РАЗБУРИВАЕМЫЙ ПАКЕР-ПРОБКА

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для временного перекрытия ствола скважины при проведении капитального ремонта разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин (ремонтно-водоизоляционные работы, отключение обводнившихся продуктивных пластов, ликвидация негерметичности эксплуатационных колонн, интенсификация притоков углеводородов и др.).
Известен пакер, содержащий полый ствол с заглушкой и упором, установочный фиксатор, приводной корпус и шток установочного гидроцилиндра. На стволе размещены конус с шлипсами, уплотнительный элемент и фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками. Между шлипсами и конусом размещены срезные штифты. Фиксатор положения уплотнительного элемента снабжен съемным кожухом. Он выполнен с возможностью взаимодействия с установочным фиксатором. Этот фиксатор выполнен в виде стопорного кольца с соответствующими ему кольцевыми проточками в полом корпусе и штоке. Конус снабжен дополнительной конической опорной поверхностью, противоположно направленной основной. Дополнительная коническая опорная поверхность выполнена с возможностью взаимодействия с удерживающими губками через конические вкладыши. Конические вкладыши и удерживающие губки выполнены самоцентрирующимися (Патент РФ №2137901).
Недостатком пакера является сложность конструкции, обусловленная наличием сложных деталей, таких как конус, фиксатор положения уплотнительного элемента с удерживающими губками, конические вкладыши, которые требуют высокой точности при изготовлении и значительно усложняют сборку, что возможно выполнить только в специализированных мастерских. Невыполнение жестких требований при изготовлении и сборке снижает надежность работы пакера.
Известен надувной гидравлический пакер, взятый за прототип (а.с. № 1756536). Этот пакер состоит из корпуса и жестко связанных с ним патрубка и ствола, уплотнительного элемента в виде упругорасширяющегося рукава. В верхней части пакера имеется подвижный шлицевой шток с резьбой для соединения с колонной труб и поршнем, образующим с корпусом и патрубком нагнетательную камеру. В нижней части пакер снабжен полым цилиндром, установленным под уплотнительным элементом, и подвижным дополнительным поршнем. Полость под дополнительным поршнем связана с затрубным пространством радиальным каналом в корпусе. В пакере для обеспечения пакерования и распакерования установлены нагнетательные и обратные клапаны для сообщения рабочей камеры уплотнительного элемента с нагнетательной камерой и кольцевой полостью под дополнительным поршнем.
Недостатком пакера является то, что для перевода пакера в рабочее положение необходима обязательная установка хвостовой опоры на забой. Это является существенным недостатком, ограничивающим применение известного пакера, так как он не может переводиться в рабочее положение на другой необходимой глубине скважины.
Задачей полезной модели является создание упрощенной конструкции пакер-пробки, обладающего более широкими функциональными возможностями и легкоразбуриваемого после проведения технологических операций.
Целью настоящей полезной модели является разработка надежного внутрискважинного пакер-пробки надувного действия, позволяющего разобщить ствол в скважине при проведении технологических операций. При этом распакерование пакер-пробки должно производиться за счет сброса шара, диаметр которого равен седлу, находящегося внутри пакер-пробки, и создания избыточного гидравлического давления технологической жидкости внутри спускаемых труб. Поставленная цель достигается тем, что пакер-пробка спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ. При достижении необходимой глубины в скважине, с целью распакеровки пакер-пробки, во внутреннюю полость НКТ сбрасывается шар, диаметр которого равен седлу, находящемуся внутри пакер-пробки. Шар попадает в седло подвижной втулки, находящейся внутри пакер-пробки. При закачивании технологической жидкости через колонну НКТ во внутреннюю полость пакер-пробки шар, закрывая внутреннюю полость пакер-пробки, сдавливает подвижную втулку, происходит сжатие пружины, расположенной над буртиком, и тем самым открываются каналы для нагнетания технологической жидкости в полость между корпусом пакер-пробки и уплотнительным элементом. При закачивании технологической жидкости в каналы происходит растяжение уплотнительного элемента пакер-пробки, закрепленного к корпусу с помощью стопорных колец на резьбовых соединениях.
При окончании закачивания технологической жидкости необходимо произвести сброс давления, для того чтобы внутренняя подвижная втулка встала в исходное положение. При этом происходит разжатие пружины, втулка приподнимается до буртика.
Сущность предлагаемой полезной модели представлена на чертежах (фиг. 1, 2 и 3). На фиг. 1 представлен чертеж пакер-пробки в транспортном положении, на фиг. 2 - в процессе распакеровки, на фиг. 3 - в распакерованном положении.
Пакер-пробка надувного действия состоит из корпуса 1, в котором имеются каналы в виде отверстий 2 для нагнетания технологической жидкости во внутреннюю полость 3, находящейся между резиновым уплотнительным элементом 4 и непосредственно корпусом 1 пакер-пробки. Уплотнительный элемент 4 пакер-пробки закреплен к корпусу 1 с помощью нижних 5 и верхних 6 стопорных колец, навернутых к корпусу пакер-пробки с помощью резьбовых соединений 7 и 8. Внутри пакер-пробки над буртиком 9 расположена пружина 10, сверху которой находится подвижная втулка 11. Сверху подвижная втулка 11внутри пакер-пробки подпирается выступом 12. Подвижная втулка 11 имеет седло 13 под диаметр сбрасываемого шара 14. Сверху и снизу пакер-пробка имеет резьбовые соединения 15 и 16 для присоединения труб НКТ.
Пакер-пробка работает следующим образом.
Пакер-пробка спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к пакер-пробке к резьбовым соединениям 15. При достижении необходимой глубины в скважине, с целью распакеровки пакер-пробки, во внутреннюю полость НКТ сбрасывается шар 14. Шар попадает в седло 13 подвижной втулки 11, находящейся внутри пакер-пробки (фиг. 1).
При закачивании технологической жидкости через колонну НКТ во внутреннюю полость пакер-пробки шар 14, закрывая внутреннюю полость пакер-пробки, сдавливает подвижную втулку 11, происходит сжатие пружины 10, расположенной над буртиком 9, и, тем самым, открываются каналы 2 для нагнетания технологической жидкости в полость 3 (фиг. 2). При закачивании технологической жидкости в каналы 2 происходит растяжение уплотнительного элемента 4 пакер-пробки, закрепленной к корпусу 1 с помощью стопорных колец 5 и 6 на резьбовых соединениях 7 и 8.
При окончании закачивания технологической жидкости необходимо произвести сброс давления для того, чтобы внутренняя подвижная втулка 11 встала в исходное положение. При этом происходит разжатие пружины 10, втулка приподнимается до буртика 12 (фиг. 3). В примере конкретного исполнения усилие пружины может изменяется от 8 до 15 МПа.
В качестве технологической жидкости необходимо использовать тампонажный материал, обладающий регулируемыми сроками схватывания (например, цемент с модифицирующими добавками, снижающими сроки схватывания, составы на микроцементной основе).
Описание:
1 - корпус;
2 - каналы для нагнетания технологической жидкости;
3 - полость между корпусом и уплотнительным элементом;
4 - уплотнительный элемент;
5 - нижнее стопорное кольцо;
6 - верхнее стопорное кольцо;
7, 8 - резьбовые соединения;
9 - буртик;
10 - пружина;
11 - подвижная втулка;
12 - выступ над подвижной втулкой;
13 - выступ для шара;
14 - шар;
15, 16 - резьбовые соединения