ФИГУРНЫЙ ПАЗ СТВОЛА ПАКЕРА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может использоваться в пакерах предназначенных для перекрытия межтрубного пространства нефтяных и газовых скважин при разработке и эксплуатации многопластовых месторождений углеводородов.
Известен ствол механического пакера по патенту РФ на полезную модель №30828. Ствол механического пакера выполнен с фигурным пазом на наружной поверхности, отличающийся тем, что фигурный паз на наружной поверхности ствола выполнен в виде одного или более автономных кодировочных рисунков, каждый из которых представляет собой чередующиеся продольные короткие и длинные участки паза, связанные между собой сообщающимися путями паза. Недостатком полезной модели является большая протяженность фигурного паза, а также высокие радиальные нагрузки на штифте.
Известна обойма ствола механического пакера по патенту РФ на полезную модель №30829. Обойма ствола механического пакера установлена на стволе механического пакера с возможностью осевого перемещения, отличающаяся тем, что обойма выполнена с фигурным пазом на внутренней поверхности, причем фигурный паз выполнен в виде одного или более автономных кодировочных рисунков, каждый из которых представляет собой чередующиеся продольные короткие и длинные участки паза, связанные между собой сообщающимися путями паза. Недостатком полезной модели является то, что фигурный паз имеет большую протяженность и он выполнен не на стволе пакера, а на внутренней поверхности подвижной втулки, что значительно увеличивает трудоемкость и снижает точность изготовления
Известен фигурный паз ствола пакера по патенту РФ на полезную модель №65956 (прототип). Фигурный паз ствола пакера включает осевой короткий и осевой длинный участки, соответствующие транспортному и рабочему положениям, и соединенные между собой замкнутым фигурным участком для перевода пакера из транспортного в рабочее положение и обратно, отличающийся тем, что фигурный участок образован чередующимися по направлению винтовыми участками, соединенными в нижних точках через продольные короткие участки, образуя замкнутый круговой контур. Количество винтовых участков выбрано равным четырем, два из которых предназначены для перевода пакера из рабочего в транспортное положение, а два других - из транспортного в рабочее положение, принтом винтовые участки имеют равную длину. Недостатком фигурного паза ствола пакера является то, что при замкнутом круговом контуре штифт перемещаясь по пазу перемещает и разворачивает подвижную втулку зафиксированную во внешней трубе подпружиненными фрикционными плашками, что приводит к возникновению радиальных нагрузок на штифте, а также большая протяженность фигурного паза ствола пакера, что увеличивает трудоемкость его изготовления.
Задачами создания полезной модели являются: снижение радиальных нагрузок на штифте, уменьшение протяженности фигурного паза, повышение надежности пакера.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что фигурный паз ствола пакера включает осевой короткий и осевой длинный участки, соответствующие транспортному и рабочему положениям, соединенные между собой замкнутым фигурным участком для перевода пакера из транспортного в рабочее положение и обратно, с фигурным пазом взаимодействует штифт закрепленный на подвижной втулке, на боковой поверхности которой в пазах установлены подпружиненные фрикционные плашки, а с торца выдвигаемые кулачки с возвратной пружиной прижимающей кулачки к стволу, кулачки выполнены с рифленой наружной поверхностью и внутренней конической поверхностью направленной в сторону конуса, между конусом и упором установлены манжеты, а осевой короткий и осевой длинный участки фигурного паза расположены вдоль одной оси, а участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно расположены с двух сторон от осевого короткого и осевого длинного участков фигурного паза, причем участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно заканчиваются переходными участками при прохождении которых штифт меняет направление движения. В местах соединения участков паза параллельных оси с наклонными участками выполнены направляющие фаски. Ширина фигурного паза выполнена больше диаметра штифта входящего с ним в зацепление. На стволе пакера выполнено два фигурных паза напротив друг друга.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении применяются известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…2, где:
на фиг.1 фигурный паз ствола пакера, штифт в переходном положении,
на фиг.2 не активированный пакер в транспортном положении,
на фиг.3 при спуске пакера штифт перемещается из переходного в транспортное положение
на фиг.4 активация пакера при подъеме и спуске штифт перемещается сначала в переходное, а потом в рабочее положение.
на фиг.5 штифт при подъеме перемещается из рабочего в переходное положение.
Фигурный паз ствола пакера 1 включает осевой короткий 2 и осевой длинный 3 участки, соответствующие транспортному 4 и рабочему 5 положениям, соединенные между собой замкнутым фигурным участком для перевода пакера 6 из транспортного 4 в рабочее 5 положение и обратно, с фигурным пазом взаимодействует штифт 7 закрепленный на подвижной втулке 8, на боковой поверхности которой в пазах установлены подпружиненные фрикционные плашки 9, а с торца выдвигаемые кулачки 10 с возвратной пружиной 11 прижимающей кулачки 10 к стволу 12, кулачки выполнены с рифленой наружной поверхностью и внутренней конической поверхностью направленной в сторону конуса 13, между конусом 13 и упором 14 установлены манжеты 15, а осевой короткий 2 и осевой длинный 3 участки фигурного паза 1 расположены вдоль одной оси, а участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно 16 расположены с двух сторон от осевого короткого 2 и осевого длинного 3 участков фигурного паза, причем участки паза для перевода пакера из транспортного положения в рабочее и обратно 16 заканчиваются переходными участками 17 при прохождении которых штифт 7 меняет направление движения. В местах соединения участков паза параллельных оси с наклонными участками выполнены направляющие фаски 18. Ширина фигурного паза h выполнена больше диаметра d штифта входящего с ним в зацепление. На стволе 12 пакера выполнено два фигурных паза 1 напротив друг друга.
Фигурный паз ствола пакера работает следующим образом. С фигурным пазом взаимодействует штифт 7 закрепленный на подвижной втулке 8. При спуске пакера 6 в скважину подпружиненные фрикционные плашки 9 трутся о внутреннюю стенку колонны труб (на фиг. не показана) при этом ствол пакера 12 опускается быстрее подвижной втулки 8, штифт 7 движется по фигурному пазу ствола пакера 1 из нейтрального положения 18 на переходном участке 17 в транспортное положение 4 на осевом коротком участке 2. (фиг.3) При этом выдвигаемые кулачки 10, расположенные на торце подвижной втулки 8 не доходят до конуса 13. В таком положении пакер 6 доставляется на необходимую глубину установки. После чего выполняется подъем транспортной колонны (на фиг. не показана) на величину соразмерную с длинной фигурного паза 1 при этом штифт 7 движется по фигурному пазу ствола пакера 1 из транспортного положения 4 в переходное положение 19 на переходном участке 17 после чего выполняется спуск и штифт 7 из переходного положения 19 переходит в осевой длинный участок 3 в рабочее положение 5 (фиг.4) при этом выдвигаемые кулачки 10 расположенные на подвижной втулке 8 внутренней конической поверхностью заходят на конус 13 возвратные пружины 11 сжимаются, кулачки 10 выдвигаются и упираются рифленой наружной поверхностью во внешнюю колонну, конус 13 двигается вверх и давит на манжеты 15, которые упираются в упор 14 и увеличиваются в диаметре, изолируя кольцевое пространство между транспортной и внешней колонной. В случае необходимости снять пакер 6 выполняют подъем транспортной колонны, при этом ствол 12 пакера с фигурным пазом ствола пакера 1 двигаются вверх, штифт 7 опускается по фигурному пазу из рабочего положения 5, осевого длинного участка 3 в нейтральное положение 18 на переходном участке 17. Штифт 7 перемещает за собой подвижную втулку 8. Кулачки 10 прижимаются пружинами 11 к стволу пакера 12. Конус 13 смещается вниз и манжеты 15 возвращаются в исходное состояние, после чего пакер может быть извлечен из скважины.
Применение полезной модели позволило:
1. Повысить надежность пакера.
2. Обеспечить более плавное перемещение штифта по фигурному пазу.
3. Уменьшить протяженность фигурного паза ствола пакера.
4. Снизить затраты времени на техническое обслуживание пакера.
5. Снизить радиальные нагрузки на штифте входящем в
6. Снизить трудоемкость изготовления фигурного паза ствола пакера