Пакер

Пакер, який містить корпус з упором і перехідник, порожнистий ствол, ущільнюючі манжети, башмак-центратор, конус, на пірамідальних гранях якого встановлені з можливістю переміщення вздовж грані клинові плашки, який відрізняється тим, що він обладнаний стаканом з шліцьовими пазами, в якому телескопічно вста новлено перехід ник з шліцьовими виступами і циліндричною основою, яка телескопічно з'єднана з порожнистим штоком, який в середній частині має потовщення для взаємодії з цанговим гвинтом з силовою різзю на розрізній частині, яка розташована напроти внутрішньої відповідної різі, виконаної на корпусі, і з'єднаним з вершиною порожнистого ствола змінного перерізу, на верхньому циліндрі він має упорне кільце, між ущільнюючими манжетами розміщені тарілчасті пружини, в середній частині порожнистого ствола установлена підпружинена гільза з ЗОВНІШНІМ конусом, який відповідає внутрішній КОНІЧНІЙ поверхні башмакацентратора, а на нижньому циліндрі установлена підпружинена стопорна втулка з кільцевою проточкою, яка обмежує радіальне переміщення кульок-фіксаторів, розміщених в радіальних отворах конуса опорного вузла і які утримують клинові плашки, що підтиснуті індивідуальними пружинами О Винахід належить до нафтогазововидобувної промисловості і призначений для розділення пластів, трубного і позатрубного просторів і ізоляції експлуатаційної колони труб від агресивної дії свердловинного середовища в процесі експлуатації нафтових, газоконденсатних свердловин, а також при проведенні ремонтно-профілактичних робіт в них Відомий пакер для розділення простору експлуатаційної колони нафтових і газових свердловин і захисту м від дії пласта, який містить в собі порожнистий ствол з кільцевим виступом і пальцем, корпус з фігурним пазом під башмакомцентратором, клинові плашки з конусом і ущільнюючі манжети (Бухаленко Є М та ІНШІ, Пакер, Недра 1990,с387) Недоліком цього пристрою є імовірність передчасного спрацювання механізму опорного вузла і жорсткого зчеплення його зі стінкою ствола обсадної колони, так як башмак-центратор розташований біля основи пристрою, а під час спуску в свердловину, перемагаючи силу тертя по внутрішній СТІНЦІ обсадної колони, постійно взаємодіє з опорним вузлом Враховуючи, що свердловини ідеально вертикальними не бувають, пакер провернеться мимовільно на 1,5-2 оберти і може передчасно спрацювати механізм опорного вузла Іншим недоліком механізму вузла розвантаження є те що він керується пальцем, який сприймає тангенційні навантаження, тобто працює на зріз і при проходженні ланки ствола з кривизною або з деформацією і призводить до подальшої втрати працездатності пакера До того ж, так як клинові плашки висуваються під дією однієї пружини без жорсткого центрування і всі одночасно, увійти в контакт з внутрішньою стінкою колони труб і закріпити пакер вони не зможуть Крім того, стиснення ущільнюючих манжет і герметизація пакером досягається тільки розвантаженням ваги ліфтової колони, що може бути недостатнім в неглибоких свердловинах Суттєвим недоліком цього пакера є складність його зриву після тривалої експлуатації Найбільш близьким до заявляемого пристрою за технічною сутністю є пакер, який містить порожнистий ствол з кільцевим виступом і замкнутим 00 о ю 50824 фігурним пазом на ЗОВНІШНІЙ поверхні, клинові плашки з конусом, фонар (башмак-центратор) з пальцем, важільні фіксатори і ущільнюючі манжети (див патент Роси № 2029066 кл Е 21 А 33\12) Недоліком цього пристрою є ймовірність зрізу пальця під час спуску пакера в свердловину з кривизною ствола і наявністю в ній труб експлуатаційної колони з еліпсообразним перетином, внаслідок цого опорний вузол стане не керованим і пакерування буде неможливим Крім того, для посадки пакера потрібне жорстке центрування, так як клинові плашки висуваються однією загальною пружиною Іншими недоліками цього пакера є відсутність механізму по створенню додаткової сили стиснення ущільнюючих манжет та складністю зняття (зриву) пакера після тривалої експлуатації Задачею даного винаходу є підвищення надійності роботи пристрою за рахунок - запобігання передчасного спрацювання механізму опорного вузла в не-розрахунковому інтервалі ствола обсадної колони, - забезпечення надійного зчеплення опорного вузла в стволі обсадної колони з кривизною і еліпсністю, - можливості створення додаткових герметизуючих зусиль стиснення ущільнюючих манжет, - зниження тягових зусиль при розпакеровці і вивільненні (зриву) пакера Для вирішення цієї задачі пропонується пакер, який містить корпус з упором і перехідником порожнистий ствол, ущільнюючі манжети, башмакцентратор, конус на пірамідальних гранях якого установлені з можливістю переміщення вздовж грані клинові плашки, згідно винаходу, він обладнаний стаканом з шліцевими пазами, всередені якого телескопічно установлений перехід ник з шліцевими виступами і циліндричною основою, яка телескопічно з'єднана з порожнистим штоком, який в середній частині має потовщення для взаємодії з цанговим гвинтом з силовою різзю, що на розрізній частині і з розташованою напроти внутрішньою ВІДПОВІДНОЮ різзю, що виконана в корпусі, і з'єднаним з вершиною порожнього ствола, перемінного розрізу на верхньому циліндрі, який має упорне кільце, між ущільнюючими манжетами розміщені тарільчасті пружини, в середній частині порожнього ствола установлена під пружинена гільза з зовнішним конусом» що відповідає внутрішній КОНІЧНІЙ поверхні башмака-центратора а на нижньому циліндрі встановлена під пружинена стопорна втулка з кільцевою проточкою, яка обмежує радіальне переміщення кульок-фіксаторів які розміщені в радіальних отворах конуса опорного вузла і утримують клинові плашки, які підтиснуті індивідуальними пружинами На фіг 1 зображено пристрій в транспортному стані, повздовжній розріз (загальний вид), на фіг 2-повздовжній розріз-під час зняття пристрою, на фіг 4-розріз А-А на фіг 2 1, на фіг 2 5-розріз Б-Б на фіг 1 Пристрій складається з порожнистого корпуса 1 з внутрішньою упорною різзю 2, до верхньої частини корпуса 1 за допомогою різі приєднано стакан З з шліцевими пазами 4, а до нижньої його частини-упор 5 У внутрішню порожнину шліцевого ста кана 3 телескопічне установлений перехідник 6 з шліцевими виступами 7, які забезпечують передавання крутного моменту корпусу 1 Перехідник 6 має циліндричну основу 8 до якої з можливістю вісьового переміщення приєднано порожнистого шток 9 з потовщенною частиною 10 Шток 9 частково введено у внутрішню порожнину цангового гвинта 11 На розрізний частині цангового гвинта 11 виконана зовнішня упорна різь 12, яка відповідає різі 2 корпуса 1 Цанговий гвинт 11 з'єднано зі стволом перемінного розрізу 13, на верхньому циліндрі, якого послідовно до упорного кільця 14 установлені упорний підшипник 15 і ущільнюючі манжети 16 Над упорним кільцем 14 і між ущільнюючими манжетами 16 розміщені тарілчасті пружини 17 На середньому циліндрі ствола 13 розташовано з можливістью вісьового переміщення башмак-центратор 18 з зубчастими насічками, які виконані на пружинних сегментах 19, які знаходяться в постійному контакті з внутрішньою стінкою експлуатаційної колони 20 Внутрішня поверхня пружинних сегментів 19 технологічно має конусну форму Під башмаком-центратором 18 розташовано гільза 21 з зовнішним конусом 22, що відповідає внутрішній КОНІЧНІЙ поверхні пружинних сегментів 19 Гільза 21 підтиснута пружиною 23 за допомогою гайки 24 До основи ствола 13 за допомогою різі приєднано опорний вузол 25, що містить конус 26, на пірамідальних гранях, якого установлені (з'єднання типу "ластівчин хвіст") з можливістю переміщення повздовж грані підпружинені пружиною 27 клинові плашки 28, які фіксуються з конусом 26 кульками-фіксаторами 29, стопорною втулкою ЗО Стопорна втулка ЗО утримується пружиною 31 і має кільцеву проточку 32, яка призначена для вивільнення клинових плашок 23 Пристрій діє таким чином Пристрій вводять в компоновку ліфтової колони, на якій його спускають в ствол експлуатаційної колони 20 на розрахункову глибину При русі пружинні сегменти 19 башмака-центратора 18 своїми зубчастими насічками постійно знаходяться в контакті з внутрішньою стінкою експлуатаційної колони 20 В процесі спуску пристрою силою тертя башмакцентратор 18 утримується в крайньому верхньому положенні під упорним кільцем 14 і не взаємодіє з опорним вузлом 25 (фиг 1) Досягнувши заданної глибини, пакерують свердловину таким чином Здійснюють натяжіння ліфтової колони разом з пристроєм на величину її ЛІНІЙНОГО розтягування При русі уверх башмак-центратор 18 залишається нерухомим, а гільза 21 своїм зовнішним конусом 22 суміститься з внутрішньою конічною поверхню пружинних сегментів 19 (фіг 2) При цьому жорсткість пружинних сегментів 19 і сила зчеплення башмака-центратора 18 з внутрішньою стінкою експлуатаційної колони 20 збільшиться, що дозволить вісьовим навантаженням гільзи 21 опустити униз стопорну втулку ЗО В той момент, коли кільцева проточка 32 суміститься з площиною розташування кульок-фіксаторів 29 опорного вузла 25, вони під дією стиснутих пружин 27 перемістяться в кільцеву проточку і клинові плашки 28 розфіксуються Вивільнені клинові плашки 28 силою стиснутих пружин 27 перемістяться уверх вздовж піраміда 50824 льної грані конуса 26 до контакту з внутрішньою стінкою експлуатаційної колони 20, чим буде забезпечено жорстке і надійне закріплення опорного вузла 25 незалежно від профілю поперечного розрізу труби експлуатаційної колони і центровки пристрою Потім ліфтову колону розвантажують на опорний вузол 25 Внаслідок цього, вісьова сила від ваги ліфтової колони, через шліцеві виступи 7 перехідника 6 діє на верхній торець 1 і упором 5 стискує ущільнюючи манжети, розділюючи простір експлуатаційної колони При цьому стискуються і тарільчасті пружини 17 В випадку коли вага розвантаження є недостатньою для герметичного розділення, обертанням ліфтової колони через перехідник 6, що сполучений шліцевим з'єднанням з стаканом З, передають обертання корпусу 1 В той момент, коли западини опорної різі корпуса 1 співпадуть з виступами різі 12 цангового гвинта 11 розрізна частина цангового гвинта розшириться і потовщена частина 10 штока 9 увійде в її внутрішню порожнину, що забезпечить надійне різьове з'єднання цангового гвинта 11 з корпусом 1 Наступним обертанням корпуса 1 через упорний підшипник 15 створюють додаткову силу для стиснення ущільнюючих манжет 16 до повної герметизації Вилучення (зрив) пристрою з свердловини (фігЗ) здійснюють підйомом ліфтової колони При цьому, телескопічно встановлений в стакан 3 перехідника ФІГ.1 6 переміститься уверх до упора торців шліцевих виступів 7 з кільцевою кромкою верхньої розточки стакана 3 Разом з циліндричною основою 8 перехідника 6 підніметься уверх сполучений з ним порожнистий шток 9, і потовщена частина 10 вийде з внутрішньої порожнини розрізної частини цангового гвинта 11, в зв'язку з чим послабиться різьовим зв'язок між корпусом 1 і цанговим гвинтом 11, що дозволить безперешкодно підняти корпус 1 і зняти вісьове навантаження з ущільнюючих манжет 16 і тарільчастих пружин 17 При тривалій експлуатації з свердловині пакеруючих пристроїв сила зчеплення ущільнюючих манжет з внутрішньою стінкою експлуатаційної колони значно збільшиться за рахунок молекулярних зв'язків І ЗМІНИ фізичних властивостей матеріалів з яких вони виготовлені Енергією стиснення тарільчастих пружин 17 молекулярні зв'язки між ущільнюючим елементом 16 і експлуатаційною колоною 20розриваються і пристрій безперешкодно вилучається з свердловини Пристрій з таким технічним рішенням набуває високу надійність і універсальність, тобто його можна використати при випробуванні продуктивних пластів, при випробуванні колони на герметичність і при інших короткочасних роботах, а також при технологічних операціях, які пов'язані з тривалою експлуатацією 50824 ФІГ.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71