ДВУЯКОРНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПАКЕР

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерам двойного действия и может быть использована при эксплуатации глубоких скважин и проведении разного рода профилактических операций.
Известен пакер для оборудования нагнетательных скважин, содержащий верхний и нижний валы, на каждом из которых установлен якорный узел при размещении под нижнем якорным узлом фиксирующего устройства, и уплотнительный элемент, расположенный между якорными узлами, RU №70295 U1, E21B 33/12, 2008.01.20.
Известен пакер, содержащий переводник, верхний вал с верхним и нижним радиальными выступами, нижний вал с пазом и подпружиненными плашками, уплотнительный элемент, упор, размещенный над уплотнительным элементом конус, размещенный под уплотнительным элементом, и дифференциальный вал, жестко связанный с верхним и нижним валами, RU №2179228 С2, E21B 33/12, 2002.02.10.
Известен пакер, содержащий вал с пазом, установленные на вале верхний и нижний якори, верхний и нижний конусы, уплотнительный элемент, переводник, закрепленный на верхнем вале, и фиксатор, установленный в нижнем якоре, RU №2101461 С1, Е21В 33/12, 1998.01.10.
Известен пакер с механическим якорем, включающий вал, переводники, соединенные с валом, якорь с подпружиненными сухарями и управляющими пальцами, размещенными в фигурных пазах, упоры и уплотнительный элемент, установленный между упорами, RU №2208128 С1, Е21В 33/12, 2003.07.10.
Известен пакер с механическим якорем, содержащий вал с фигурным пазом на его наружной поверхности, выполненным с чередующимися осевыми короткими и длинными участками, соединенные между собой замкнутым фигурным участком, RU №70683 U1, Е21В 33/12, 2008.02.10; RU №63857 U1, Е21В 33/12, 2007.06.10; RU №65952 U1, Е21В 33/12, 2007.08.27; RU №60973 U1, Е21В 33/12, 2007.02.10; RU №60127 U1, Е21В 33/12, 2007.01.10.
Известен механический пакер для скважины с одним или несколькими пластами, содержащий вал с фигурным пазом на его наружной поверхности, якорь, конус, уплотнитель и центратор с наружным подпружиненным элементом и внутреннем стопором с возможностью его перемещения в корпусе центратора и фигурном пазе вала, RU №2290489 С2, Е21В 33/12, 2006.12.27.
Известные механические пакеры имеют индивидуальное конструктивное выполнение для определенных условий установки и эксплуатации.
Известен механический пакер содержащий вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз, RU №52082 U1, E21B 33/12, 2006.03.10.
Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.
Пакер «ближайшего аналога» не защищен от случайной распакеровки при проведении его транспортировки, что снижает надежность его установки и эксплуатации.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить надежность установки и эксплуатации пакера.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении втулки на вале, размещение на ней подвижного нижнего конуса, уплотнителей и неподвижного верхнего конуса, взаимодействующего с верхним якорем, и в закреплении на вале цанги, препятствующей перемещению втулки к верхнему якорю, имеющему ограничения в осевом перемещении.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что пакер содержит вал, верхний и нижний якори с подпружиненными плашками, уплотнители, верхний и нижний конусы, фигурный паз.
На вале установлена втулка с возможностью осевого перемещения вдоль вала. На втулке размещены нижний конус с возможностью осевого перемещения по ней, уплотнители и неподвижно верхний конус с
возможностью взаимодействия с подпружиненными плашками верхнего якоря. Верхний якорь имеет ограничения в осевом перемещении. На вале выполнена цанга, препятствующая перемещению втулки в сторону верхнего якоря. Втулка снабжена канавкой с возможностью размещения в ней одного конца цанги. Вторым концом цанга закреплена на вале. На нижнем конусе выполнен уступ, ограничивающий расцепление цанги и канавки, и образована полость, обеспечивающая возможность расцепления цанги с канавкой.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - Двуякорный механический пакер (разрез);
на фиг.2 - Узел А на фиг.1;
Пакер содержит:
Вал - 1,
управляющий фигурный паз (на вале 1) - 2.
Верхний якорь - 3,
подпружиненные плашки (якоря 3) - 4.
Нижний якорь - 5,
подпружиненные плашки (якоря 5) - 6,
палец (якоря 5) - 7.
Уплотнители - 8.
Верхний конус - 9.
Нижний конус - 10.
Втулку - 11.
Цангу - 12,
один конец (цанги 11) - 13,
другой конец (цанги 11) - 14.
Канавку (во втулке 10) - 15.
Уступ (на конусе 9) - 16,
полость- 17.
Механический пакер содержит вал 1 с управляющим фигурным пазом 2 на наружной поверхности, верхний 3 и нижний 5 якори с подпружиненными плашками 4 и 6, соответственно, уплотнители 8, верхний 9 и нижний 10 конусы.
Управляющий фигурный паз 2 управляет нижним якорем 5. Нижний якорь 5 содержит подпружиненные плашки 6 и палец 7. Палец 7 перемещается в управляющем фигурном пазе 2.
На вале 1 установлена втулка 11 с возможностью осевого перемещения вдоль вала 1.
На втулке 11 размещены нижний конус 10, уплотнители 8 и верхний конус 9.
Нижний конус 10 имеет возможность осевого перемещения по втулке 11.
Верхний конус 9 установлен на втулке 11 неподвижно и имеет возможность взаимодействия с подпружиненными плашками 4 верхнего якоря 3. Верхний якорь 3 имеет ограничения в осевом перемещении (фиг.1).
На вале 1 выполнена цанга 12. На втулке 11 выполнена канавка 15. Один конец 13 цанги 12 размещен в канавке 15. Другой конец 14 цанги 12 закреплен на вале 1. Цанга 12 препятствует перемещению втулки 11 в сторону верхнего якоря 3.
На нижнем конусе 10 выполнен уступ 16 и образована полость 17. Уступ 16 ограничивает расцепление цанги 12 и канавки 15. Полость 17 обеспечивает расцепление цанги 12 с канавкой 15 (фиг.2).
Установку пакера в скважину осуществляют следующим образом.
Пакер спускают на инструменте из компрессорных труб в скважину, при этом палец 7 в управляющем фигурном пазе 2, а цанга 12 фиксирует втулку 11 за канавку 15, не давая ей переместиться к верхнему якорю 3, что может привести к раздвижению подпружиненных плашек 4. Цанга 12 препятствует смещению втулки 11 при касании пакера за стенки эксплуатационной колонны в процессе его спуска.
Для наращивания инструмента очередной трубой колонну труб зажимают в клиновой захват, наращивают трубу, а затем приподнимают инструмент в клиньях (подрывают), чтобы освободиться от них. В процессе
этой операции палец 7 перемещается в управляющем фигурном пазе вниз или вверх до достижения места установки пакера. Для перехода в режим пакеровки необходимо приподнять инструмент, затем приспустить его, а затем вновь приподнять и так до тех пор, пока нижний конус 10 не войдет в контакт с подпружиненными плашками 6 нижнего якоря 5, которые разойдутся и вступят в контакт с эксплуатационной трубой.
Дальнейшее движение инструмента вниз при неподвижном нижнем конусе 10 вызовет следующее:
- Вал 1 будет перемещаться вместе с цангой 12 мимо неподвижного нижнего конуса 10, вдоль уступа 16, увлекая за собой втулку 11.
- Верхний конус 9 начнет деформировать уплотнители 8 до тех пор, пока идет перемещение цанги 12 вдоль уступа 16.
- Цанга 12 после того, как прекратит контакт с уступом 16, попадет в полость 17.
- Втулка 11, за счет упругости уплотнителей 8, начнет обратное перемещение в сторону верхнего якоря 3.
- Верхний конус 9 раздвинет подпружиненные плашки 4, которые вступят в контакт с эксплуатационной трубой.
- Верхний якорь 3 будет поджат к переводнику (не показан). Дальнейшее движение инструмента вниз позволит переводником задавить уплотнители 8 до нужного усилия запакеровки. Пакер установлен.
1
4
Для срыва пакера необходимо сначала повернуть вал 1 на / оборота, а затем начать поднимать инструмент из скважины.
В процессе подъема инструмента происходит следующее:
Вал 1 с цангой 12 перемещаются вдоль втулки 11 до тех пор, пока произойдет срыв подпружиненных плашек 4 со стенок эксплуатационной колонны при условии неподвижности верхнего якоря 3. Одновременно цанга 12 войдет в контакт с канавкой 15 втулки 11, после чего уплотнители 8 будут освобождены, а нижний конус 10 будет отведен от подпружиненных плашек 6 нижнего якоря 5. Пакер приготовлен к подъему.
Выполнение втулки 11 на вале 1, размещение на ней подвижного нижнего конуса 10, уплотнителей 8 и неподвижного верхнего конуса 9, взаимодействующего с верхним якорем 3, имеющим ограничения в осевом перемещении, обеспечивает надежность эксплуатации пакера.
Выполнение на вале 1 цанги 12 препятствующей перемещению втулки 11 в сторону верхнего якоря 3, имеющего ограничения в осевом перемещении, увеличивает надежность установки пакера.
Предложенная конструкция цанги 12 позволяет фиксировать втулку 11 за канавку 15 и препятствует смещению ее при контактах пакера с эксплуатационной колонной при его спуске.
Предложенный двуякорный механический пакер изготовлен промышленным способом на заводе «Измерен» и проведение опытных
испытаний обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».