МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ПАКЕР С УПОРОМ НА ЗАБОЙ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, проводящей эксплуатацию недр с помощью скважин и может быть использована для герметичного длительного разобщения интервалов ствола обсадной колонны и защиты ее от динамического воздействия рабочей среды в процессе проведения различных технологических операций, эксплуатации нагнетательных и добывающих скважин с нестандартными параметрами сечения эксплуатационной колонны.
Известен «Пакер» (патент РФ №2184209, кл. Е 21 В 33/12), содержащий уплотнительный узел, состоящий из деформируемого патрубка, эластичной манжеты и расширяющего элемента, взаимодействующего через срезной элемент с цилиндром, связанным с приводом, включающим шток, при этом внутренний диаметр расширяющего элемента выбран под наружный диаметр плунжера, снабженного кольцевым уступом, установленного на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), с уплотнительными элементами для взаимодействия с внутренней стенкой расширяющего элемента.
Недостатком данного пакера является сложная конструкция, работающая на гидравлическом принципе, при этом необходимая взаимосвязь элементов конструкции зависит от их подгонки и подбора.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является «Пакер» осевой установки типа ПРО-Ш-К-ЯМО2 (опубл. Пакер / Каталог продукции / Выпуск 2 / 2004, стр.№16, копия прилагается) для герметичного разобщения интервалов ствола обсадной колонны скважины в процессе проведения различных технологических операций. Пакер снабжен уравнительным клапаном, который в процессе пакеровки изолирует подпакерную зону от надпакерной, а при спуско-подъемных операциях или
при промывке скважины обеспечивает сообщение подпакерной зоны с надпакерной; шпонкой и оснащен двумя резиновыми элементами из специальной резины. Заякоривающее механическое устройство пакера размещено под резиновыми элементами.
Недостатками данного пакера является невозможность применения при недостаточном весе труб, на которых спускается пакер, из-за их малого диаметра и небольшой глубины скважины, вследствие чего не происходит разгерметизация затрубного пространства резиновыми элементами путем работы недостаточных осевых нагрузок.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы модернизированного пакера с упором на забой осевой установки в условиях осложненных эксплутационными причинами (малый вес НКТ).
Поставленная задача решается модернизированным пакером с упором на забой, работающим как от радиальных нагрузок на растяжение, так и от осевых нагрузок на сжатие.
Новым является то, что верхний упор пакера в виде тарелки имеет конический элемент, на который при посадке пакера надевается резиновый элемент (благодаря чему пакер работает как от осевых нагрузок на сжатие, так и от радиальных нагрузок на растяжение).
На фигуре 1 схематично представлен модернизированный пакер с упором на забой.
Сборка модернизированного пакера с упором на забой производится на 2,5" патрубок 1. Верхний упор 2 с патрубком 1 под НКТ крепиться на резьбовое соединение на патрубке 1, затем устанавливаются и уплотнительные резиновые элементы 4 и 5, а между ними металлическая шайба 6. После этого устанавливается нижний упор 3, который свободен в перемещении по оси. На нижний конец патрубка 1 модернизированного пакера с упором на забой навинчивается муфта 7, а нижний упор 3 соединяется с переводником 8.
Модернизированный пакер с упором на забой содержит верхний упор 2 в виде тарелки с коническим элементом, на который при посадке пакера надевается уплотнительный резиновый элемент 4, благодаря чему пакер работает как при осевых нагрузках на сжатие, так и при радиальных нагрузках на растяжение. Верхний упор 2 и нижний упор 3 под уплотнительные резиновые элементы 4 и 5 имеют форму «тарелки», что делает более герметичным соединение уплотнительного резинового элемента 4 с верхним упором 2 и уплотнительного резинового элемента 5 с нижним упором 3. Конструкция верхнего упора 2 и нижнего упора 3 в виде тарелки предотвращают затекание уплотнительных резиновых элементов 4 и 5 за эти упоры при посадке пакера.
Работает модернизированный пакер с упором на забой следующим способом.
Для герметизации эксплуатационной колонны от действия агрессивных сред и перепадов давления в стволе скважины модернизированный пакер с упором на забой спускается в скважину на НКТ. Компоновка собирается с хвостовиком, в которую входят НКТ, перфорированный патрубок и заглушка (на фиг.1 не указаны). Посадка производится путем разгрузки веса НКТ на забой, после чего на модернизированный пакер с упором на забой действует осевая нагрузка на сжатие и радиальная нагрузка на расширение при помощи верхнего упора 2 и нижнего упора 3. В результате работы осевых нагрузок происходит сдавливание уплотнительных резиновых элементов 4 и 5, и герметизация пространства путем растекания их по затрубному (межколонному пространству). Радиальная нагрузка на расширение образуется за счет верхнего упора 2, имеющего конус под углом 50-60°, плавно входящего в уплотнительный резиновый элемент 4. Нижний упор 3 обеспечивает сжимающий эффект всего модернизированного пакера с упором на забой с уплотнительным резиновым элементом 5 относительно оси скважины. Срыв модернизированного пакера с упором на забой осуществляется путем подъема НКТ.
Технико-экономическое преимущество предлагаемого модернизированного пакера с упором на забой заключается в высокой надежности герметизации эксплуатационной колонны при длительной эксплуатации и высоких перепадах давления на пакер, тем самым соблюдается экологическая безопасность. Кольцевое пространство герметично перекрывается при широком диапазоне внутреннего диаметра обсадных труб.
Модернизированный пакер с упором на забой возможно применять на скважинах с не стандартным сечением ствола скважины.
Модернизированный пакер с упором на забой многократного действия, прост в обслуживании и не требует значительных материальных затрат при изготовлении, монтаже и эксплуатации.