Результат интеллектуальной деятельности: ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОСАДКИ ПАКЕРА

Инструмент для посадки пакера относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использован при установке гидравлического пакера в скважинах, оборудованных забойным гравийным фильтром.

Известен инструмент для посадки пакера, содержащий корпус в виде полого тела вращения, в котором выполнены отверстия с размещенными в них срезными винтами, пружину и шар (см. патент РФ №2205939, кл. E21B 33/12, 2003 г.).

Недостатками известного устройства являются его низкие функциональные возможности, обусловленные невозможностью его использования при установке гидравлического пакера в скважинах, оборудованных забойным гравийным фильтром, а также невозможностью получения достоверной информации об открытии проходного отверстия в устройстве после установки гидравлического пакера. Это объясняется следующим. Как правило, гравийный фильтр состоит из фильтра-каркаса с расположенной вокруг него плотной гравийной набивкой. Гидравлический пакер с инструментом для посадки пакера герметично присоединяют к фильтру-каркасу, сбрасывают шар, после чего с помощью насоса повышают давление в рабочих трубах, что приводит к посадке пакера. После этого в инструменте для посадки пакера происходит перемещение выравнивающей втулки и открытие выравнивающих окон, обеспечивающих плавный сброс давления из внутренней полости рабочих труб в затрубное пространство. Так как затрубное пространство выше инструмента для посадки пакера перекрыто уплотнительными манжетами пакера, а затрубное пространство ниже инструмента перекрыто плотной гравийной набивкой, фильтрация жидкости через которую происходит только при величине давления, превышающей величину давления запрессовки гравийной набивки, то давление в инструменте для посадки пакера выше шара будет всегда выше давления в нем ниже шара. В результате после установки гидравлического пакера проходное сечение инструмента посадки пакера не откроется.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства за счет его использования при установке гидравлического пакера в скважинах, оборудованных забойным гравийным фильтром, а также за счет получения достоверной информации об открытии проходного отверстия в устройстве после установки гидравлического пакера.

Данный технический результат достигается за счет того, что в инструменте для посадки пакера, содержащем корпус в виде полого тела вращения, в котором выполнены отверстия с размещенными в них срезными винтами, пружину и шар, соосно корпусу и внутри него расположен золотник, представляющий собой полый цилиндр и соприкасающийся наружной боковой поверхностью с внутренней поверхностью корпуса, соосно золотнику и внутри него установлена опора в виде полого тела вращения, соприкасающегося наружной боковой поверхностью с внутренней поверхностью золотника и имеющего в своей узкой части основание, в котором выполнено предназначенное для размещения в нем шара седло с проходным отверстием, в которое со стороны торца основания опоры вставлен и укреплен патрубок с ограничителем хода на конце, на наружной боковой поверхности патрубка установлена пружина, зажатая между торцом основания опоры и внутренней поверхностью торца цанги, надетой на патрубок поверх пружины и удерживающей опору в корпусе, при этом кулачки лепестков цанги установлены в выполненном по окружности внутренней поверхности корпуса пазе с возможностью соприкосновения с торцевой частью основания опоры, по периметру первого кольцевого паза, выполненного на наружной поверхности корпуса на уровне середины длины опоры, расположены отверстия, просверленные через стенки корпуса и золотника под первые срезные винты, по периметру второго кольцевого паза, выполненного на наружной поверхности корпуса на уровне местоположения седла, расположены отверстия, просверленные через стенку корпуса под вторые срезные винты, резьбовые стержни первых срезных винтов оперты на наружную боковую поверхность опоры, имеющую выполненные в продольном направлении каналы для перетока технологической жидкости, на дно которых оперты резьбовые стержни вторых срезных винтов, золотник выполнен с возможностью продольного перемещения в зазоре, образованном между корпусом и опорой, которая расположена с возможностью продольного перемещения вдоль внутренней поверхности золотника.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен инструмент для посадки пакера, на фиг.2 представлен инструмент для посадки пакера с открытыми каналами для перетока технологической жидкости, на фиг.3 показан инструмент для посадки пакера с освобожденными кулачками цанги, на фиг.4 изображен инструмент для посадки пакера в положении перед открытием проходного отверстия, на фиг.5 показан инструмент для посадки пакера с открытым проходным отверстием.

На фиг.1-5 показаны корпус 1 с муфтой 2, внутри которого расположена опора 3 с патрубком 4. На боковой поверхности опоры 3 выполнены каналы 5 для перетока технологической жидкости. Они перекрыты в исходном состоянии золотником 6, удерживаемом на корпусе 1 посредством первых срезных винтов 7. Опора 3 удерживается в корпусе 1 посредством кулачков 8, выполненных на лепестках цанги 9, размещенной на патрубке 4. На патрубке 4 также установлена пружина 10, зажатая между опорой 3 и торцом цанги 9. На фиг.1-4 также показаны шар 11, входящий в состав инструмента для посадки пакера, вторые срезные винты 12, седло 13, проходное отверстие 14 и ограничитель 15 хода патрубка 4.

Таким образом, инструмент для посадки пакера содержит корпус 1 в виде полого тела вращения, в котором выполнены отверстия с размещенными в них срезными винтами 7, пружину 10 и шар 11, соосно корпусу 1 и внутри него расположен золотник 6, представляющий собой полый цилиндр и соприкасающийся наружной боковой поверхностью с внутренней поверхностью корпуса 1, соосно золотнику 6 и внутри него установлена опора 3 в виде полого тела вращения, соприкасающегося наружной боковой поверхностью с внутренней поверхностью золотника 6 и имеющего в своей узкой части основание, в котором выполнено предназначенное для размещения в нем шара 11 седло 13 с проходным отверстием 14, в которое со стороны торца основания опоры 3 вставлен и укреплен патрубок 4 с ограничителем 15 хода на конце, на наружной боковой поверхности патрубка 4 установлена пружина 10, зажатая между торцом основания опоры 3 и внутренней поверхностью торца цанги 9, надетой на патрубок 4 поверх пружины 10 и удерживающей опору 3 в корпусе 1, при этом кулачки 8 лепестков цанги 9 установлены в выполненном по окружности внутренней поверхности корпуса 1 пазе с возможностью соприкосновения с торцевой частью основания опоры 3, по периметру первого кольцевого паза, выполненного на наружной поверхности корпуса 1 на уровне середины длины опоры 3, расположены отверстия, просверленные через стенки корпуса 1 и золотника 6 под первые срезные винты 7, по периметру второго кольцевого паза, выполненного на наружной поверхности корпуса 1 на уровне местоположения седла, расположены отверстия, просверленные через стенку корпуса 1 под вторые срезные винты 12, резьбовые стержни первых срезных винтов 7 оперты на наружную боковую поверхность опоры 3, имеющую выполненные в продольном направлении каналы 5 для перетока технологической жидкости, на дно которых оперты резьбовые стержни вторых срезных винтов 12, золотник 6 выполнен с возможностью продольного перемещения в зазоре, образованном между корпусом 1 и опорой 3, которая расположена с возможностью продольного перемещения вдоль внутренней поверхности золотника 6.

Использование инструмента для посадки пакера осуществляется следующим образом.

Инструмент спускается в скважину в составе компоновки подземного оборудования, включающего гидравлический пакер (на фигурах не показан). Для приведения в действие гидравлического пакера в колонну рабочих труб сбрасывают шар 11, который садится в седло 13 в опоре 3 и перекрывает проходное отверстие 14 в инструменте. После этого насосом повышают давление в колонне рабочих труб до необходимой величины. После приведения в действие гидравлического пакера в колонне рабочих труб увеличивают давление, что приводит к срезу винтов 7 и перемещению под действием давления золотника 6 до упора в уступ в корпусе 1 инструмента. При этом происходит открытие каналов 5 для перетока технологической жидкости в опоре 3, сообщающих соответствующие полости инструмента над (полость в опоре 3) и под (полость образована проходным отверстием 14 и полостью патрубка 4) шаром 11 (см. фиг.2).

Ввиду того, что каналы 5 имеют малое проходное сечение, перетекание технологической жидкости по ним из полости над шаром 11 в полость под шаром 11 (показано стрелками на фиг.2) происходит медленно, что предотвращает возникновение гидравлического удара. Для уменьшения времени выравнивания давления над и под шаром 11 возможен сброс давления из рабочих труб на устье скважины (на фигурах не показано).

Затем после выравнивания давления в полостях инструмента над и под шаром 11 пружина 10 выталкивает опору 3 вверх (по направлению к устью скважины). В этом случае величина перемещения опоры 3 зависит от ограничителя 15 хода патрубка 4, который прикреплен к опоре 3. Ограничитель 15 не дает опоре 3 перемещаться более, чем на заданное расстояние. Опора 3 выходит из контакта с кулачками 8, расположенными на лепестках цанги 9. При этом кулачки 8 освобождаются и благодаря упругости лепестков цанги 9 выходят из паза в корпусе 1, позволяя опоре 3 перемещаться внутри корпуса 1 (см. фиг.3).

Далее насосом повышают давление в колонне рабочих труб и, соответственно, в инструменте для посадки пакера выше шара 11 (полость в опоре 3). При этом опора 3 с патрубком 4, пружиной 10 и цангой 9 перемещается внутри корпуса 1 по направлению к забою вдоль каналов 5 по всей их длине. При этом вторые срезные винты 12 упираются в край паза опоры 3 (см. фиг.4).

Когда давление превысит заданную величину, происходит срез винтов 12, о чем свидетельствует резкое падение давления на насосе. При этом опора 3 с патрубком 4, шаром 11, пружиной 10 и цангой 9 падают (направление падения показано стрелкой на фиг.4) на забой скважины (на фигурах не показано), освобождая проходное отверстие 14 инструмента (см. фиг.5).

Использование данного изобретения расширяет функциональные возможности устройства за счет его использования при установке гидравлического пакера в скважинах, оборудованных забойным гравийным фильтром, а также за счет получения достоверной информации об открытии проходного отверстия в устройстве после установки гидравлического пакера.