Пакер механический

Полезная модель относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для длительного герметичного разобщения интервалов ствола обсадной колонны при освоении и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин.
Известен механический пакер двухстороннего действия с возможностью установки на малых глубинах, включающий в себя составной уплотнительный элемент, установленный на штоке совместно с кольцами или без них. Сверху и снизу от уплотнительного элемента размещены, соответственно, верхний и нижний кожухи. В пазах верхнего и нижнего кожухов установлены соответственно верхние и нижние радиальные раздвижные опоры, прижатые к штоку пружинами, соответственно, через верхний и нижний упоры и шайбы. Верхние и нижние опоры выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с верхним и нижним конусами. Угол уклона верхнего и нижнего конусов составляет 60 градусов. Верхний кожух соединен через переходник с кожухом, внутри которого расположена нижняя часть разрезного конуса, подпружиненного через конический упор пружиной, состоящей из комплекта тарированных колец и шайбы. В верхней части пакера расположен верхний механический якорь, выполненный с возможностью взаимодействия со стволом посредством шлицевого соединения. В нижней части штока расположен нижний механический якорь (патент №148471, МПК E21B 33/12, опубликован 10.12.2014).
Недостатком известного механического пакера является то, что в процессе эксплуатации над пакером в затрубном пространстве могут оседать механические примеси, что осложняет срыв пакера и извлечение его из скважины после окончания работ.
Задачей полезной модели является повышение надежности и эффективности работы пакера механического в процессе его эксплуатации и извлечения из скважины путем защиты его от присыпания механическими примесями.
Поставленная задача решается конструкцией пакера механического, который содержит переводник, шток с пазом на наружной поверхности, уплотнительные элементы, размещенные над и под уплотнительными элементами конусы, установленные с возможностью взаимодействия с ответными верхними и нижними радиальными раздвижными опорами, подпружиненными через верхний и нижний упоры, размещенные соответственно в верхнем и нижнем кожухах, подпружиненный разрезной конус, верхний механический якорь, состоящий из верхнего корпуса с подпружиненными верхними плашками, нижний механический якорь, состоящий из нижнего корпуса с подпружиненными нижними плашками и планками, конуса, соединенного с нижним кожухом, фиксатор, при этом, согласно полезной модели, между переводником и верхним корпусом верхнего механического якоря установлена опорная втулка с уплотнительной манжетой.
Установка между переводником и верхним корпусом верхнего механического якоря опорной втулки с уплотнительной манжетой обеспечивает перекрытие затрубного пространства (между пакером и эксплуатационной колонной) выше верхнего механического якоря при установке пакера в заданном интервале, тем самым предотвращая оседание над плашками верхнего механического якоря механических примесей, содержащихся в скважинном флюиде, в процессе эксплуатации оборудования в скважине, что повышает надежность и эффективность работы пакера механического в процессе его эксплуатации и обеспечивает беспрепятственное извлечение его из скважины после окончания работ.
На фиг. приведена схема пакера механического в транспортном положении.
Пакер механический содержит шток 1, уплотнительные элементы 2. Сверху и снизу от уплотнительных элементов 2 размещены, соответственно, верхний 3 и нижний 4 конусы, взаимодействующие с ответными верхними 5 и нижними 6 радиальными раздвижными опорами, прижатыми к штоку 1 пружинами 7, соответственно, через верхний 8 и нижний 9 упоры, размещенные соответственно в верхнем 10 и нижнем 11 кожухах. Радиальные раздвижные опоры предназначены для предотвращения затекания уплотнительных элементов 2 в кольцевой зазор между пакером и стенкой эксплуатационной колонны (на фиг. не показана). Верхний кожух 10 соединен через переходник 12 с кожухом 13, внутри которого расположена нижняя часть разрезного конуса 14, подпружиненного через конический упор 15 пружиной, состоящей из комплекта тарированных колец 16, 17 и шайбы 18. В верхней части пакера расположен верхний механический якорь, состоящий из верхнего корпуса 19, верхних плашек 20, верхняя часть которых находится внутри верхнего корпуса 19 и поджата пружиной 21 через упор 22. Верхняя часть штока 1 через переводник 23 соединяется с колонной труб (на фиг. не показана). Между переводником 23 и верхним корпусом 19 верхнего механического якоря установлена опорная втулка 24 с уплотнительной манжетой 25 для защиты пакера от присыпания механическими примесями во время эксплуатации. При этом верхняя часть верхнего корпуса 19 расположена на опорной втулке 24 и упирается в уплотнительную манжету 25. В нижней части штока 1 расположен нижний механический якорь, состоящий из нижнего корпуса 26, нижних плашек 27, прижатых к штоку 1 пружиной 28, конуса 29, соединенного с нижним кожухом 11, подпружиненных планок 30, удерживаемых на нижнем корпусе 26 покрышками 31 при помощи винтов 32. В нижней части размещен фиксатор 33, концевая часть которого находится в пазу 34 штока 1.
Пакер механический работает следующим образом.
Пакер спускают в скважину на колонне труб на требуемую глубину. При спуско-подъемных операциях планки 30 нижнего механического якоря постоянно прижаты к стенкам эксплуатационной колонны. Пакер механический устанавливается в скважине без упора на забой, известным способом, путем осевых перемещений колонны труб, на которых он спускается в скважину.
Вначале приводится в действие нижний механический якорь. Конус 29, соприкасаясь с нижними плашками 27, сжимая пружину 28, переместит нижние плашки 27 в радиальном направлении до зацепления со стенками эксплуатационной колонны.  Далее уплотнительные элементы 2 сжимаются до соприкосновения их со стенками эксплуатационной колонны, герметизируя подпакерную зону. Происходит перевод верхних 5 и нижних 6 радиальных раздвижных опор в рабочее положение. При дальнейшем движении вниз штока 1 и определенном значении осевой сжимающей нагрузки, создаваемой весом колонны труб, произойдет срабатывание механизма регулятора нагрузки и установка верхнего механического якоря. Нижний радиальный выступ 35 штока 1 при движении штока 1 вниз переместит в радиальном направлении разрезной конус 14 до соприкосновения с верхними плашками 20. При дальнейшем движении штока 1 вниз и создании определенной сжимающей осевой нагрузки на пакер, верхние плашки 20, взаимодействуя с разрезным конусом 14, раздвигаются радиально и зацепляются за стенками эксплуатационной колонны. При этом верхние плашки 20 через верхний корпус 19 передают усилие на сжатие уплотнительной манжеты 25. Верхний корпус 19 упирается внутренним буртиком 36 в опорную втулку 24, и уплотнительная манжета 25 сжимается, перекрывая затрубное пространство выше верхнего механического якоря, тем самым обеспечивая защиту пакера от присыпания механическими примесями в процессе эксплуатации его в скважине.
Перевод пакера механического в транспортное положение осуществляют натяжением колонны труб. При этом шток 1 перемещается вверх относительно верхнего и нижнего механических якорей. В результате уплотнительная манжета 25 и уплотнительные элементы 2 принимают исходную форму, происходит переход верхних 20 и нижних 27 плашек, соответственно, верхнего и нижнего механических якорей, в транспортное положение, возврат верхних 5 и нижних 6 радиальных раздвижных опор в исходное положение.
Благодаря наличию уплотнительной манжеты 25, защищающей верхний механический якорь от оседания механических примесей в процессе эксплуатации пакера в скважине, обеспечивается возможность срыва пакера и установки его в другом интервале скважины при необходимости, а также извлечение пакера из скважины после окончания работ.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает защиту пакера от присыпания механическими примесями, что повышает надежность и эффективность работы пакера механического в процессе его эксплуатации и извлечения из скважины после окончания работ.