пакер для селективного перекрытия внутренней полости колонны труб или обсадной колонны

Формула изобретения

Пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб или обсадной колонны, содержащий верхнюю и нижнюю опорные втулки, на которых установлены, соответственно, верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты, отличающийся тем, что верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты установлены расширяющейся частью навстречу друг другу, а узкой частью самоуплотняющиеся манжеты закреплены в конусообразных втулках, охватывающих опорные втулки, между верхней и нижней опорными втулками с образованием центрального проходного канала установлены соединенные друг с другом по направлению сверху вниз переходная втулка, центратор и корпус клапана, состоящий из верхней и нижней частей, на верхней опорной втулке установлен входной патрубок, а на нижней опорной втулке подвешена цилиндрическая втулка с выполненными в стенке цилиндрической втулки отверстиями и установленным снизу наконечником-центратором, при этом в верхней части корпуса клапана выполнен центральный канал, в котором установлен подвижный шток, подпружиненный относительно установленной в нижней части верхней части корпуса клапана резьбовой втулки, верхняя часть подвижного штока уплотнена относительно центрального канала, в стенке верхней части корпуса клапана выполнено четыре продолговатых отверстия, а снизу к подвижному штоку прикреплен затвор клапана, расположенный в нижней части корпуса клапана, в которой выполнено седло, и в стенке нижней части корпуса клапана над седлом выполнены радиальные отверстия, причем подвижный шток с затвором установлены с возможностью замены на технологическую пробку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для селективного разобщения в скважине зон обсадных колонн при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ.

Известен пакер, содержащий корпус с центральным каналом, верхний и нижний упоры и уплотнительный элемент, причем он имеет утолщенную и тонкостенную раструбные части, последняя из них образует с наружной стенкой корпуса полость, а верхний и нижний упоры жестко соединены с соответствующими частями уплотнительного элемента и с корпусом, при этом конструкция пакера позволяет компоновать из них двухпакерное оборудование, меняя расположение пакеров на колонне труб в соответствии с направлением действия высокого давления с тем, чтобы оно расширяюще действовало на раструбные части уплотнительных элементов (см. патент RU № 2143542, кл. E21B 33/12, 27.12.1999).

Данная конструкция пакера позволяет производить селективную обработку пласта, включая гидроразрыв, закачку жидкости с целью повышения внутрипластового давления, изолировать интервалы водопритока в скважинах и другие работы. Однако данная конструкция не содержит средств регулировки подачи среды, что сужает область его использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб, содержащий верхнюю и нижнюю опорные втулки, на которых установлены, соответственно, верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты, при этом верхняя самоуплотняющаяся манжета допускает перемещение снизу вверх, а нижняя самоуплотняющаяся манжета допускает перемещение сверху вниз (см. патент RU № 2352762, кл. E21B 33/12, 20.04.2009).

Данная простая конструкция пакера без использования электродвигателя с кабелем обеспечивает возможностью посадки и срыва пакера в заданном интервале скважины без специальных устройств. Однако и в данной конструкции не предусмотрены средства регулировки перетекания среды между верхней и нижней самоуплотняющимися манжетами, что также сужает область его использования.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанного выше недостатка.

Технический результат заключается в упрощении процесса посадки и срыва пакера.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб или обсадной колонны содержит верхнюю и нижнюю опорные втулки, на которых установлены, соответственно, верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты, причем указанные верхняя и нижняя самоуплотняющиеся манжеты установлены расширяющейся частью навстречу друг другу, а узкой частью самоуплотняющиеся манжеты закреплены в конусообразных втулках, охватывающих опорные втулки, между верхней и нижней опорными втулками с образованием центрального проходного канала установлены соединенные друг с другом по направлению сверху вниз переходная втулка, центратор и корпус клапана, состоящий из верхней и нижней частей, на верхней опорной втулке установлен входной патрубок, а на нижней опорной втулке подвешена цилиндрическая втулка с выполненными в стенке цилиндрической втулки отверстиями и установленным снизу наконечником-центратором, при этом в верхней части корпуса клапана выполнен центральный канал, в котором установлен подвижный шток, подпружиненный относительно установленной в нижней части верхней части корпуса клапана резьбовой втулки, верхняя часть подвижного штока уплотнена относительно центрального канала, в стенке верхней части корпуса клапана выполнено четыре продолговатых отверстия, а снизу к подвижному штоку прикреплен затвор клапана, расположенный в нижней части корпуса клапана, в которой выполнено седло, и в стенке нижней части корпуса клапана над седлом выполнены радиальные отверстия, причем подвижный шток с затвором установлены с возможностью замены на технологическую пробку.

На фиг.1 представлен продольный разрез пакера для перекрытия внутренней полости колонны труб.

На фиг.2 представлена технологическая пробка для замены подвижного штока с затвором.

На фиг.3 представлено сечение Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 представлено сечение В-В на фиг.1.

Пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб или обсадной колонны (не показаны) содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 опорные втулки, на которых установлены, соответственно, верхняя 3 и нижняя 4 самоуплотняющиеся манжеты. Указанные верхняя 3 и нижняя 4 самоуплотняющиеся манжеты установлены расширяющейся частью навстречу друг другу, а узкой частью самоуплотняющиеся манжеты 3 и 4 закреплены в конусообразных втулках 5, охватывающих, соответственно, опорные втулки 1 и 2.

Между верхней 1 и нижней 2 опорными втулками с образованием центрального проходного канала 6 установлены соединенные друг с другом по направлению сверху вниз переходная втулка 7, центратор 22 и корпус клапана 8, состоящий из верхней 9 и нижней 10 частей.

На верхней опорной втулке 1 установлен входной патрубок 11, а на нижней опорной втулке 2 подвешена цилиндрическая втулка 12 с выполненными в стенке цилиндрической втулки 12 отверстиями 13 и установленным снизу наконечником-центратором 14.

В верхней части 9 корпуса 8 клапана выполнен центральный канал 15, в котором установлен подвижный шток 16, подпружиненный относительно установленной в нижней части верхней части 9 корпуса клапана 8 резьбовой втулки 17.

Верхняя часть подвижного штока 16 уплотнена относительно центрального канала 15, в стенке верхней части 9 корпуса клапана 8 выполнено четыре продолговатых отверстия 18, а снизу к подвижному штоку 16 прикреплен затвор клапана 18, расположенный в нижней части 10 корпуса клапана 8, в которой выполнено седло 19, и в стенке нижней части 10 корпуса клапана 8 над седлом 19 выполнены радиальные отверстия 20, причем подвижный шток 16 с затвором 18 установлены с возможностью замены на технологическую пробку 21.

Центратор 22 выполнен в виде трубы с наружными центрующими продольными ребрами 23. На наружной поверхности наконечника-центратора 14 выполнены центрующие продольные ребра 24. Центраторы, предусмотренные в конструкции пакера, обеспечивают улучшенное центрирование в трубе и уменьшают износ манжет.

На колонне труб (не показана) в скважину на заданную глубину, например. для изолирования интервала притока в зоне расположения пласта спускают пакер, при этом центратор 22 и наконечник-центратор 14 обеспечивают заданное положение пакера относительно стенок скважины, а клапан, установленный в пакере, находится в нормально открытом положении. В результате свободного перетока среды в скважине через центральный проходной канал и корпус клапана 8 пакера давление над и под верхней 3 и нижней 4 манжетами практически равно. После размещения пакера на заданной глубине производят посадку пакера. Для этого, например, посредством спуска в колонну труб груза на канате надавливают на подвижный шток 16 и затвор 18 перекрывает седло 19 и таким образом исключает переток среды из пласта через клапан. Как результат давление среды из пласта в пространстве между верхней 3 и нижней 4 самоуплотняющимися манжетами растет, что вызывает расширение раструбной части указанных манжет 3 и 4 и посадку пакера в заданном интервале скважины. При необходимости срыва пакера с помощью спущенного на канате инструмента приподнимают подвижный шток 16 с затвором над седлом 19, что вызовет выравнивание давления над и под верхней 3 и нижней 4 самоустанавливающимися манжетами. Как результат диаметр раструбной части уменьшится и пакер может быть извлечен из скважины.

Данное изобретение может быть использовано в нефтегазовой промышленности для селективного перекрытия заданных интервалов скважины.