ПАКЕР С УПОРОМ НА ЗАБОЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при освоении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин для разобщения интервалов ствола обсадной колонны скважины и защиты ее от динамического воздействия рабочей среды в процессе проведения различных технологических операций.
Известен пакер с упором на забой (патент РФ №81248, МПК E21B 33/12, опубл. 10.03.2009 г.), содержащий ствол с верхним упором, нижним ограничителем хода и установленным на нем уплотнительным элементом, нижний упор с втулкой, в которые телескопически вставлен ствол с ограничителем хода и опорным на забой патрубком. Ограничитель хода снизу снабжен кольцевым сужением, на котором зафиксирована срезными элементами полая втулка с наружными кольцевыми выборками в верхней части. Между нижним упором и втулкой во внутренней выборке установлено пружинное кольцо с внутренними кольцевыми проточками, выполненными с возможностью взаимодействия с кольцевыми выборками полой втулки при перемещении вверх относительно ограничителя хода и фиксации в них от перемещения вниз.
Однако данное устройство является ненадежным в работе ввиду недостаточного количества уплотнительных элементов, а также невозможности многократного применения из-за наличия разрушающихся элементов. Кроме того, конструкция пакера технологически сложна и трудоемка.
Известен пакер (патент РФ №36122, МПК E21B 33/12, опубл. 27.02.2004 г.), содержащий ствол с установленным на нем уплотнительным элементом, верхний и нижний упоры, втулку с нижним упором и ограничитель хода, при этом пакер дополнительно снабжен вторым уплотнительным элементом, разделенным с первым промежуточным металлическим кольцом, при этом верхняя часть ствола снабжена присоединительным элементом в виде муфты, к хвостовой части которой на резьбе присоединен верхний упор, а к нижнему концу ствола присоединен ограничитель хода, выполненный в виде гайки, причем втулка с нижним упором связана через переводник с опорным о забой патрубком.
Недостатком данного пакера является сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, причем ограничитель осевого перемещения ствола в конструкции пакера является ненадежным элементом, поскольку может преждевременно ограничить радиальное перемещение уплотнительных элементов в обсадной колонне, внутренний диаметр которой больше стандартного или изношен.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности и эффективности работы пакера с упором на забой в процессе его установки, эксплуатации и демонтажа в нефтяных и газовых скважинах.
Технический результат заключается в обеспечении возможности передачи крутящего момента через пакер и возможности многократной его установки в скважине в течение одной спускоподъемной операции.
Указанный технический результат достигается пакером с упором на забой, содержащим ствол, на котором установлены три уплотнительные манжеты с шайбами между ними и втулка нажимная, к которой посредством резьбового соединения через муфту присоединен наружный патрубок, к которому на резьбе присоединен нижний переводник и приварена шпонка, причем к верхнему концу ствола присоединен посредством резьбового соединения верхний переводник с гайкой, а к нижнему концу ствола посредством резьбового соединения присоединен внутренний патрубок с пазом для взаимодействия со шпонкой.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено продольное сечение пакера с упором на забой в сборе.
Пакер состоит из ствола 1, на который сверху навернут верхний переводник 2 с гайкой 3. На ствол 1 установлены три манжеты уплотнительные 4 с шайбами 5. Под манжетами уплотнительными 4 установлена втулка нажимная 6, которая посредством муфты 7 соединена с наружным патрубком 8. К наружному патрубку 8 при помощи сварки прикреплена шпонка 9. Снизу на ствол 1 навернут внутренний патрубок 10, который имеет продольный паз для взаимодействия со шпонкой 9. Снизу на наружный патрубок 8 навернут нижний переводник 11. Нижний и верхний переводники имеют резьбу для присоединения насосно-компрессорных труб (НКТ) и технологического оборудования (на чертеже не обозначено).
Пакер с упором на забой работает следующим образом. Пакер в составе подземного оборудования опускают в скважину на подъемных трубах до упора на забой. Для установки пакера необходимо произвести разгрузку колонны НКТ на пакер. При этом нижний переводник 11 с наружным патрубком 8, муфтой 7 и втулкой нажимной 6 останавливаются, упираясь в забой скважины. За счет веса колонны НКТ происходит дальнейшее перемещение вниз верхнего переводника 2, гайки 3, манжет уплотнительных 4 с шайбами 5. Под весом колонны НКТ, передаваемым на гайку 3, происходит деформация манжет уплотнительных 4 до соприкосновения со стенкой эксплуатационной колонны и герметичное разделение полости эксплуатационной колонны на подпакерное и надпакерное пространство.
Для перевода пакера в транспортное положение следует снять давление в подпакерном пространстве, снять нагрузку с пакера, выдержать пакер в разгруженном состоянии и очень медленной натяжкой колонны произвести распакеровку и демонтаж пакера.
При применении пакера в многопакерной компоновке, пакер с упором на забой устанавливается над пакером с нижним механическим якорным устройством, взаимодействующим со стенкой эксплуатационной колонны. В таком случае компоновка пакеров может устанавливаться многократно на разных интервалах скважины.
Увеличение количества уплотнительных элементов улучшает герметичность разобщения затрубного пространства скважины, что повышает эффективность работы пакера, также эффективность повышается за счет применения шпоночного соединения, позволяющего передавать крутящий момент через пакер, а исключение разрушающихся элементов из конструкции пакера повышает его надежность.
Таким образом обеспечиваются высокие эксплуатационные качества и надежность работы пакера.