ПАЗ НА СТВОЛЕ ПАКЕРА
SLOT ON PACKER SHAFT

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и используется в устройствах, герметично разобщающих интервалы обсадной колонны (пакерах) в нефтяных, газовых, газоконденсатных и нагнетательных скважинах.
Известен механический пакер радиально-осевого действия (патент RU 77338 U1, МПК E21B 33/12, приор. 28.04.2008, опубл. 20.10.2008). Фигурный паз данного пакера выполнен на наружной поверхности патрубка в виде соединенных между собой горизонтальной и вертикальной проточек. Для перевода пакера из транспортного положения в рабочее производят поворот колонны труб по часовой стрелке на длину, большую длины развертки горизонтальной проточки фигурного паза, и разгружают вес колонны труб на пакер.
Известен пакер (патент RU 25757 U1, МПК E21B 33/12, приор. 06.05.2002, опубл. 20.10.2002), содержащий ствол с фигурным пазом. Фигурный паз данного пакера выполнен криволинейным и имеет длинную и короткую части.
К недостатку известных технических решений (патенты №77338, №25757) относится выполнение фигурного паза, при котором для установки пакера в рабочее положение необходимо произвести подъем инструмента и затем повернуть инструмент по часовой стрелке. В глубоких, искривленных и наклонных скважинах перевод пакера из транспортного положения в рабочее будет затруднен, а распакеровка в случаях присыпки головы пакера, прихвата колонны труб практически не возможна. Также поступательно-вращательная установка пакера усложняет технологический процесс работы ремонтной бригады.
Известен механический пакер, содержащий ствол с фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками (патент RU 2232869 U1, МПК E21B 33/12, приор. 16.09.2002, опубл. 20.07.2004). Недостатком данного паза является выполнение его на стволе по окружности непрерывно, что ослабляет тело ствола и может привести к поломке.
Известен пакер (патент RU 2305749 C1, МПК E21B 33/12, приор. 08.12.2005, опубл. 10.09.2007), в котором паз на поверхности кольцевой выборки выполнен несквозным в виде двух коротких продольных пазов, и между ними одного длинного продольного паза, соединенных последовательно между собой фигурными пазами, один из которых соединяет низ первого из коротких продольных пазов с серединой длинного продольного паза, а другой - низ длинного продольного паза с другим коротким продольным пазом, расположенным в районе середины длинного продольного паза.
Недостатком данного фигурного паза является несовершенство формы, сложность изготовления такого паза, а также сложность процесса установки пакера в рабочее и транспортное положение.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является патент RU 2039205 C1, МПК E21B 33/12, приор. 10.11.1992, опубл. 09.07.1995. Паз на наружной поверхности ствола пакера включает укороченный и удлиненный пазы, связанные наклонным пазом, причем замыкающая пазы часть выполнена в виде смещенных в разные стороны относительно укороченного паза соответственно левого Е и правого Г продольных пазов, соединенных в нижней части наклонным пазом Д, при этом левый продольный паз длиннее правого и связан сверху с укороченным пазом и верхней частью наклонного паза, а правый продольный паз связан сверху с удлиненным пазом и с нижней частью наклонного паза. Изобретателем, являющимся автором прототипа и настоящего изобретения, выявлены недостатки использования в механических пакерах паза по патенту №2039205 и по результатам опытно-промышленных испытаний разработана форма паза, позволяющая облегчить процесс установки и герметизации пакера в скважине, а также его распакеровки и срыва.
Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности механизма посадки и срыва механических пакеров, устанавливаемых манипуляциями осевых перемещений колонны труб в скважине, за счет создания конструкции паза на стволе пакера, гарантирующего его надежную посадку и герметизацию межтрубного пространства, а также улучшение перехода пакера из транспортного положения в рабочее, и наоборот.
Поставленная задача достигается выполнением паза, напоминающего букву «d» латинского алфавита. Паз имеет укороченный и удлиненный участки, связанные наклонным пазом, укороченный паз имеет «Λ»-образную форму, между пазами: левым продольным, наклонным и правым продольным имеется замкнутый «D»-образный выступ на поверхности ствола пакера. Пересекающиеся боковые образующие и выступа сопряжены дугой.
Эти решения позволяют обеспечить повышение надежности работы пакера, легкую пакерку и срыв в различных по отклонению от вертикали скважинах: искривленных, наклонных, горизонтальных.
Изобретение поясняется схемой. На фиг. изображен паз на стволе пакера (развертка).
Выполненный на наружной поверхности ствола пакера «d»-образный паз (фиг.) включает укороченный А и удлиненный Б пазы. Укороченный паз А имеет «Λ»-образную форму и сопрягается слева с вертикальным пазом Е, а справа с удлиненным вертикальным пазом Б. Укороченный паз А и удлиненный паз Б связаны наклонным пазом В. Удлиненный паз Б соединен с замыкающими пазами Г, Д, Е. Левый продольный паз Е длиннее правого Г и связан с ним наклонным пазом Д. Пазы Г, Д, Е образуют замкнутый выступ И на поверхности ствола, напоминающий по форме букву «D» латинского алфавита. Пересекающиеся боковые образующие Ж и З выступа И сопряжены дугой R.
Конфигурация паза настоящего изобретения позволяет фиксатору свободно переходить из транспортного положения в рабочее и наоборот.
Механический пакер, на стволе которого выполнен паз, работает следующим образом. При спуске пакера фиксатор (на фиг. не показан) находится в транспортном положении I. При этом должно соблюдаться условие: интервал подъема колонны труб над ротором после свинчивания очередной трубы должен быть больше H (фиг.), где H - расстояние осевого перемещения фиксатора внутри фигурного паза ствола при спуско-подъеме труб. То есть при спуске пакера, после свинчивания очередной трубы колонны труб, ее приподнимают на величину, большую, чем Н, и только после этого производят спуск. В процессе спуска колонны труб фиксатор находится в положении I, а после приподъема колонны со свинченной трубой на интервал, больший, чем Н, переходит в положение II. Затем при спуске труб фиксатор возвращается в положение I и т.д. После спуска на заданную глубину подъемом колонны труб на расстояние, меньшее Н, переводят направляющий штифт в промежуточное положение III, после чего разгружают колонну труб для пакеровки, при этом направляющий штифт из промежуточного положения III переходит в транспортное положение IV.
Таким образом, благодаря применению новой конфигурации паза на стволе пакера, увеличивается надежность работы пакера. Изобретение позволяет производить легкую, безотказную пакеровку и распакеровку в наклонных, горизонтальных, глубоких скважинах.