ПАКЕР РАЗБУРИВАЕМЫЙ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для проведения изоляционных и других работ при капитальном ремонте скважин.
Известен пакер разбуриваемый, содержащий ствол, герметизирующий элемент, верхнюю и нижнюю конические опоры, разрывные шлипсы и механизм фиксации пакеровки (А.с. №832056 от 04.05.1978).
Известен также пакер разбуриваемый (прототип), содержащий ствол с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, герметизирующий элемент, верхние и нижние разрывные шлипсы, механизм фиксации пакеровки и инструмент посадочный гидравлический с цилиндром, поршнем и штоком, при этом разрывные шлипсы дополнительно зафиксированы на конусах срезными штифтами (патент №2414586 от 02.02.2010).
Недостатком аналога и прототипа является низкая защищенность пакера от преждевременного срабатывания при его спуске в скважину. В результате накопления грязевых отложений со стенок обсадной колонны в зазоре между пакером (особенно нижним шлипсом) и обсадной трубой при спуске пакера возникают значительные усилия, надвигающие нижний шлипс вверх по стволу на нижний конус, что приводит к несанкционированному разрушению нижней шлипсы и преждевременной посадке пакера в скважине. Увеличение усилия срабатывания нижнего шлипса установкой срезных штифтов между шлипсом и конусом повышает необходимое усилие штатной установки пакера, что также является недостатком пакера.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы пакера и безопасности его спуска в скважину.
Поставленная техническая задача решается пакером разбуриваемым, содержащим полый цилиндрический ствол с резьбовой нарезкой на наружной поверхности, установленные на корпусе уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами и конусными опорами, верхние и нижние шлипсы в виде кольцевых секторов, выполненных с возможностью продольного перемещения по конусным поверхностям опор, снабжен фиксатором, имеющим резьбовую нарезку под нарезку корпуса.
Новым является то, что на внешней стороне ствола выполнен кольцевой уступ, образуемый перепадом диаметров на внешней цилиндрической поверхности ствола, а на внутренней цилиндрической поверхности нижнего шлипса выполнен ответный кольцевой уступ с таким расчетом, что они в транспортном положении пакера при его спуске в скважину блокируют осевое перемещению нижней шлипсы по стволу вверх в направлении нижнего конуса.
Предлагаемый пакер разбуриваемый представлен на фиг.1. На фиг.2 изображены разрезы А-А и Б-Б нижних шлипсов с разрушаемыми перемычками. Пакер содержит полый цилиндрический ствол 1 с установленными на нем уплотнительным элементом 2, верхним 3 и нижним 4 конусными опорами, а также верхним 5 и нижним 6 шлипсами, выполненными в виде кольцевых секторов с разрушаемыми перемычками (фиг.2, а). Пакер снабжен (фиксатором рабочего положения, включающим клиновые сектора 7 с внутренней резьбовой нарезкой, взаимодействующей с ответной резьбовой нарезкой 8 на наружной поверхности ствола 1. Кроме того, пакер разбуриваемый содержит верхний 9 и нижний 10 толкатели. Нижний толкатель 10 жестко соединен с полым стволом 1 (фиг.2, б). Между торцевыми поверхностями нижнего толкателя 10 и ствола 1 зафиксировано срезное кольцо 11 по его внешней части, внутренняя часть срезного кольца расположена в кольцевой проточке штока 12 посадочного инструмента (на фиг.1 и 2 не показан). Цилиндр 13 посадочного инструмента взаимодействует с верхним толкателем 9 пакера разбуриваемого. На внешней цилиндрической поверхности ствола 1 выполнен кольцевой уступ 14, образуемый перепадом его внешних диаметров, а на внутренней цилиндрической поверхности нижнего шлипса 6 выполнен ответный кольцевой уступ 15 с таким расчетом, что в транспортном положении пакера при его спуске в скважину блокируется осевое перемещение нижней шлипсы по стволу вверх по стволу в направлении нижнего конуса 4.
Пакер разбуриваемый работает следующим образом. Пакер в сборе с посадочным инструментом (фиг.1), спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), при этом в процессе спуска пакера нижний шлипс 6 заблокирован снизу нижним толкателем 10, а сверху - уступом 14 ствола 1 и не имеет возможности наползать на конус 4 под действием осевых усилий, возникающих при спуске пакера. После спуска пакера в заданный интервал посадки закачкой жидкости создают давление в колонне НКТ и посадочном инструменте, под действием которого шток 12 через срезное кольцо 11 передает усилие, направленное вверх, на ствол 1 и нижний толкатель 10, который в свою очередь передает усилие вверх через нижний шлипс 6 и конусную опору 4 на уплотнительный элемент 2. Одновременно с этим верхний толкатель 9, упертый сверху в цилиндр 13 посадочного инструмента, передает усилие, направленное вниз, через верхний шлипс 5 и конусную опору 3 на уплотнительный элемент 2, при этом фиксатор 7, имеющий резьбовую нарезку, скользит по нарезке 8 ствола 1. В результате уплотнительный элемент 2 начинает сжиматься и радиально расширяться наружу, в определенный момент разрываются разрушаемые перемычки верхнего 5 и нижнего 6 шлипса (см. фиг.2, а), которые расходятся наружу, продольно перемещаясь по конусным поверхностям соответствующих конических опор 3 и 4 (фиг.1). Давление в колонне НКТ и соответственно в посадочном инструменте продолжают повышать, при этом верхний 5 и нижний 6 шлипсы, скользящие по конусным поверхностям соответствующих конусных опор 3 и 4 и перемещающиеся радиально наружу, вступают во взаимодействие с внутренней стенкой колонны (на фиг.1 и 2 не показано) и фиксируют пакер в заданном интервале. В определенный момент разрушается срезное кольцо 11, фиксатор 7 окончательно фиксирует пакер к запакерованном положении, а шток 12 освобождается от нижнего толкателя 10 и вместе с посадочным инструментом извлекается из скважины. Разбуриваемый пакер остается в скважине, при этом все его детали выполнены из легкоразбуриваемых материалов, например чугуна.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает надежную защиту пакера разбуриваемого от несанкционированной посадки при его спуске в скважину, при этом не требует увеличения необходимых усилий при его штатной установке.