ПАКЕРНЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к средствам разобщения ствола скважин и может быть использована в скважинных насосных установках для организации подачи откачиваемой из скважины среды к насосной установке.
Известен пакер, двухстороннего действия, содержащий закрепленные на колонне труб посредством внутренних труб верхнюю и нижнюю манжеты, обращенные колоколообразными частями в противоположные стороны (см. авторское свидетельство SU №133020, кл. Е21В 33/129, 01.01.1960).
Однако данный пакер имеет сложную конструкцию, включающую цилиндрические эластичные манжеты и подвижные в осевом направлении упорные втулки, что приводит к усложнению эксплуатации и ведет к значительным эксплуатационным расходам.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пакерный узел для установки в скважине на колонне труб между насосом и фильтром, содержащий, по крайней мере, одну сборку пакера, выполненную в виде установленной на стволе манжеты (см. патент RU №2139422, кл. Е21В 43/25, 10.10.1999).
Данный пакерный узел позволяет разобщать ствол скважины и подавать на вход насоса очищенную фильтром откачиваемую из скважины жидкую среду. Однако использование цилиндрических эластичных манжет требует использования устройств для сжатия манжет в осевом направлении, что усложняет конструкцию пакерного узла и приводит к снижению надежности его работы.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции пакерного узла.
Техническим результатом, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, является повышение устойчивости и надежности работы пакерного узла в ходе разобщения ствола скважины.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что пакерный узел для установки в скважине на колонне труб между насосом и фильтром содержит, по крайней мере, одну сборку пакера, выполненную в виде установленной на стволе манжеты, при этом выше первой сборки пакера установлена с помощью муфты перфорированная труба, а сборка выполнена в виде установленных на стволе самоуплотняющейся манжеты, сдерживающей перепад давлений сверху вниз,
расположенного между муфтой и манжетой ограничительного конического кольца, размещенного с упором верхним узким торцом в муфту и нижним широким торцом - во внутреннюю поверхность самоуплотняющейся манжеты, и опорной муфты, установленной на резьбе под манжетой с упором в последнюю со стороны ее наружной торцевой поверхности и выполненной с возможностью соединения посредством резьбы через второй ствол и муфту со сборкой второго пакера, выполненной аналогично сборке первого пакера, причем фильтр подсоединен к последней сборке пакера.
В ходе анализа работы пакеров с различными эластичными уплотнительными элементами, в том числе, с самоуплотняющимися манжетами в качестве уплотнительных элементов, показал, что последние наиболее предпочтительны для разобщения ствола скважины при их использовании вместе с установленным в скважине насосом. Использование самоуплотняющейся манжеты позволило создать простую конструкцию пакерного узла, которая путем использования ограниченного количества однотипных по конструкции деталей позволяет в зависимости от условий эксплуатации использовать пакерный узел практически с любым количеством сборок и при этом организовать подачу на вход насоса очищенной от крупных механических примесей откачиваемую из скважины жидкую среду, а установленная под самоуплотняющейся манжетой опорная муфта позволяет жестко зафиксировать манжету на стволе и одновременно служит соединительным элементом для наращивания пакерного узла дополнительными самоуплотняющимися манжетами или для установки ниже пакерного узла фильтра, а ограничительное коническое кольцо, охватывая часть внутренней поверхности самоуплотняющейся манжеты, предотвращает перетечки перекачиваемой жидкой среды вдоль ствола, на котором установлена манжета.
Таким образом достигнуто надежное разобщение ствола скважины, например между электроцентробежной насосной установкой и фильтром колонны труб посредством сравнительно простой конструкции пакерного узла с самоуплотняющейся манжетой.
На чертеже показан продольный разрез пакерного узла.
Пакерный узел для установки в скважине на колонне труб между насосом и фильтром содержит, сборки пакеров, выполненные в виде установленной на стволе 1 манжеты 2. Выше первой сборки пакера установлена с помощью муфты 3 перфорированная труба 4, а сборка выполнена в виде установленных на стволе 1 самоуплотняющейся манжеты 2, сдерживающей перепад давлений сверху вниз, расположенного между муфтой 3 и манжетой 2 ограничительного конического кольца 5, размещенного с упором верхним узким торцом в муфту 3 и нижним широким торцом - во внутреннюю поверхность самоуплотняющейся манжеты 2, и опорной муфты 6,
установленной на резьбе под манжетой 2 с упором в последнюю со стороны ее наружной торцевой поверхности и выполненной с возможностью соединения посредством резьбы через второй ствол 7 и муфту 8 со сборкой 9 второго пакера, выполненной аналогично сборке первого пакера, причем фильтр (не показан на чертеже) подсоединен к последней сборке пакера.
На колонне труб спускают пакерный узел с насосом и фильтром (не показаны на чертеже) на заданную глубину. Поскольку наружный диаметр самоуплотняющейся манжеты 2 заведомо больше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны скважины, манжета 2, выполненная из эластичного материала, прижимается внутренней стенке эксплуатационной колонны, разобщая скважину на подпакерное и надпакерное пространство. При работе насоса через фильтр и далее по стволам 7 и 1 перекачиваемая жидкая среда поступает в перфорированную трубу 4 и из нее поступает в затрубное пространство скважины выше самоуплотняющейся манжеты 2 верхней сборки пакера. Под действием давления созданного столбом перекачиваемой жидкой среды на выше указанную самоуплотняющуюся манжету 2, последняя еще плотнее прижимается к стенке эксплуатационной колонны. Таким образом, при запуске насоса в работу пакерный узел перекрывает доступ перекачиваемой жидкой среды из подпакерной зоны непосредственно на прием насоса, а откачиваемая из скважины пластовая жидкость на прием насоса поступает через фильтр, ствол 1 первой сборки пакера и перфорированную трубу 4, при этом жидкая среда очищается от большинства механических примесей. В результате исключается засорение рабочих органов насоса, снижается скорость механического износа и увеличивается срок службы погружного насоса.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой и других отраслях промышленности, где производят добычу различных сред из скважин с помощью погружных насосов.