ПАКЕРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

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.
Известен «Пакер» (Патент РФ №2215864, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. БИ №31 от 10.11.2003 г.), включающий спускаемые на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) полые верхний и нижний корпусы, присоединенный к концу нижнего корпуса расширяемый патрубок с уплотнительным элементом, размещенным на его поверхности в виде эластичной оболочки, дорн, установленный в корпусе, и гидравлическую камеру, при этом его расширяемый патрубок выполнен с наружным кольцевым выступом, над которым расположен якорный участок с зубчатыми насечками, а под ним уплотнительный элемент, верхняя часть которого контактирует с конической поверхностью кольцевого выступа, а нижний конец выполнен в виде ласточкиного хвоста и в сжатом состоянии размещен в стакане-центраторе, закрепленном к концу нижнего корпуса, при этом его дорн снабжен съемным клапаном, который выполнен полым и двухступенчатым и помещен в верхнем корпусе с возможностью заклинивания второй ступенью в зоне расположения кольцевого выступа расширяемого патрубка при его установке, а гидравлическая камера образована корпусом, полостями дорна с клапаном и НКТ.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, для установки пакера требуется высокое давление посадки (для стального расширяемого патрубка - 40 МПа, для алюминиевого - 25 МПа), во время которого колонна насосно-компрессорных труб (НКТ), на которых спускается пакер, удлиняется;
во-вторых, при снятии давления посадки колонна НКТ сжимается с большим усилием (в зависимости от прилагаемого давления от 15 до 35 тонн), что может привести к срыву пакера.
Известно «Пакерующее устройство» (Св. 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, подвижной 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.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, конструкция пакерующего устройства не позволяет спрессовать дополнительную обсадную колонну на необходимое давление непосредственно перед его запакеровкой;
во-вторых, снижение надежности в процессе запакеровки, поскольку возможно нарушение последовательности разрушения срезных элементов.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции устройства, позволяющей спрессовать дополнительную обсадную колонну на необходимое давление и после этого сразу произвести надежную запакеровку.
Техническая задача решается предлагаемым пакерующим устройством, содержащим уплотнительные элементы и упоры, основной и дополнительный пакеры, каждый из которых включает в себя корпус с размещенной на его поверхности эластичной манжетой, подвижный клиновой цилиндр, при этом подвижный клиновой цилиндр основного пакера связан с приводом, а подвижный клиновой цилиндр дополнительного пакера снабжен гидрокамерой, образованной между ним и корпусом дополнительного пакера с уступом на его наружной поверхности, причем гидрокамера сообщена каналами с внутритрубным пространством, при этом корпус дополнительного пакера присоединен сверху к корпусу основного пакера через переводник.
Новым является то, что привод подвижного клинового цилиндра основного пакера выполнен в виде опорной втулки, расположенной внутри его корпуса, а корпус дополнительного пакера снабжен опрессовочным седлом, присоединенным к его корпусу срезными элементами выше каналов.
На Фиг.изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство состоит из 2-х пакеров: дополнительного, состоящего из корпуса 1, на наружной поверхности которого установлен подвижный клиновой цилиндр 2, образующий с корпусом 1 и уступом 3 гидрокамеру 4, соединенную через радиальные каналы 5 с внутритрубным пространством 6, которое разделено опрессовочным седлом 7, оснащенным обратным клапаном 8. Опрессовочное седло 7, соединено через срезной элемент 9 с корпусом 1. Снизу на внутренней поверхности подвижного клинового цилиндра 2, установлено стопорное кольцо 10. На корпусе 1 также установлена эластичная манжета 11 и опора 12 со срезньм элементом 13. Подвижный клиновой цилиндр 2 срезньм элементом
14 соединен с переводником 15, с которым, в свою очередь, соединен корпус 1, снабженный зубчатыми насечками 16.
Основной пакер состоит из корпуса 17 с надетым на него подвижным клиновым цилиндром 18, стопорным кольцом 19, эластичной манжеты 20, опоры 21 со срезным элементом 22 и навернутой на конце корпуса опоры 23. Корпус 17 выполнен с продольными сквозными пазами 24 и зубчатыми насечками 25. Внутри корпуса 17 установлена опорная втулка 26, соединенная через срезные элементы 27 с подвижным клиновым цилиндром 18. Последний, с помощью срезного элемента 28, соединен с переводником 29, а он, в свою очередь - с корпусом 17. Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 30,
Корпус 1 дополнительного пакера соединен с переводником 29 основного пакера.
Работает устройство следующим образом.
Устройство на дополнительной обсадной колонне (ДОК) 31 (см. Фиг.) спускают во внутрь обсадной колонны, которая является непригодной для дальнейшей эксплуатации (на Фиг.не показано), с таким расчетом, чтобы оно находилось на расстоянии 15-20 м от продуктивного пласта. ДОК закрепляют на устье, а на ее верхний конец наворачивают колонную головку и создают внутри нее повышенное давление, необходимое для опрессовки ДОК (например 20,0 МПа и выдерживают необходимое время), и только убедившись в том, что колонна герметична, начинают запакеровку, в противном случае ДОК 31 извлекают из скважины и производят ее ревизию.
Для запакеровки устройства создают внутри ДОК 31 повышенное давление, превосходящее давление опрессовки на 2-3 МПа (например 23,0 МПа), при этом срезной элемент 9 разрушается и опрессовочное седло 7 опускается вниз до тех пор, пока не сядет на опорную втулку 26, при этом каналы 5 открываются и соединяют внутритрубное простанство 6 с гидрокамерой 4, под действием которого подвижные цилиндры 2 и 18 пакеров перемещаются вниз (при этом срезные элементы 14 и 28 разрушаются) и прижимают эластичные манжеты 11 и 20 к стенкам обсадной колонны непригодной для эксплуатации. Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока опрессовочное седло 7 под действием повышенного давления, воздействуя на опорную втулку 26, разрушит срезные элементы 27 о нижнюю кромку продольных сквозных пазов 24 корпуса 17, в результате чего опрессовочное седло 7 и опорная втулка 26 упадут на забой скважины, при этом стопорные кольца 10 и 19 зацепятся за зубчатые насечки 16 и 25. Процесс запакеровки окончен. После этого систему проверяют на герметичность.
Опрессовочное седло 7 и опорная втулка 26 изготовлены из чугуна и при необходимости могут быть разбурены.
После запакеровки колонную головку отворачивают, во внутрь ДОК 31 на насосно-компрессорных трубах (на Фиг.не показано) спускают необходимое оборудование для дальнейшей эксплуатации скважины.
Если надо поднять пакерующее устройство, делают натяжку ДОК 31, срезные элементы 13 и 22 при этом разрушаются, подвижные цилиндры 2 и 18 выходят из соприкосновения с эластичными манжетами 11 и 20, после чего устройство готово к подъему на поверхность.
Предлагаемое устройство, благодаря наличию опрессовочного седла, позволяет опрессовать дополнительную обсадную колонну на необходимое давление и после этого сразу произвести надежную запакеровку, в связи с чем исключается необходимость спуска, а затем подъема в дополнительную обсадную колонну дополнительного оборудования, что несомненно позволит сэкономить время, и как следствие, снизить затраты на ремонт скважины.