 (фиг. 1) состоящий из трех гидроцилиндров 2, 4, 7, из которых нижние два гидроцилиндра 4, 7 идентичны, с размещенными в них идентичными поршнями 5. В верхнем укороченном гидроцилиндре 2 поршень 1 изготовлен с возможностью присоединения к колонне насосно - компрессорных труб. Гидроцилиндры 2, 4, 7 соединены между собой наконечниками 3, 6, 8 (фиг. 1, фиг. 2), на нижний наконечник 8 (фиг. 2) навернут упор 9 для установки разбуриваемого пакера - пробки. В нижний поршень 5 (фиг. 1, фиг. 2) завернут шток 10 (фиг. 2), в который завернут стыковочный плунжер 11, на него в посадочное место устанавливается седло 14 под бросовый шар 13. Седло закреплено на посадочном месте двумя срезными винтами 15. На стыковочный плунжер 11 установлено предохранительное кольцо 12, которое предохраняет разбуриваемый пакер - пробку от преждевременного срабатывания в процессе спуска в скважину. Также на стыковочный плунжер 11 одета втулка монтажная 29, которая зафиксирована штифтом 30, а на нижнюю часть стыковочного плунжера 11 навернут предохранительный переводник 16, на который завернута предохранительная гайка 18 с левой резьбой. На предохранительную гайку 18 предварительно одето натяжное кольцо 17. Разбуриваемый пакер - пробка состоит из штока 28, на который навернут нижний упор 27. На шток 28 последовательно вставлен нижний якорь 26 и нижний конус 25, уплотнительная манжета 24, верхний конус 23 и верхний якорь 22. Верхний якорь 22 упирается на верхний упор 21, который фиксируется стопорным кольцом 20, которое, в свою очередь, опирается на втулку 19, соединенную резьбой с верхним упором 21. Разбуриваемый пакер - пробка в собранном виде навернут на монтажную втулку 29 до упора. Предлагаемая конструкция разбуриваемого пакера является простой и надежной, так как нет необходимости наличия гидравлического посадочного инструмента с большим усилием посадки и, как следствие, при выходе которого из строя не нужны дополнительные спуско-подъемные операции, есть возможность прямой промывки при спуске из-за открытого обратного клапана до сбрасывания шара, применение верхнего и нижнего якоря обеспечивает надежную герметизацию внутрискважинного пространства уплотнительной манжетой, исключает преждевременное срабатывание в процессе спуска в скважину.
[7]Разбуриваемый пакер - пробка работает следующим образом. Производят спуск разбуриваемого пакера - пробки вместе с гидравлическим посадочным инструментом в скважину в заданный интервал. При спуске колонна насосно - компрессорных труб заполняется через заливочные отверстия на втулке 19. Предохранительное кольцо 12 не дает сдвинутся штоку 28, так он зажат между втулкой 19 и стыковочным плунжером 11. После спуска разбуриваемого пакера - пробки на колонне насосно - компрессорных труб на необходимую глубину, производится обратная промывка через затрубное пространство. После этого бросают шар 13, доводят шар 13 до седла 14 и создают избыточное давление 12,0-13,0 МПа в колонне насосно - компрессорных труб и гидравлическом посадочном инструменте, в результате чего гидроцилиндры 2, 4, 7 наконечники 3, 6, 8 и упор 9 перемещаются вниз и передают усилие на втулку 19. Втулка 19 начинает сдвигать соответственно упор 21 со стопорным кольцом 20. Стопорное кольцо 20 перемещается вниз, из за наличия зубьев на штоке 28 и на кольце 20 при нагрузке вверх стопорится и не дает сдвинуться вверх упору 21, за счет этого происходит фиксация пакера в сжатом состоянии. Упор 21, двигаясь вниз, перемещает соответственно якорь 22, конус 23, уплотнительную манжету 24, конус 25. Манжета 24 сжимается и прижимается к стенкам обсадной колонны. Якоря 22, 26 наезжают на конуса 23, 25, разжимаются, прижимаются к стенкам колонны и фиксируют пакер в установленном месте обсадной колонны. После этого производят натяжку инструмента до 12 т. При натяжении усилие на разбуриваемый пакер - пробку передается через натяжное кольцо 17 и пакер дозакрепляется. Стравливают давление до 0 МПа, плавной разгрузкой инструмента на 2-3 т отсоединяют посадочный инструмент от пакера, при этом при этом поршни 1,5, шток 10, стыковочный плунжер 11 с предохранительным переводником 16 и предохранительной гайкой 18 сдвигаются вниз. Предохранительное кольцо 12 сдвигается вверх, так как втулка 19 сдвинулась вниз. Натяжное кольцо 17 сдвигается вверх и утапливается на цилиндрической поверхности предохранительного переводника 16, гидравлический посадочный инструмент отсоединяется. Производят проверку хода инструмента наверх на длину «ведущей» трубы для определения отцепления гидравлического посадочного инструмента от разбуриваемого пакера - пробки. После этого при дальнейшем повышении давления (до 18,0 МПа в зависимости от уровня жидкости в затрубном пространстве) разрушаются срезные винты 15, седло 14 с шариком 13 сдвигается до предохранительного переводника 16 и при этом открывается сообщение с затрубным пространством. Разгружают инструмент на разбуриваемый пакер - пробку 6-10 т, определяют надежность крепления разбуриваемого пакера - пробки. После этого производят полный подъем насосно - компрессорных труб с гидравлическим посадочным инструментом. При необходимости в дальнейшем разбуриваемый пакер - пробка разбуривается.
[8]Технологический и технический результаты при использовании разбуриваемого пакера - пробки изготовленного из легко разбуриваемых материалов (чугуна, дюралюминия), достигаются расширением функциональных возможностей за счет применения гидравлического посадочного инструмента, состоящего из трех гидроцилиндров, что позволяет обеспечить необходимое усилие при меньшем давлении. В верхнем гидроцилиндре поршень изготовлен с возможностью присоединения к колонне насосно - компрессорных труб. Разбуриваемый пакер - пробка содержит предохранительное кольцо, которое предохраняет разбуриваемый пакер - пробку от преждевременного срабатывания в процессе спуска в скважину, а также содержит нижний и верхний якоря с конусами и упорами для сжатия уплотнительной манжеты, что обеспечивает герметичность посадки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале. Применение шарикового клапана облегчает процесс установки разбуриваемого пакера - пробки в заданном интервале.
[9]Экономический эффект от использования предлагаемой полезной модели может достигаться за счет увеличения наработки на отказ, нет необходимости наличия гидравлического посадочного инструмента с большим усилием посадки и, как следствие, при выходе которого из строя не нужны дополнительные спуско-подъемные операции.
[10]Использованная литература
[11]1. Патент РФ №2137902, дата подачи заявки 09.06.1998, опубликовано 20.09.1999.
[12]2. Патент RU №2162137, дата подачи заявки 26.04.1999, опубликовано 20.01.2001.
[13]3. Патент на полезную модель №20342, МПК 7 Е21В 32/12, опубликовано в бюллетене №29 от 26.10.2001.
[14]4. Патент на полезную модель №28371, МПК 7 Е21В 33/12, опубликовано в бюллетене №8 от 20.03.2003.
