МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПАКЕР

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для установки в необсаженных скважинах нефтяных и газовых месторождений при исследовании и изоляции зон поглощения.
Известен гидромеханический пакер (патент на полезную модель RU №54393, МПК Е21В 33/12 опубл. 27.06.2006 г.), включающий ствол с радиальными каналами, гидроцилиндр, соединенный через переходник с колонной труб, с поршнем, соединенным с разжимным конусом, уплотнительное кольцо, разрезную цангу с якорем, выполненную с возможностью взаимодействия изнутри с разжимным конусом, шаровой клапан с седлом, выполненным в виде втулки, которая соединена со стволом, тарированным срезным элементом. Разрезная цанга с якорем, расположенным снизу, установлена снизу цилиндра, а ствол выполнен с возможностью герметичного осевого перемещения вверх относительно поршня и жестко соединен с поршнем и разжимным конусом, причем радиальные каналы ствола расположены непосредственно под поршнем. На наружной поверхности ствола с возможностью осевого перемещения расположены последовательно сверху вниз конус и уплотнительное кольцо с внутренней конусной поверхностью, взаимодействующей с конусом, выполненным с возможностью взаимодействия сверху с разрезной цангой, причем ниже уплотнительного кольца на стволе зафиксирован упор, взаимодействующий с уплотнительным кольцом.
Недостатками пакера являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, низкая надежность в работе, обусловленная как высокой вероятностью заклинивания разрезной цанги и/или так и не разрушением при расчетном усилии тарированного разрезного элемента;
- в-третьих, ограниченный рабочий диапазон диаметров выхода плашек.
Наиболее близким по технической сущности является пакер гидромеханический (патент на полезную модель RU №11827, МПК Е21В 33/12, опубл. 16.11.1999 г.), включающий якорный узел, содержащий плунжер, связанный с основанием, опорную поверхность основания с размещенными на ней плашками с проушинами, обойму, установленную ниже плашек, тяги, закрепленные в проушинах плашек, при этом опорная поверхность основания выполнена плоской, уплотнительные элементы.
Недостатками пакера являются:
- во-первых, низкая надежность в работе, обусловленная тем, что в процессе эксплуатации пакера обойма якорного узла, в частности в месте крепления проушин к обойме, которые монтируются с помощью сварки (сварного шва), выходят из строя (разрушаются), при этом проверить состояние сварного шва при проведении ревизии пакера не возможно;
- во-вторых, высокий риск возникновения аварийной ситуации в скважине вследствие высокой вероятности заклинивания пакера вследствие потери соосности пакера в скважине по причине поломки крепления проушины к обойме в процессе посадки или эксплуатации пакера в скважине.
Техническими задачами полезной модели являются повышение надежности работы гидромеханического пакера в скважине и снижение риска возникновения аварийной ситуации в скважине.
Поставленная техническая задача решается модернизированным гидромеханическим пакером, включающим якорный узел, содержащий плунжер, связанный с основанием, опорную поверхность основания с размещенными на ней плашками с проушинами, обойму, установленную ниже плашек, тяги, закрепленные в проушинах плашек, и уплотнительные элементы.
Новым является то, что якорный узел оснащен кольцом с цельно выточенными проушинами сверху, а снизу кольцо соосно размещено и приварено к верхнему концу обоймы.
На фигуре схематично изображен предлагаемый модернизированный гидромеханический пакер.
Модернизированный гидромеханический пакер включает якорный узел 1, содержащий плунжер 2, связанный с основанием 3.
На опорной поверхности 4 основания 2 размещены плашки 5 с проушинами 6. Обойма 7 установлена ниже плашек 5.
Якорный узел 1 оснащен кольцом 8 с цельно выточенными проушинами 9 сверху, а снизу кольцо 8 соосно размещено и приварено к верхнему концу обоймы 7.
Тяги 10 снизу посредством цельно выточенных проушин 9 кольца 8 закреплены к обойме 7, а сверху тяги 10 закреплены в проушинах 6 плашек 5. Выше якорного узла размещены уплотнительные элементы 11.
Устройство работает следующим образом.
Модернизированный гидромеханический пакер на конце колонны бурильных труб (на фигуре не показано) спускается в скважину до интервала посадки.
В интервале посадки модернизированного гидромеханического пакера в колонне бурильных труб создается гидравлическое давление жидкости. Это приводит к осевому перемещению плунжера 2 якорного узла 1 вверх. Плашки 5, связанные с плунжером 1, перемещаются радиально наружу по опорной поверхности 4 основания 3, при этом плашки 5 посредством тяг 10, закрепленных в проушинах 6 плашек 5 и проушинах 9 кольца 8, увлекают за собой вверх жесткосоединенную с кольцом 8 посредством сварки обойму 7. Плашки 5 врезаются в стенки скважины, при этом якорный узел 1 фиксируется на стенках скважины (на фигуре не показано).
Далее разгружают колонну бурильных труб на якорный узел 1, зафиксированный на стенках скважины. Под воздействием веса колонны бурильных труб уплотнительные элементы 11 расширяются радиально наружу, обеспечивая герметичную посадку модернизированного гидромеханического пакера, при этом плашки 5 углубляются в стенки скважины. Процесс посадки пакера окончен.
Проушины 9 кольца 8 цельно выточенные, выполненные фрезеровкой, что исключает применения сварки при креплении проушин к обойме 7, как выполнено в прототипе. Затем нижнюю часть кольца 8 с цельновыточенными проушинами 9 соединяют с обоймой 6 с помощью сварки (по периметру). Это повышает надежность работы модернизированного гидромеханического пакера в скважине, так как полностью исключается поломка проушин по месту сварки, а исключение поломки проушин снижает риск возникновения аварийной ситуации в скважине при посадке и эксплуатации модернизированного гидромеханического пакера.
Модернизированный гидромеханический пакер позволяет:
- повысить надежность работы;
- снизить риск возникновения аварийной ситуации в скважине.