ПАКЕРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к средствам защиты обсадных колонн от воздействия высокого давления и может найти применение при спуске дополнительных обсадных колонн в скважины, обсадные колонны которых пришли в негодность.
Известно пакерующее устройство (свидетельство на полезную модель. РФ №26075, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. БИ №31 от 10.11. 2002 г.), содержащее основной пакер, включающий корпус с размещенной на его наружной поверхности эластичной манжетой, подвижный клиновой цилиндр, связанный с приводом, срезные и уплотнительные элементы и упоры, при этом устройство снабжено дополнительным пакером, состоящим из корпуса, соединенного через переводник с корпусом основного пакера, с надетой на него эластичной манжетой, подвижным клиновым цилиндром, образующим с корпусом и уступом на его наружной поверхности гидрокамеру, соединенную через радиальные каналы в корпусе с внутритрубным пространством.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны (Патент РФ на полезную модель №41331, МПК 7 Е 21 33/12, опубл. в БИ№29 от 20.10.2004 г.), содержащее пакер, состоящий из корпуса с размещенной на его наружной поверхности манжетой, сверху которой размещен подвижный упор, связанный с приводом, а снизу - упор, зафиксированный на корпусе, срезные и уплотнительные элементы, при этом корпус сверху связан с дополнительной обсадной колонной и снабжен технологическими окнами, а подвижный упор выполнен в виде цилиндра, зафиксированного в транспортном положении срезными винтами и жестко связанного через технологические окна с приводом, который выполнен в виде стакана, герметично установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и снабженного обратным клапаном, пропускающим снизу вверх, при этом манжета выполнена сборной в виде чередующихся эластичных и жестких колец, причем подвижный упор выполнен с возможностью фиксации от смещения вверх относительно корпуса в любом рабочем положении.
Как аналогу, так и прототипу присущ общий недостаток связанный с тем, что конструкция пакерующего устройства не позволяет непосредственно перед запакеровкой произвести опрессовку дополнительной обсадной колонны (ДОК) на необходимое давление без дополнительных спуско-подъемных операций специального оборудования (например, пакера).
Технической задачей полезной модели является проведение опрессовки ДОК и запакеровки пакерующего устройства без дополнительных спуско-подъемных операций специального оборудования в скважину и без увеличения деталей падающих на забой скважины в процессе опрессовки и запакеровки, которые в последствии необходимо разбуривать.
Поставленная техническая задача решается пакерующим устройством дополнительной обсадной колонны содержащим пакер, состоящий из корпуса с размещенной на его наружной поверхности манжетой, сверху которой размещен подвижный упор, связанный с приводом, а снизу - упор, зафиксированный на корпусе, при этом корпус сверху связан с дополнительной обсадной колонной и снабжен технологическими окнами, а подвижный упор выполнен в виде цилиндра, зафиксированного в транспортном положении срезными винтами и жестко связанного через технологические окна с приводом, который выполнен в виде стакана, герметично установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и снабженного обратным клапаном, пропускающим снизу вверх, при этом манжета выполнена сборной в виде чередующихся эластичных и жестких колец, причем подвижный упор выполнен с возможностью фиксации от смещения вверх относительно корпуса в любом рабочем положении, срезные и уплотнительные элементы.
Новым является то, что стакан срезными элементами жестко закреплен в верхнем конце корпуса, а срезные винты, жестко связанные с цилиндром через технологические окна удлинены внутрь к оси корпуса и имеют возможность взаимодействия сверху со стаканом в процессе запакеровки.
На фигуре изображено предлагаемое пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны.
Пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны содержит пакер 1 (см. Фиг.), состоящий из корпуса 2, с размещенной на его наружной поверхности сборной манжетой 3, сверху которой размещен подвижный упор 4, связанный с приводом 5, а снизу - упор 6, зафиксированный на корпусе 2 срезным элементом 7.
Корпус 2 сверху связан с ДОК 8 посредством муфты 9 и снабжен технологическими окнами 10. Подвижный упор 4 выполнен в виде цилиндра 11, который снабжен жестко связанными с ним срезными винтами 12, установленными в технологические окна 10. Срезные винты 12 удлинены внутрь к оси корпуса 2.
Стакан 13 срезными элементами 14 жестко закреплен в верхнем конце корпуса 2. Стакан 13 снабжен обратным клапаном 15, пропускающим снизу вверх.
Срезные винты 12 удлиненные внутрь к оси корпуса 2 имеют возможность взаимодействия сверху со стаканом 13 в процессе запакеровки.
Сборная манжета 3 представляет собой чередующиеся эластичные 16 и жесткие кольца 17. Сверху цилиндр 11 жестко связан с переводником 18, который в свою очередь, соединен с корпусом 2 срезным элементом 19.
Подвижный упор 4 выполненный в виде цилиндра 11 имеет возможность фиксации от смещения вверх относительно корпуса 2 в любом рабочем положении, благодаря наличию стопорного кольца 20, расположенного во внутренней верхней проточке 21 цилиндра 11 и зубчатым насечкам 22 на наружной поверхности корпуса 2.
Снизу на корпус 1 навернута опора 23, позволяющая при необходимости спускать ДОК 8 с хвостовиком (на Фиг. не показано).
Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 24, 25, 26.
Работает устройство следующим образом.
Устройство посредством муфты 9 соединяют с нижним концом ДОК 8 (см. Фиг.) и спускают во внутрь обсадной колонны (на Фиг. не показано), которая является непригодной для дальнейшей эксплуатации, с таким расчетом, чтобы оно находилось на расстоянии 15-20 м выше продуктивного пласта. ДОК 8 закрепляют на устье скважины (на Фиг. не показано). В процессе спуска устройства в обсадную колонну, находящаяся в ней жидкость перетекает снизу вверх сквозь обратный клапан 15 стакана 13 внутрь ДОК 8. Достигнув интервала запакеровки устройства ДОК 8 закрепляют на устье скважины.
Доливают ДОК 8 технологической жидкостью и посредством насосного агрегата (на фиг. не показано)и герметизируют устье скважины. Создают внутри ДОК 8 повышенное давление, необходимое для опрессовки ДОК 8 (например, 13,0 МПа) и выдерживают необходимое время.
Убедившись в герметичности ДОК 8 вновь повышают в ней давление до тех пор, пока не разрушатся срезные элементы 14 (например, 15,0 МПа), жестко фиксирующие стакан 13 в верхнем конце корпусе 1. В результате разрушения срезных элементов 14 стакан 13 с обратным клапаном 18 смещаются вниз до взаимодействия стакана 13 с удлиненными срезными винтами 12. Далее начинают запакеровку пакера 1. Вновь повышают давление внутри ДОК 8 и соответственно в устройстве, при этом стакан 13 продолжает перемещаться вниз, передавая усилие посредством срезных элементов 12, расположенных в технологических окнах 10 на цилиндр 11 подвижного упора 4, который в свою очередь, также начинает перемещается вниз, первоначально разрушив срезной элемент 19. Давление внутри ДОК 8 продолжают повышать в результате чего цилиндр 11
сжимает эластичные кольца 15 сборной манжеты 3, которые, расширяясь в радиальном направлении, прижимаются к стенкам обсадной колонны, непригодной для эксплуатации.
Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока стакан 13 не разрушит срезные элементы 12 о нижние кромки технологических окон 10. В результате стакан 13 с обратным клапаном 14 падают на забой скважины, а стопорное кольцо 20, зацепившись за зубчатые насечки 22 выполненные на наружной поверхности корпуса 2, исключает обратное осевое перемещение цилиндра 11 относительно корпуса 2. Процесс запакеровки окончен. Стакан 13 и обратный клапан 14 изготовлен из чугуна и при необходимости их можно разбурить.
После запакеровки во внутрь дополнительной обсадной колонны 8 на насосно-компрессорных трубах (на Фиг. не показано) спускают необходимое оборудование для дальнейшей эксплуатации скважины.
Если необходимо извлечь пакерующее устройство дополнительной обсадной колонны 8, то делают ее натяжку вверх, при этом срезной элемент 7 разрушается и упор 8 опускается вниз относительно корпуса 2, причем цилиндр 11 подвижного упора 4 прекращает свое осевое воздействие на чередующиеся эластичные 16 и жесткие кольца 17 сборной манжеты 3, при этом эластичные кольца 16 выходят из соприкосновения с обсадной колонной не пригодной для дальнейшей эксплуатации, после чего устройство готово к подъему на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет произвести последовательно сначала опрессовку ДОК, а затем и запакеровку пакерующего устройства без дополнительных спуско-подъмных операций специального оборудования в скважину и без увеличения деталей, падающих на забой скважины в процессе опрессовки и запакеровки, которые в последствии необходимо разбуривать. Все вышеуказанное позволяет сократить время ремонта скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые средства.