пакер геофизический многоразового использования

Формула изобретения

Пакер геофизический многоразового использования, содержащий корпус, уплотнительный пакерующий элемент, винт с ходовой гайкой, сборный шток, который нижней своей частью входит в уплотнительный пакерующий элемент, при осевом перемещении которого изменяется геометрическая форма и объем уплотнительного пакерующего элемента, отличающийся тем, что уплотнительный пакерующий элемент заполнен маслом, в компенсационной полости сборного штока установлен гидравлический поршень с пружинами обратного хода, подающий компенсирующее количество масла в уплотнительный пакерующий элемент, компенсационная полость сообщена с трубным пространством скважины и с полостью уплотнительного пакерующего элемента через отверстия, позволяющие работать поршню в гидравлическом равновесии, внизу корпуса установлен защитный кожух, на котором установлена пружина обратного хода, с возможностью перемещения этого кожуха по корпусу, а винт с ходовой гайкой имеет ходовую шпонку и установлен в верхней части корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется при геофизических исследованиях нефтяных и газовых скважин.

Известно гидравлическое пакерующее устройство ПРГС, состоящее из верхнего и нижнего уплотнительных узлов и гидроклапана /1/.

Недостатком известного устройства является то, что многократная его установка в скважине обеспечивается созданием избыточного давления с помощью буровых насосов, а съем устройства осуществляется натяжением НКТ, что приводит к быстрому износу уплотняющих элементов. При наружном диаметре устройства 135 мм перекрывается всего 148 мм внутреннего диаметра обсадной колонны, что является существенным недостатком при исследовании скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пакер геофизический многоразового использования, содержащий корпус, уплотнительный пакерующий элемент, винт с ходовой гайкой, сборный шток, который нижней своей частью входит в уплотнительный пакерующий элемент, при осевом перемещении которого изменяется геометрическая форма и объем уплотнительного пакерующего элемента /2/.

Недостатком известного пакера является невозможность перекрытия его малым диаметром исследуемую часть большего диаметра работающих нефтяных и газовых скважин.

Целью настоящего изобретения является возможность перекрытия пакером малого диаметра исследуемой части большего диаметра работающих нефтяных и газовых скважин без использования избыточного давления, создаваемого насосами и механическими воздействиями с помощью труб.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пакере геофизическом многоразового использования, содержащем корпус, уплотнительный пакерующий элемент, винт с ходовой гайкой, сборный шток, который нижней своей частью входит в уплотнительный пакерующий элемент, при осевом перемещении которого изменяется геометрическая форма и объем уплотнительного пакерующего элемента, согласно изобретению уплотнительный пакерующий элемент заполнен маслом, в компенсационной полости сборного штока установлен гидравлический поршень с пружинами обратного хода, подающий компенсирующее количество масла в уплотнительный пакерующий элемент, кроме этого, компенсационная полость сообщена с трубным пространством скважины и с полостью уплотнительного пакерующего элемента через отверстия, позволяющие работать поршню в гидравлическом равновесии, внизу корпуса установлен защитный кожух, на котором установлена пружина обратного хода, с возможностью перемещения этого кожуха по корпусу, а винт с ходовой гайкой имеет ходовую шпонку и установлен в верхней части корпуса.

На чертеже показан предлагаемый пакер.

Предлагаемый пакер содержит корпус 1, винт 2, ходовую гайку 3 и шпонку 4. Внутри корпуса 1 расположен сборный шток 5 с компенсационной полостью 6, в которой находится гидравлический поршень 7 и пружина 8 обратного хода, и ходовой шпонкой 9. В нижней часта корпуса 1 расположен уплотнительный пакерующий элемент 10 с защитным кожухом 11. Защитный кожух 11 установлен внизу с возможностью перемещения по корпусу 1.

Нижняя часть сборного штока 5 входит в уплотнительный пакерующий элемент 10 и имеет по всей своей длине продольный канал 12 и отверстия 13, 14, 15, по которым поступает масло из компенсационной полости 6 в уплотнительный пакерующий элемент 10.

Кроме этого, сборный шток 5 снабжен полостью 16, которая сообщается через отверстия 17 с трубным пространством скважины, что необходимо для работы поршня 7 в гидравлическом равновесии.

Вдоль корпуса 1 на защитном кожухе 11 установлена пружина 18 обратного хода. На корпусе 1 имеется паз 19, по которому движется ходовая шпонка 9. Внизу корпуса имеется втулка 20, на которой установлен уплотнительный элемент 10.

Кроме этого, внутри корпуса 1 над сборным штоком установлена перегородка 21. Защитный кожух снабжен пазом 22.

Пакер работает следующим образом.

Реверсивный электродвигатель (не показан) через редуктор (не показан) передает вращение на винт 2. Ходовая гайка 3, перемещаясь, через шпонку 4 тянет за собой вверх по поверхности корпуса 1 защитный кожух 11, открывая уплотнительный пакерующий элемент 10 и одновременно сжимая пружину 18 обратного хода.

После открытия уплотнительного элемента 10 нижний край паза 22 защитного кожуха упирается в шпонку 9, которая находится в зацеплении со сборным штоком 5, нижняя часть которого входит в уплотнительный пакерующий элемент 10, и передает ему (10) и ходовой шпонке 9 поступательное движение вверх. Сборный шток 5, перемещаясь вверх, через втулку 20 воздействует на уплотнительный пакерующий элемент 10, заполненный маслом, и изменяет его геометрическую форму и объем. Уплотнительный пакерующий элемент 10 постепенно перекрывает трубное пространство скважины.

При поступательном движении вверх сборного штока 5 гидравлический поршень 7 упирается в перегородку 21 корпуса 1.

При дальнейшем движении вверх сборного штока 5 масло из компенсационной полости 6 поступает в уплотнительный пакерующий элемент 10 в объеме, равном объему вышедшего из уплотнительного пакерующего элемента 10 сборного штока 5.

Перевод пакера в первоначальное состояние происходит в обратном порядке при помощи реверсивного электродвигателя.

Работа гидравлического поршня 7 обеспечивает компенсацию потери масла в объеме выходящей части сборного штока 5 из уплотнительного пакерующего элемента 10. Отверстие 17, соединяющее трубное пространство скважины с полостью 16, а также отверстия 13, 14, 15, соединяющие компенсационную полость 6 с полостью уплотнительного пакерующего элемента 10 и передающих давление трубного пространства скважины, позволяют поршню 7 работать в гидравлическом равновесии при любых внутрискважинных давлениях.

Предлагаемый пакер позволяет перекрывать малым диаметром исследуемую часть большего диаметра, что производится благодаря геометрическому изменению формы и объема уплотнительного пакерующего элемента без использования избыточного давления, создаваемого насосами, или механическими воздействиями с помощью труб.

Источники информации

1. А. А. Цыбин, В.В.Горонынин, С.А.Цыбин. Оборудование для капитального ремонта скважин и повышение нефтегазоотдачи пластов. ОАО НПО "Буровая техника", 1998, N 1, с. 25.

2. Авт. свид. СССР N 151970, кл. E 21 B 33/12, 10.12.1962.