пакер канатный для многократной и поинтервальной опрессовки насосно-компрессорных или эксплуатационных колонн труб скважины

Формула изобретения

Пакер канатный для многократной и поинтервальной опрессовки насосно-компрессорных или эксплуатационных колонн труб скважины, включающий подвижные шток и упорную втулку с каналами, соединенными между собой через головку, самоуплотняющую манжету, расширитель, соединенный сверху с гайкой, уравнитель с уплотнениями, фиксатор, узел обратного клапана и центратор, заякоривающий узел, состоящий из плашкодержателя с плашками, связанный снизу с корпусом со сквозными продольными канавками, и конуса, соединенного сверху с верхним полым цилиндром, а снизу - с нижним полым цилиндром со сквозными каналами для фиксатора и уравнителя, отличающийся тем, что пакер ниже себя дополнительно оснащен узлом сопротивления потока среды, который установлен снизу под корпусом, соединенным сверху с плашкодержателем, при этом габаритный наружный диаметр узла сопротивления потока среды для его защиты составляет в исходном положении не более, чем габаритный наружный диаметр пакера, причем его конфигурация выполнена в виде зонта из эластичного материала с возможностью увеличения своего габаритного наружного диаметра в зависимости от скорости спуска пакера в скважину и соответственно изменения силы сопротивления потока среды снизу на корпус, чтобы обеспечить его перемещение с плашкодержателем вверх и подъем плашек на поверхность конуса до их упора во внутреннюю поверхность труб для дальнейшего создания механического удара и нагрузки на самоуплотняющую манжету пакера через расширитель и подвижный шток с целью его герметизации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике нефтегазодобычи, в частности к скважинному оборудованию, и может быть использовано для многократной и поинтервальной опрессовки насосно-компрессорных труб или эксплуатационных колонн труб в скважине.

Известно пакерное устройство (А.с. № 1795080, 15.02.93. Бюл. № 6), включающее подвижный шток, корпус, полые цилиндры, уравнительный элемент, заякоривающий узел в виде плашкодержателя с плашками и конус, уплотнительную манжету, расширитель манжеты, обратный клапан и центратор. Данное устройство имеет низкую работоспособность из-за отсутствия элемента сопротивления потока в виде зонта из эластичного материала с возможностью увеличения своего наружного диаметра.

Цель изобретения - повышение работоспособности канатного пакера.

Пакер включает в себя подвижные шток и упорную втулку с каналами, соединенными между собой через головку, самоуплотняющую манжету, расширитель, соединенный сверху с гайкой, уравнитель с уплотнениями, фиксатор, узел обратного клапана и центратор, заякоривающий узел, состоящий из плашкодержателя с плашками, связанный снизу с корпусом со сквозными продольными канавками, и конуса, соединенного сверху с верхним полым цилиндром, а снизу - с нижним полым цилиндром со сквозными каналами для фиксатора и уравнителя.

Цель изобретения достигается тем, что пакер под собой дополнительно оснащен узлом сопротивления потока среды, который установлен снизу под корпусом, соединенным сверху с плашкодержателем, при этом габаритный наружный диаметр узла сопротивления потока среды, для его защиты, составляет в исходном положении не более чем габаритный наружный диаметр пакера, причем его конфигурация выполнена в виде зонта из эластичного материала с возможностью увеличения своего габаритного наружного диаметра в зависимости от скорости спуска пакера в скважину и соответственно изменения силы сопротивления потока среды снизу на корпус, чтобы обеспечить его перемещение с плашкодержателем вверх и подъем плашек на поверхность конуса до их упора во внутреннюю поверхность труб для дальнейшего создания механического удара и нагрузки на самоуплотняющую манжету пакера через расширитель и подвижный шток с целью его герметизации.

Пакер в исходном положении приводится на фиг.1, в рабочем положении на фиг.2, в скважине на фиг.3.

Пакер (фиг.1) включает в себя подвижный шток 1 и упорную втулку 2 с каналами соответственно 3 и 4. Подвижный шток 1 и упорная втулка 2 соединены между собой через головку 5 (ловильную и/или штанговую). Он также включает в себя самоуплотняющую манжету 6, расширитель 7, соединенный сверху с гайкой 8, уравнитель 9 с уплотнениями 10 и 11, 12 (например, в виде кольца, V-образных манжет и пр.), фиксатор 13, узел обратного клапана 14 и центратор 15.

Заякоривающий узел пакера состоит из плашкодержателя 16 с плашками 17, связанный снизу с корпусом 18 со сквозными продольными канавками 19 для центратора 15, и конуса 20, соединенного сверху с верхним полым цилиндром 21, а снизу - с нижним полым цилиндром 22 со сквозными 23 (для фиксатора 13) и уравнительными 24 каналами.

Пакер внизу дополнительно оснащен узлом сопротивления потока среды 25, который установлен снизу под корпусом 18, соединенным сверху с плашкодержателем 16.

Пакер (фиг.2, 3) работает следующим образом. Его спускают на канате 26 (например, проволоке, кабеле, тросе, гибком шланге и штанге, и пр.) с помощью специальной техники (например, лебедки) в колонну НКТ или эксплуатационную колонну 27 скважины (фиг.3) медленно до глубины его посадки, а затем увеличивают скорость его спуска для срабатывания его заякоривающего узла (см. фиг.2). При этом узел сопротивления потока среды 25 в виде зонта из эластичного материала временно увеличивает свой габаритный наружный диаметр, и соответственно изменяется сила сопротивления потока среды снизу на корпус 18 и тем самым обеспечивается его перемещение с плашкодержателем 16 вверх. Далее освобождается от фиксатора 13 уравнитель 9 и происходит подъем плашек 17 на поверхность конуса 20 до их упора во внутреннюю поверхность труб 27. При этом узел сопротивления потока среды 25 в виде зонта из эластичного материала возвращается к исходному размеру - диаметру (см. фиг.2, 3). Затем создается на пакер механический удар вниз ясом 28 и грузом 29 с помощью канатной техники. При этом шток 1 с упорной втулкой 2 и уравнителем 9 перемещается вниз и закрывает уравнительные каналы 24 цилиндра 22, а потом расширитель 7, перемещаясь вниз, раскрывает самоуплотняющую манжету 6 под нагрузкой подвижного штока 1. После чего создается избыточное давление в трубе 27 выше пакера. При этом узел обратного клапана 14 закрывается, и самоуплотняющая манжета 6 дополнительно раскрывается и герметизируется в трубе 27, что обеспечивает опрессовку на герметичность труб 27.

При освобождении пакера стравливается избыточное давление в трубе 27 над пакером и создается ясом 2 механический удар вверх. При этом шток 1 с упорной втулкой 2 и уравнителем 9 перемешается вверх, открываются уравнительные каналы 24 и уравновешивается гидростатическое давление над и под пакером. После чего от ударной нагрузки пакер освобождается, то есть конус 20 выходит из-под плашек 17, и все элементы пакера возвращаются в исходное положение для его дальнейшей эксплуатации.