ПАКЕР РАЗБУРИВАЕМЫЙ

Полезная модель относится к оборудованию для обустройства нефтяных и газовых скважин и предназначено для установки в нефтяных и газовых скважинах для разобщения затрубного пространства и закачки тампонажного раствора при изоляции зон поглощения.
Известен разбуриваемый пакер, принятый за прототип (Патент Российской Федерации на изобретение №2296853, МПК Е21В 33/12, опубликовано 14.02.2005), содержащий ствол с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, установленные на стволе уплотнительный элемент, верхний и нижний конуса, верхний и нижний захваты, которые связаны с конусами, разрезную гайку, установленную в верхнем конусе, который имеет резьбовую нарезку на внутренней поверхности и резьбовую нарезку конуса на внешней поверхности. Пакер дополнительно снабжен упором, расположенным в нижней части ствола и представляющим собой пробку или пробку с корпусом.
Недостатками рассматриваемого устройства являются:
- невозможность закачки через него тампонажного раствора для изоляции зон поглощения;
- вытеснение промывочной жидкости из скважины при спуске пакера на колонне бурильных труб.
Заявляемое решение решает следующие задачи:
- обеспечения возможности его использования не только в качестве пакера-пробки, для герметичного разобщения участков ствола скважины, но и для подачи через него тампонажного раствора при проведении работ по изоляции зон поглощения;
- заполнения внутреннего объема колонны бурильных труб при спуске пакера;
- упрощения конструкции узла фиксации элементов пакера в рабочем положении после его установки.
Поставленные задачи достигаются тем, что, новым в конструкции пакера разбуриваемого, содержащего полый цилиндрический ствол с установленными на нем уплотнительным элементом, верхним и нижним конусами, наружные поверхности которых контактируют соответственно с верхним и нижним захватами, является то, что на наружной поверхности ствола выполнены канавки, контактирующие с установленными в верхнем конусе разрезными стопорными кольцами, в нижней части ствола установлена посадочная втулка под сбрасываемую запорную пробку, а на нижнем торце пакера, на разрезных тарированных винтах, установлено седло шарового клапана.
На фиг.1 показан общий вид пакера разбуриваемого в исходном (транспортном) состоянии.
На фиг.2 - общий вид пакера по завершении процесса его установки в скважину.
На фиг.3 - общий вид установленного в скважину пакера с открытым для подачи через него тампонажного раствора проходным каналом.
На фиг.4 - общий вид пакера с установленной в него запорной пробкой.
Пакер разбуриваемый (фиг.1) состоит из полого цилиндрического ствола 1 с выполненными на его концах резьбами (на чертеже не обозначено): внутренней трапецеидальной для соединения с установочным инструментом - на верхнем (муфтовом) конце и наружной трубной - на нижнем конце. На наружной поверхности ствола выполнены канавки 2 и установлен уплотнительный элемент 3, выполненный в виде одной или нескольких манжет, имеющих разную твердость, торцы которого упираются в верхний 4 и нижний 5 конусы. На внутренней поверхности верхнего конуса 4 выполнены кольцевые проточки 6, в которые установлены разрезные стопорные кольца 7, фиксирующие верхний конус от осевых перемещений после обжатия манжеты. На наружные конические поверхности конусов установлены захваты - верхний 8 и нижний 9, каждый из которых представляет собой тарированный на заданное усилие разрыва якорь. Нижний захват упирается своим торцем в направляющий башмак 10, установленный на нижний конец ствола. Со стороны нижнего конца в ствол вставлена посадочная втулка 11, зафиксированная от осевого перемещения гайкой 12, на которой, помощью тарированных на заданное усилие разрыва винтов 13, закреплено седло 14 шарового клапана. Герметичность соединения седла с гайкой обеспечивается резиновым уплотнительным кольцом 15. Все детали пакера изготовлены из легкоразбуриваемых материалов (алюминиевые сплавы, резина).
Пакер разбуриваемый работает следующим образом.
Соединенный, посредством выполненной на верхнем конце ствола резьбы, с установочным инструментом (не показан) пакер спускают в скважину на заданную глубину на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб, при этом, благодаря наличию сквозного проходного канала, заполняющая скважину промывочная жидкость поступает во внутритрубное пространство, а не вытесняется из скважины.
При достижении пакером заданной глубины сбрасывается шар 16 (фиг.2), который, достигнув седла 14 шарового клапана, перекрывает проточный канал пакера. Внутри колонны создают давление, толкатель гидроцилиндра установочного инструмента (не показан) воздействует на торцевую поверхность верхнего захвата 8, в результате чего захват с верхним конусом 4 смещаются вниз, уплотнительный элемент 3 деформируется, частично перекрывая затрубное пространство. При достижении заданной величины давления в гидроцилиндре установочного инструмента верхний захват 8 разрывается, его сегменты врезаются в стенки скважины фиксируя пакер от перемещений вверх. После чего, не сбрасывая давления, колонной труб создают натяжение ствола 1 вверх, все элементы пакера, за исключением верхнего захвата 8 и верхнего конуса 4, смещаются вверх, уплотнительный элемент 3 деформируется, обеспечивая разделение внутрискважинных участков. При достижении заданной величины усилия нижний захват 9 разрывается, его сегменты врезаются в стенки скважины, разрезные стопорные кольца 7 фиксируют все элементы пакера от возврата в исходное положение. Установка пакера завершена.
По завершении операции установки пакера внутритрубное давление поднимают до расчетной величины, при этом тарированные винты 13 разрываются, шаровый клапан состоящий из седла 14 и шара 16 падает на забой, освобождая проточный канал пакера для подачи через него тампонажного раствора для изоляции зон поглощения (фиг.3)
После закачки необходимого объема тампонажного раствора пускают запорную пробку 17, которая устанавливается в посадочную втулку 11 изолируя друг от друга участки скважины выше и ниже пакера (фиг.4).
По завершении изоляционных работ установочный инструмент, вращением колонны труб вправо, отстыковывается от пакера и вместе с колонной труб извлекается из скважины, цементный мост вместе с пакером разбуриваются напроход.
Таким образом, новая совокупность существенных признаков заявляемого решения позволила:
1. Обеспечить заполнение внутреннего объема колонны труб при спуске пакера.
2. Обеспечить подачу через внутренний проточный канал пакера тампонажного раствора для изоляции зон поглощения с последующим разобщением участков скважины выше и ниже пакера.
3. Упростить конструкцию узла фиксации элементов пакера в рабочем положении после его установки.