ПАКЕРНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ АВТОНОМНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ИНТЕРВАЛОВ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ В НЕОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при выполнении геолого-технических мероприятий в необсаженном стволе скважины в том числе наклонно направленных скважинах с использованием нефтепромыслового погружного оборудования, содержащего в своем составе гидромеханическое пакерное устройство с потребностью его автономной работы в открытом стволе скважины.
Известен пакер разбуриваемый, который относится к области строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных, газовых и других скважин (Патент РФ №2533405 МПК Е21В 33/12). Пакер содержит ствол с неподвижным упором, уплотнительным элементом, нижним и верхним конусами и захватами и разрезную гайку. Верхний якорь дополнительно снабжен толкателем. На конусах, неподвижном упоре и толкателе выполнены Т-образные или в виде ласточкина хвоста пазы. Захваты с обоих концов снабжены выступами ответной формы, образуя скользящую кинематическую пару ползун - направляющая с сопрягаемыми деталями.
Недостатками данного пакера является отсутствие возможности его извлечения из скважины и необходимость разбуривания после проведения геолого-технических мероприятий в скважине.
Известно устройство с набухающей втулкой для гидродинамического пакера (Патент РФ №172672 МПК Е21В 33/12), относящееся к нефтегазодобывающей промышленности и применяемое при эксплуатации скважинного нефтепромыслового оборудования, содержащего в своем составе гидромеханический пакер. Устройство с набухающей втулкой для гидромеханического пакера состоит из хвостовика в виде цилиндрического патрубка, присоединенного разъемным соединением к полому стволу гидромеханического пакера, с установленной (запрессованной) в хвостовике втулкой из набухающего эластомера.
Недостатками данного устройства является отсутствие автономности работы в стволе скважины и необходимость применения специальных уплотнительных элементов с применением набухающего эластомера.
Известен пакер, выбранный за прототип (Патент РФ №2531688 МПК Е21В 33/12), содержащий ствол, муфту, ниппель, уплотнительный элемент с коническими опорами и плашки. Плашки выполнены в виде стержня трапецеидальной формы. Один конец верхних и нижних плашек шарнирно установлен соответственно в верхнем и нижнем упорах, а другой конец плашек, выходящий наружу, выполнен обтекаемой формы. Конусная поверхность конических опор и поверхность плашек, соприкасающаяся с конусной поверхностью конических опор, имеют уступы прямоугольной формы. Плашки постоянно прижаты к конусной опоре рессорными пружинами.
Недостатком пакера-прототипа является невозможность автономной работы в стволе необсаженной скважины и трудности при пакеровке в наклонно направленных и горизонтальных скважинах вследствие сложности передачи осевой сжимающей силы колонной труб.
Технической задачей полезной модели является возможность автономной изоляции интервалов высокого и низкого давления как в вертикальных, так и в горизонтальных скважинах с необсаженным стволом.
Поставленная задача решается заявляемым пакерным модулем для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженном стволе скважины включающем ствол, установленный на стволе уплотнительный элемент, плашки, опоры, согласно предлагаемому техническому решению в ствол ввернут обратный клапан, в котором смонтирован сердечник, поджимаемый к посадочной поверхности пружиной, устанавливаемых с двух сторон в корпусе клапана решеток, имеющих отверстия для фильтрации жидкости от механических примесей, а также пятой, монтируемой на сердечнике клапана, и снабжен якорным узлом, в котором сухари, выполняющие функцию заклинивающего элемента якорного устройства и имеющие трапецеидальную форму, жестко закреплены с поршнем якоря с одной стороны, причем конусная поверхность сухарей взаимодействует с конусом, на поверхности которого размещены пазы для исключения радиального перемещения сухарей, на верхнем ниппельном конце корпуса обратного клапана предусмотрен центратор с левой резьбой, в котором выполнены промывочные каналы и закрепленный срезными штифтами поршень-седло.
Схема пакерного модуля представлена на фиг. 1., Фиг. 2.
Пакерный модуль для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине состоит из корпуса обратного клапана 1, содержащего защитную решетку 2, упорную решетку 3, сердечник клапана 4, пружину 5, пяту 6 сердечника, ввернутого нижним резьбовым концом в ствол 7, который соединен резьбой 3-73 ГОСТ Р 50864-96 со стволом 8 и нижним полукорпусом 9, на которых размещены гайка 10, уплотнительные элементы пакера 11, разделитель уплотнительных элементов 12, конус якоря 13, взаимодействующие с ним сухари 14, фиксируемые срезными штифтами в отверстиях 15. Сухари связаны посредством поводков 16 с поршнем 17. Корпус якоря 18 закреплен на нижнем полукорпусе 9 гайкой 10. Радиальные перемещения (выпадение из замков сухарей и поршня) поводков 16 ограничены втулкой 19, закрепленной на поршне 17. На стволе 7 перед уплотнительными элементами устанавливается опора 20 и конус 21, взаимодействующие с плашкой 22. Втулка 23 соединяется с конусом 21 и защищает плашки от воздействия внешней среды. На верхнем ниппельном конце корпуса обратного клапана 1 выполнена левая резьба 3-73 ГОСТ Р 50864-96. При спуске пакера на указанную резьбу навинчивается переводник. При извлечении пакера из скважины на нижнюю трубу НКТ навинчивается центратор 24, в котором выполнены промывочные каналы и размещен закрепленный в центраторе 24 срезными штифтами поршень-седло 25. В центраторе выполнены муфтовые резьбы Сверху НКТ 73, внизу 3-102 ГОСТ Р 50864-96.
Активация пакерного модуля для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине создается избыточное внутритрубное давление, при этом сердечник клапана 4 перемещается, сжимая пружину 5, таким образом, позволяя жидкости проникнуть в центральное отверстие ствола 7, ствола 8 и глухое отверстие полукорпуса 10. Избыточное внутритрубное давление жидкости через отверстия 26 действует на поршень 17, перемещая его вверх. Поршень 17 в свою очередь воздействует на сухари 14, которые начинают перемещаться по конусу 13 после срезания штифтов в отверстие 15. В тот промежуток времени, когда срезные штифты на сухарях не срезаны, а поршень продолжает перемещаться, происходит сжатие уплотнительных элементов 11 конусом 13. После среза штифтов сухарей 14, сухари 14 перемещаться по конусу 13 до заклинивания со стенкой скважины, таким образом, фиксируя пакерный модуль в скважине. При стравливании давления в колонне труб, обратный клапан закрывается, а избыточное давление в стволе 7, стволе 8 и нижнем полукорпусе 9 остается, тем самым сохраняя уплотнительные элементы в сжатом состоянии.
Для извлечения пакерного модуля для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине, центратор 24 спускается на колонне труб НКТ в скважину и соединяется с корпусом обратного клапана 1, после чего во внутреннюю полость труб сбрасывается шарик, который садится в посадочную поверхность поршень-седла 25. Штифты на поршне-седле срезаются, и поршень-седло перемещается вниз, продавливая защитную решетку 2 и воздействуя на пяту 6 и сердечник обратного клапана 4, таким образам открывая центральное отверстие и стравливая давления. Для перевода пакерного модуля в транспортное положение необходимо начать поднимать колонну труб, поршень переместится в исходное положение, установив сухари 14 и уплотнительные элементы 11 в транспортное положение.