ПАКЕР ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.
Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 27.07.2000 г.), включающий корпус, узел герметизации с упорным элементом, нижней втулкой и камерой уплотнения, перепускное устройство и обратный клапан, при этом он имеет клапанный узел со срезными элементами, шаровым клапаном и седлом под этот клапан в виде цилиндрической втулки, а корпус имеет кольцевой бурт ограничения перемещения нижней втулки, кольцевую проточку, ступенчатую кольцевую выточку и радиальные отверстия для установки срезных винтов, при этом перепускное устройство выполнено в виде золотника с внутренней ступенчатой выточкой, соответствующей внутренней ступенчатой выточке корпуса, пружиной и регулировочной гайкой, устанавливающей усилие пружины и длину хода золотника, а камера уплотнения образована уплотнительным элементом и кольцевой проточкой корпуса.
Наиболее близким по технической сущности является пакер (патент RU №2125148, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 20.01.1999 г.), содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и седлом на внутренней поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нижней опорой и распорным кольцом, кожух, образующий внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, поршень, размещенный в кольцевом пространстве, подпружиненный толкатель, связанный с поршнем, клапанный узел, размещенный на седле корпуса и выполненный в виде подвижной в осевом направлении втулки с опорными сухарями, срезным элементом и седлом на верхнем торце, шаровой запорный элемент, установленный в седле втулки, при этом корпус выполнен с осевыми каналами, соединяющими кольцевое пространство с центральным осевым каналом, а срезной элемент установлен на втулке с возможностью ограничения продольного перемещения шарового элемента.
Как аналогу, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов;
- во-вторых, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм);
- в-третьих, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и, как следствие, высокой ее стоимости.
Технической задачей полезной модели является возможность опрессовки колонны труб малого диаметра в скважине, а также снижение металлоемкости конструкции пакера и его стоимости.
Поставленная техническая задача решается пакером для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус установленный на нем уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что седло выполнено в виде внутреннего сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе колонны труб ниже интервала опрессовки, при этом уплотнительный элемент выполнен в виде полой втулки, герметично установленной на цилиндрическом корпусе ниже кольцевого выступа, выполненного на цилиндрическом корпусе, причем полая втулка имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно цилиндрического корпуса и оснащена наружной цилиндрической ступенью, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия с седлом, причем нижняя часть цилиндрического корпуса снабжена цилиндрической канавкой, а нижний конец цилиндрического корпуса оснащен ограничителем осевого перемещения полой втулки, при этом посадочный инструмент жестко соединен с цилиндрическим корпусом и оснащен сверху ловильной головкой, а ниже - центратором.
На фигуре в продольном разрезе изображен предлагаемый пакер.
Пакер для опрессовки колонны труб 1 в скважине содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3. На верхнем конце цилиндрического корпуса 3 установлен уплотнительный элемент 4, размещенный на седле 5.
Седло 5 выполнено в виде внутреннего сужения центрального канала 6 опрессовочной муфты 7, установленной в составе колонны труб 1 ниже интервала опрессовки.
Уплотнительный элемент 4 выполнен в виде полой втулки 8, герметично посредством уплотнительных колец 9, установленной на цилиндрическом корпусе 3 ниже кольцевого выступа 10, выполненного на цилиндрическом корпусе 3.
Полая втулка 8 имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно цилиндрического корпуса 3 и оснащена наружной цилиндрической ступенью 11, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия посредством уплотнительных колец 12 с седлом 5.
Нижняя часть цилиндрического корпуса 3 снабжена цилиндрической канавкой 13, а нижний конец цилиндрического корпуса 3 оснащен ограничителем 14 осевого перемещения полой втулки 8.
Посадочный инструмент 2 жестко соединен с цилиндрическим корпусом 3 и оснащен сверху ловильной головкой 15, а ниже центратором 16.
Пакер для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Перед опрессовкой колонны труб 1 опрессовочную муфту 7, как показано на фигуре спускают в составе колонны труб 1 в скважину до требуемого интервала опрессовки.
После чего с устья скважины (на фиг. не показано) в колонну труб 1 (см. фиг.) сбрасывают посадочный инструмент 2, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом 3 и с расположенным на нем уплотнительным элементом 4, который выполнен в виде втулки 8, герметично размещенной посредством уплотнительного кольца 9 на цилиндрическом корпусе 3. В процессе спуска цилиндрический корпус 3 и полая втулка 8 центрируются относительно колонны труб 1 посредством центратора 16, выполненного на посадочном инструменте 2. При достижении цилиндрическим корпусом 3 интервала опрессовки колонны труб 1 уплотнительный элемент 4, выполненный в виде втулки 8 своей наружной цилиндрической ступенью 11 посредством уплотнительных колец 12 герметично садится на седло 5, выполненное в виде внутреннего сужения центрального канала 6 опрессовочной муфты 7, при этом нижний торец кольцевого выступа 10 цилиндрического корпуса 3 упирается в верхний торец полой втулки 8, исключая осевое перемещение цилиндрического корпуса 3 вниз, а центратор 16 центрирует цилиндрический корпус 3 относительно седла 5. Колонну труб 1 доливают технологической жидкостью и производят ее опрессовку. После проведения опрессовки давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее в колонну труб 1 на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную головку 15. После этого кабель натягивают вверх, при этом посадочный инструмент 2 жестко соединенный с цилиндрическим корпусом 3 герметично посредством уплотнительного кольца 9 перемещаются вверх относительно уплотнительного элемента 4, выполненного в виде втулки 8 до тех пор, пока втулка 8 не попадет в наружную цилиндрическую канавку 13, выполненную в нижней части цилиндрического корпуса 3, при этом между цилиндрическим корпусом 3 и втулкой 8 образуется кольцевой зазор, через который жидкость перепускается снизу вверх из сужения центрального канала 6 опрессовочной муфты 7 во внутреннее пространство 17 колонны труб 1 выше цилиндрического корпуса 3, при этом втулки 8 упирается в ограничитель 14.
Производят выдержку по времени 3-5 минут в течении которого давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3 и уплотнительным элементом 4 извлекают на поверхность.
Предлагаемый пакер позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.