ПАКЕР ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для опрессовки колонны труб в скважинах.
Известен опрессовочный пакер (патент RU №2153570, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 27.07.2000 г.), включающий корпус, узел герметизации с упорным элементом, нижней втулкой и камерой уплотнения, перепускное устройство и обратный клапан, при этом он имеет клапанный узел со срезными элементами, шаровым клапаном и седлом под этот клапан в виде цилиндрической втулки, а корпус имеет кольцевой бурт ограничения перемещения нижней втулки, кольцевую проточку, ступенчатую кольцевую выточку и радиальные отверстия для установки срезных винтов, при этом перепускное устройство выполнено в виде золотника с внутренней ступенчатой выточкой, соответствующей внутренней ступенчатой выточке корпуса, пружиной и регулировочной гайкой, устанавливающей усилие пружины и длину хода золотника, а камера уплотнения образована уплотнительным элементом и кольцевой проточкой корпуса.
Наиболее близким по технической сущности является пакер (патент RU №2125148, МПК 7 Е 21 В 33/12, опубл. 20.01.1999 г.), содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и седлом на внутренней поверхности, установленный на корпусе уплотнительный элемент с нижней опорой и распорным кольцом, кожух, образующий внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, поршень, размещенный в кольцевом пространстве, подпружиненный толкатель, связанный с поршнем, клапанный узел, размещенный на седле корпуса и выполненный в виде подвижной в осевом направлении втулки с опорными сухарями, срезным элементом и седлом на верхнем торце, шаровой запорный элемент, установленный в седле втулки, при этом корпус выполнен с осевыми каналами, соединяющими кольцевое пространство с центральным осевым каналом, а срезной элемент установлен на втулке с возможностью ограничения продольного перемещения шарового элемента.
Как аналогу, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, невозможность проведения опрессовки колонн труб малого диаметра в скважине (например, опрессовки колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм);
- в-третьих, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.
Технической задачей полезной модели является возможность опрессовки колонны труб малого диаметра в скважине, а также снижение металлоемкости конструкции и как следствие ее стоимости.
Поставленная техническая задача решается пакером для опрессовки колонны труб в скважине, содержащим посадочный инструмент, цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и радиальными каналами, сообщающими наружное пространство цилиндрического корпуса с его центральным осевым каналом, установленный на корпусе уплотнительный элемент, седло.
Новым является то, что центральный осевой канал цилиндрического корпуса заглушен сверху, при этом седло выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала опрессовочной муфты, установленной в составе обсадной колонны ниже интервала опрессовки, причем уплотнительный элемент выполнен в виде втулки с нижней сферической фаской, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом, причем втулка установлена в центральном осевом канале цилиндрического корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения и герметичного перекрытия радиальных каналов цилиндрического корпуса в рабочем положении, при этом посадочный инструмент жестко соединен с цилиндрическим корпусом и оснащен сверху ловильной головкой, а ниже-центратором.
На фигуре в продольном разрезе изображен предлагаемый пакер для опрессовки колонны труб в скважине.
Пакер для опрессовки колонны труб 1 в скважине содержит посадочный инструмент 2, цилиндрический корпус 3 с центральным осевым каналом 4 и радиальными каналами 5, сообщающими наружное пространство цилиндрического корпуса 3 с его центральным осевым каналом 4. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 3 выполнена цилиндрическая проточка 6. На нижнем конце цилиндрического корпуса 3 установлен уплотнительный элемент 7, размещенный на седле 8.
Центральный осевой канал 4 цилиндрического корпуса 3 заглушен сверху. Седло 8 выполнено в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10, установленной в составе обсадной колонне 1 ниже интервала опрессовки.
Уплотнительный элемент 7 выполнен в виде втулки 11 с нижней сферической фаской 12, выполненной с возможностью взаимодействия с седлом 8. Втулка 11 своим наружным кольцевым выступом 13 установлена в цилиндрической проточке 6 центрального
осевого канала 4 цилиндрического корпуса 3 с возможностью ограниченного осевого перемещения и герметичного перекрытия посредством уплотнительных колец 14 радиальных каналов 5 цилиндрического корпуса 3 в рабочем положении.
Посадочный инструмент 2 жестко соединен с цилиндрическим корпусом 3 и оснащен сверху ловильной головкой 15, а ниже-центратором 16.
Пакер для опрессовки колонны труб в скважине работает следующим образом.
Пакер в сборе, как показано на фигуре сбрасывают в спрессовываемую колонну труб 1. При достижении цилиндрическим корпусом 3 интервала опрессовки колонны труб 1 уплотнительный элемент 7, выполненный в виде втулки 11 своей нижней сферической фаской 12 герметично садится на седло 8, выполненное в виде верхнего торца сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10. Цилиндрический корпус 3 нижним торцом за счет собственного веса и веса посадочного инструмента 2 упирается в верхний торец уплотнительного элемента 7, выполненного в виде втулки 11 и герметично посредством уплотнительных колец 14 перекрывает радиальные отверстия 5 цилиндрического корпуса 3, при этом устройство занимает рабочее положение, а центратор 16 центрирует цилиндрический корпус 3 относительно седла 8.
Колонну труб 1 доливают технологической жидкостью и производят ее опрессовку. После проведения опрессовки давление в колонне труб 1 сбрасывают.
Далее в колонну труб 1, например на кабеле спускают ловильный инструмент (на фиг. не показано) и производят захват посадочного инструмента 2 за его ловильную головку 15. После этого кабель натягивают вверх, при этом цилиндрический корпус 3, поскольку он жестко соединен с посадочным инструментом 2 ограничено перемещается вверх относительно уплотнительного элемента 7, выполненного в виде втулки 11 в пределах цилиндрической проточки 6 цилиндрического корпуса 3, при этом открываются радиальные каналы 5 цилиндрического корпуса 3 и устройство занимает транспортное положение, при этом жидкость в колонне труб 1 перепускается снизу вверх из сужения центрального канала 9 опрессовочной муфты 10 сквозь центральный осевой канал 4 и радиальные каналы 5 цилиндрического корпуса 3 в колонну труб 1 выше втулки 11.
Производят выдержку по времени 3-5 минут в течении которого давление в колонне труб 1 над и под устройством выравнивается, после чего посадочный инструмент 2 с цилиндрическом корпусом 3 и уплотнительным элементом 7 извлекают на поверхность.
Предлагаемый пакер позволяет произвести опрессовку в колоннах труб малого диаметра, а снижение металлоемкости конструкции ведет к экономии материальных и финансовых средств на его изготовление.