ПАКЕР

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для проведения изоляционных работ при капитальном ремонте скважин. Для временного перекрытия ствола скважины.
Известен пакер, содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра, размещенные на стволе конус со шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками ( Патент РФ №2137901, МПК 6 Е 21 В 33/12,1999).
Недостатками пакера является сложность конструкции, обусловленная наличием сложных деталей, таких как конус, фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, конические вкладыши, которые требуют высокой точности при изготовлении и значительно усложняют сборку, что возможно выполнить только в специализированных  мастерских.   Невыполнение  жестких  требований  при изготовлении и сборке снижает надежность работы пакера.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пакер включающий ствол в нижней части выполненный с кольцевой выборкой по наружной поверхности, вертикальными сквозными пазами наверху и радиальными отверстиями, на которой установлена втулка с возможность продольного перемещения, снабженная сферической кольцевой выборкой, обращенной к оси устройства, в которой установлены фиксирующие шарики, взаимодействующие через посредство радиальных отверстий в стволе со съемным узлом, кроме того втулка имеет вертикальные сквозные пазы в верхней части и кольцевые насечки на наружной поверхности, а съемный узел через палец и пазы в стволе взаимодействует со втулкой, заглушку и упоры, уплотнительный  элемент,  фиксатор  положения  уплотнительного  элемента, выполненный в виде пружинной шайбы, конус связанный со шлипсами соединением «ласточкин хвост», корпус и шток посадочного инструмента, установочный фиксатор и съемный узел (Патент РФ № 2170808, МПК 7 Е 21 В 33/12,2001).
Недостатками пакера являются:
-не исключена вероятность заклинивания шлипсового узла при спуске пакера в требуемый интервал скважины, обусловленная тем, что конус связанный со шлипсами соединением «ласточкин хвост» не имеет предварительной фиксации в транспортом положении, что безусловно снижает его работоспособность;
- для срыва пакера нужен специальный ловильный инструмент, поскольку съемный узел выполнен с зубчатыми насечками;
Задачей полезной модели является создание более работоспособной конструкции пакера, позволяющей использовать серийно выпускаемый ловильный инструмент (например, наружную труболовку).
Указанная задача решается предлагаемым пакером, включающим ствол в нижней части выполненный с кольцевой выборкой по наружной поверхности, вертикальными сквозными пазами наверху и радиальными отверстиями, на котором установлена втулка с возможностью продольного перемещения, снабженная сферической кольцевой выборкой, обращенной к оси устройства, в которой установлены фиксирующие шарики, взаимодействующие через посредство радиальных отверстий в стволе со съемньм узлом, кроме того втулка имеет вертикальные сквозные пазы в верхней части и кольцевые насечки на наружной поверхности, а съемный узел через палец и пазы в стволе взаимодействует со втулкой, заглушку и упоры, уплотнительный  элемент,  фиксатор  положения  уплотнительного  элемента, выполненный в виде пружинной шайбы, конус связанный со шлипсами соединением «ласточкин хвост», корпус и шток посадочного инструмента, установочный фиксатор и съемный узел.
Новым является то, что снизу    втулка снабжена дополнительньми вертикальными сквозными пазами, в которых расположены направляющие штифты, соединенные с конусом, посредством которых, он имеет возможность продольного перемещения в рабочем положении, при этом конус соединен в транспортном положении со шлипсами через срезные элементы, а шток посадочного инструмента с заглушкой - через установочный фиксатор, выполненный в виде разрывного элемента, причем съемный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической выборкой в верхней части по наружной поверхности.
На Фиг. изображен предлагаемый пакер в продольном разрезе.
Пакер состоит из ствола 1 (см.Фиг.) в нижней части которого, выполнена кольцевая выборка 2 по наружной поверхности, с вертикальными сквозными пазами 3 наверху и радиальными отверстиями 4, на котором установлена втулка 5 с
возможностью продольного перемещения. Втулка 5   снабжена вертикальными сквозными пазами 6 и 7, соответственно в верхней и нижней части, а также сферической кольцевой выборкой 8, обращенной к оси устройства, в которой установлены фиксирующие шарики 9, взаимодействующие посредством радиальных отверстий 4 в стволе 1 со съемным узлом 10. Съемный узел 10 выполнен в виде патрубка с цилиндрической выборкой 11 в своей верхней части и посредством пальца 12 и вертикальных сквозных пазов 3 в стволе 1 взаимодействует со втулкой 5. Сверху ствол 1 соединен со съемным узлом 10 с помощью срезных элементов 13, а снизу ствол 1 герметично соединен с заглушкой 14.
В вертикальных сквозных пазах 7 втулки 5 расположены направляющие штифты 15, соединенные с конусом 16, имеющим возможность продольного перемещения в рабочем положении. Конус 16 имеет пазы 17, в которые установлены шлипсы 18 посредством соединения «ласточкин хвост», и связанные между собой в транспортном положении срезными элементами 19.
Снаружи на кольцевой выборке 2 ствола 1 снизу вверх расположены нижний упор 20 уплотнительный элемент 21 и верхний упор 22, на который своими нижним концами опираются шлипсы 18.
От несанкционированного перемещения относительно втулки 5 конус удерживается пружинной шайбой 23 , под которую на наружной поверхности втулки 5 имеются кольцевые насечки 24. На конус 16 сверху опирается корпус 25 посадочного инструмента, а шток 26 посадочного инструмента соединен с заглушкой 14 посредством установочного фиксатора, выполненного в виде разрывного элемента 27.
Работает устройство следующим образом,
Пакер в транспортном положении опускают в требуемый интервал скважины, после чего приводят в действие посадочный инструмент. При этом корпус 25 посадочного инструмента оказывает давление на конус 16 , а шток 26 посредством заглушки 14 тянет вверх ствол 1 пакера вместе со втулкой 5. Конус 16 разрушает срезные винты 19 и перемещаясь вдоль втулки 5 , раздвигает шлипсы 18 до соприкосновения со стенками скважины, а ствол 1, перемещаясь вверх, сжимает уплотнительный элемент 21 и перекрывает внутреннее пространство скважины (на Фиг. не показано).
Пружинная шайба 23 на кольцевых насечках 24 втулки 5 фиксирует положение уплотнительного элемента в окончательном запакерованном состоянии.
По достижении расчетной нагрузки посадки пакера разрывной элемент 27 разрушается, освобождая тем самым посадочный инструмент, который после этого
извлекается из скважины, а пакер остается в изолированном интервале скважины, после чего в скважине проводят запланированный объем работ.
Для снятия пакера в скважину спускают серийно выпускаемый ловильный инструмент, например, наружную труболовку (на Фиг. не показано) и соединяют его с цилиндрической выборкой 12 съемного узла 10. Затем ловильный инструмент вместе со съемным узлом 10 поднимают вверх, при этом срезные элементы 13 разрушаются, съемный узел 10 освобождается и перемещается вверх относительно ствола 1 до упора пальца 12 в верхнюю кромку вертикального сквозного паза 6 втулки 5 , открывая тем самым радиальные отверстия 4 ствола 1 и освобождая фиксирующие шарики 9 , которые из-за несоосного размещения относительно внутренней плоскости втулки 5 и наружной плоскости ствола 1 выпадают во внутрь ствола 1 и перестают фиксировать втулку 5 относительно ствола 1. При дальнейшем поднятии съемного узла 10 с ним начинает перемещаться и втулка 5, которая своего нижней кромкой вертикального сквозного паза 7 упирается в конус 16 и увлекает его вверх, выводя тем самым из зацепления с обсадной колонной ( на Фиг. не показано) шлипсы 18 , которые после полного освобождения будут перемещаться вверх вместе со втулкой 5 до упора пальца 12 в верхнюю кромку вертикального сквозного паза 3 ствола 1. При этом под действием упругих сил уплотнительный элемент 21 возвращается в свое первоначальное состояние. Затем пакер полностью извлекается из скважины.
Предлагаемая конструкция пакера предохранена от заклинивания в процессе спуска пакера в требуемый интервал скважины и имеет гарантированное извлечение из скважины, так как   позволяет использовать серийно выпускаемый ловильный инструмент, что несомненно ведет к сокращению времени нахождения скважины в ремонте, и как следствие, снижается стоимость самого ремонта.