ПАКЕРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к средствам защиты обсадных колонн от воздействия высокого давления и может найти применение при спуске дополнительных обсадных колонн в скважины, обсадные колонны которых пришли в негодность.
Известно пакерующее устройство (свидетельство на полезную модель. РФ №26075, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. БИ №31 от 10.11. 2002 г.), содержащее основной пакер, включающий корпус с размещенной на его наружной поверхности эластичной манжетой, подвижной клиновой цилиндр, связанный с приводом, срезные и уплотнительные элементы и упоры, при этом устройство снабжено дополнительным пакером, состоящим из корпуса, соединенного через переводник с корпусом основного пакера, с надетой на него эластичной манжетой, подвижным клиновым цилиндром, образующим с корпусом и уступом на его наружной поверхности гидрокамеру, соединенную через радиальные каналы в корпусе с внутритрубным пространством.
Недостатком данного устройства является то, что конструкция пакерующего устройства не позволяет непосредственно перед запакеровкой произвести опрессовку дополнительной обсадной колонны (ДОК) на необходимое давление без дополнительных спуско-подъмных операций оборудования (например, пакера).
Наиболее близким по технической сущности является пакерующее устройство (патент РФ на полезную модель. №41078, МПК 7 Е21В 33/12, опубл. БИ №28 от 10.10.2004 г.), содержащее уплотнительные элементы и упоры, основной и дополнительный пакеры, каждый из которых включает в себя корпус с размещенной на его поверхности эластичной манжетой, подвижный клиновой цилиндр, при этом подвижный клиновый цилиндр основного пакера связан с приводом, а подвижный клиновой цилиндр дополнительного пакера снабжен гидрокамерой, образованной между ним и корпусом дополнительного пакера с уступом на его наружной поверхности, причем гидрокамера сообщена каналами с внутренним пространством, при этом корпус дополнительного пакера присоединен сверху к корпусу основного пакера через переводник, при этом привод подвижного клинового цилиндра основного пакера выполнен в виде опорной втулки, расположенной внутри его корпуса, а корпус дополнительного пакера снабжен опрессовочным седлом, присоединенным к его корпусу срезными элементами выше каналов.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, низкая надежности запакеровки, поскольку привод и опрессовочное седло зависимы друг от друга, то есть привод срабатывает только после взаимодействия с опрессовочным узлом после осевого смещения вниз последнего, в процесс которого возможна потеря герметичности опрессовочного узла.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции, а также повышение надежности запакеровки устройства за счет не зависимой работы друг от друга привода и опрессовочного узла.
Поставленная техническая задача решается пакерующим устройством дополнительной обсадной колонны, содержащим пакер, включающий в себя корпус с размещенной на его поверхности эластичной манжетой, подвижный клиновой цилиндр, связанный с приводом, выполненным в виде опорной втулки, расположенной внутри его корпуса, уплотнительные и срезные элементы, упор, переводник.
Новым является то, что ниже привода в корпусе пакера размещено опрессовочное седло, присоединенное к нему срезными элементами и снабженное обратным клапаном, пропускающим снизу вверх, при этом привод снабжен посадочным седлом под шар, сбрасываемый с устья скважины после опрессовки.
На фигуре изображено предлагаемого устройства в продольном разрезе.
Устройство содержит пакер, состоящий из корпуса 1 и находящихся на нем подвижного клинового цилиндра 2, стопорного кольца 3, эластичной манжеты 4, упора 5 со срезным элементом 6 и навернутой на конце корпуса 1 опоры 7.
Корпус 1 выполнен с продольными сквозными пазами 8 и зубчатыми насечками 9 на внутренней поверхности. Внутри корпуса 1 установлен привод 10, выполненный в виде опорной втулки. Привод 10 оснащен посадочным седлом 11 под сбрасываемый с устья шар 12. Привод 10 соединен посредством срезных элементов 13 с подвижным клиновым цилиндром 2, который в свою очередь с помощью срезного элемента 14, соединен с переводником 15.
Ниже привода 10 в корпусе пакера размещено опрессовочное седло 16, присоединенное к нему срезными элементами 17 и снабженное обратным клапаном 18 пропускающим снизу вверх.
С целью исключения несанкционированных перетоков жидкости в процессе работы пакерующего устройства сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 19 и 20.
Работает устройство следующим образом.
Пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны посредством переводника 15 закрепляют на конце ДОК 21 (см. фиг.) и спускают во внутрь обсадной колонны, которая является непригодной для дальнейшей эксплуатации (на фиг. не показано), с таким расчетом, чтобы оно находилось на расстоянии 10-15 м от продуктивного пласта. При необходимости к опоре 7, навернутой на нижний конец корпуса 1 присоединяют хвостовик (на фиг. не показано).
В процессе спуска устройства в обсадную колонну, находящаяся в ней жидкость перетекает снизу вверх сквозь обратный клапан 18 внутрь ДОК 21.
Достигнув интервала запакеровки устройства ДОК 21 закрепляют на устье, а на ее верхний конец наворачивают колонную головку (на фиг. не показано).
Доливают ДОК 21 технологической жидкостью и посредством насосного агрегата (на фиг. не показано) создают внутри ДОК 21 повышенное давление, необходимое для опрессовки ДОК 21 (например 10,0 МПа) и выдерживают необходимое время.
Убедившись в герметичности ДОК 21 вновь повышают в ней давление до тех пор, пока не разрушатся срезные элементы 17 (например 12,0 МПа), фиксирующие опрессовочное седло 16 в корпусе 1 ниже привода 10. В результате разрушения срезных элементов 17 опрессовочное седло с обратным клапаном 18 падают на забой скважины.
Далее разгерметизируют устье ДОК 21 и сбрасывают в нее шар 12, который через определенное время (зависит от материала шара 12 и глубины установки устройства) герметично садится на посадочное седло 11 привода 10 (см. фиг.).
Теперь начинают запакеровку пакера. Для этого герметизируют устье скважины и вновь создают внутри ДОК 21 посредством насосного агрегата повышенное давление, под действием которого сначала разрушается срезной элемент 14, фиксирующий подвижный клиновой цилиндр 2 с переводником 15. Давление в ДОК 21 продолжают повышать, при этом подвижный клиновой цилиндр 2 перемещается вниз, дорнируя эластичную манжету 4, прижимая ее к стенкам обсадной колонны, непригодной для эксплуатации.
Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока под действием повышенного давления, воздействующего на привод 10, выполненный в виде опорной втулки, не разрушатся о нижнюю кромку продольных сквозных пазов 8 корпуса 1 срезные элементы 13.
В результате привод 10 с шаром 12 падают на забой скважины, а стопорное кольцо 3 фиксирует подвижный клиновой цилиндр 2 на зубчатых насечках 9 корпуса 1 от обратного осевого перемещения. Процесс запакеровки окончен.
После запакеровки колонную головку отворачивают, во внутрь ДОК 21 спускают насосно-компрессорные трубы (на фиг. не показано) с необходимым оборудование для дальнейшей эксплуатации скважины. После чего вновь герметизируют устье и запускают скважину в эксплуатацию.
Если необходимо поднять пакерующее устройство, делают натяжку ДОК 21 вверх, при этом разрушаются срезные элементы 6 фиксирующие упор 5 относительно корпуса. В результате упор 5 смещается вниз по корпусу 1, а подвижный клиновой цилиндры 2 выходят из соприкосновения с эластичной манжетой 4, после чего пакерующее устройство готово к подъему на поверхность.
Предлагаемое пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны имеет простую конструкцию, а повышение надежности запакеровки достигается за счет не зависимой работы друг от друга привода и опрессовочного узла, что позволяет сократить время и снизить затраты на ремонт скважины.