×
29.04.2019
219.017.45f4

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в процессе их крепления, а именно в гидравлических пакерах, устанавливаемых на обсадной колонне для разобщения пластов в скважинах. Обеспечивает повышение надежности работы устройства, его герметизирующей способности. Гидравлический пакер снабжен корпусом пакерного узла и внутренней втулкой, соединенной с корпусом пакера, а клапанный узел размещен в корпусе клапанного узла и в кольцевом пространстве между наружной втулкой, соединенной с корпусом клапанного узла и внутренней втулкой. Клапанный узел состоит из четырех выполненных за одно целое поршней-клапанов, расположенных по окружности через 90°, упирающихся в подпружиненный переключатель, выполненный в виде втулки с четырьмя симметрично расположенными по ее образующей, через 90°, фигурными пазами, в которых размещены четыре штифта, жестко закрепленные на внутренней втулке с возможностью перемещения переключателя с поворотом относительно штифтов при возвратно-поступательных перемещениях поршней-клапанов. Края уплотнительного элемента закреплены стаканами и подстаканниками. К стаканам прикреплены втулки, имеющие конические участки, расположенные в сторону открытого участка уплотнительного элемента, с возможностью пластической деформации конических участков втулок при рабочем положении уплотнительного элемента, а на корпусе, по окружности через 90°, установлены четыре полых срезных элемента, на которые надеты резиновые манжеты. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в процессе их крепления, а именно в гидравлических пакерах, устанавливаемых на обсадной колонне для разобщения пластов в скважинах.

Известен гидромеханический пакер, включающий связанный с колонной труб полый корпус с боковыми каналами, установленные на нем эластичную манжету с упором в нижней части и подвижный в осевом направлении радиально-распорный элемент, выполненный с кольцевой расточкой, образующей с корпусом камеру с неподвижной перегородкой и односторонне подвижным в осевом направлении относительно радиально-распорного элемента поршнем (А.с. СССР №1318005, кл. E21B 33/12, 1985 г.).

Пакер отличается низкой герметизирующей способностью при разобщении пластов в скважине и является ненадежным в работе.

Известен также гидромеханический пакер, устанавливаемый на обсадной колонне, содержащий корпус с центральным и впускным каналами, уплотнительный элемент, полый срезной элемент, установленный на корпусе и выступающий в центральный канал корпуса, клапанный узел, расположенный между корпусом и наружной втулкой, сообщающийся в рабочем положении с центральным каналом корпуса через его впускной канал, включающий поршень с пружиной и клапан с уплотнительным кольцами (А.с. СССР №1627665, кл. E21B 33/12, 1989 г.).

Недостатком известного пакера является невысокая надежность его работы и низкая герметизирующая способность при разобщении пластов в скважине.

Задача изобретения - повышение надежности работы устройства и герметизирующей способности пакера при установке его на обсадной колонне.

Поставленная задача достигается тем, что в гидравлическом пакере, содержащем корпус с центральным и впускным каналами, уплотнительный элемент, полый срезной элемент, установленный на корпусе и выступающий в центральный канал корпуса, клапанный узел, расположенный между корпусом и наружной втулкой, сообщающийся в рабочем положении с центральным каналом корпуса через его впускной канал, включающий поршень с пружиной и клапан с уплотнительными кольцами, новым является то, что он снабжен корпусом клапанного узла и внутренней втулкой, соединенной с корпусом пакера, клапанный узел размещен в корпусе клапанного узла и в кольцевом пространстве между наружной втулкой, соединенной с корпусом клапанного узла и внутренней втулкой, состоит из четырех выполненных за одно целое поршней-клапанов, расположенных по окружности через 90°, упирающихся в подпружиненный переключатель, выполненный в виде втулки с четырьмя симметрично расположенными по ее образующей, через 90°, фигурными пазами, в которых размещены четыре штифта, жестко закрепленные на внутренней втулке с возможностью перемещения переключателя с поворотом относительно штифтов при возвратно-поступательных перемещениях поршней-клапанов, а края уплотнительного элемента закреплены стаканами и подстаканниками, между которыми располагаются участки уплотнительного элемента, при этом в корпусе клапана, клапанном узле, между наружной и внутренней втулками, корпусом пакера и внутренней втулкой, стаканом и подстаканником, подстаканником и корпусом пакера, имеются каналы, обеспечивающие в рабочем положении сообщение с центральным каналом корпуса и полостью под уплотнительным элементом, кроме того, к стаканам прикреплены втулки, имеющие конические участки, расположенные в сторону открытого участка уплотнительного элемента, с возможностью пластической деформации конических участков втулок при рабочем положении уплотнительного элемента, а на корпусе клапанного узла, по окружности через 90°, установлены четыре полых срезных элемента, на которые надеты резиновые манжеты.

На фиг.1 показан пакер в исходном положении; на фиг.2 - в процессе приведения его в действие; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1.

Гидравлический пакер (фиг.1), устанавливаемый на обсадной колонне (не показана), включает корпус 1 с центральным 2 и впускным 3 каналами, уплотнительный элемент 4, четыре полых срезных элемента 5, установленные на корпусе клапанного узла 8 по окружности через 90° и выступающие в центральный канал 2, клапанный узел 6, расположенный между корпусом 1 и наружной втулкой 7, сообщающийся в рабочем положении (фиг.2) с центральным каналом 2 через впускной канал 3. Клапанный узел 6 состоит из корпуса клапанного узла 8, четырех выполненных за одно целое поршней-клапанов 9 с уплотнительными кольцами 10, пружин 11 и подпружиненного переключателя 12, в который упираются поршни-клапаны 9 (фиг.1). Четыре поршня-клапана 9 расположены по окружности через 90° (фиг.3). Переключатель 12 выполнен в виде втулки с четырьмя симметрично расположенными по ее образующей, через 90°, фигурными пазами, в которых размещены четыре штифта 13 (фиг.4), жестко закрепленные на внутренней втулке 14 (фиг.1). Края уплотнительного элемента 4 закреплены с помощью стаканов 15 и подстаканников 16, между которыми располагаются участки уплотнительного элемента 4. В корпусе клапанного узла 8, клапанном узле 6, между наружной втулкой 7 и внутренней втулкой 14, корпусом пакера 1 и внутренней втулкой 14, стаканом 15 и подстаканником 16, подстаканником 16 и корпусом пакера 1, имеются каналы, обеспечивающие в рабочем положении пакера сообщение с центральным каналом 2 корпуса 1 и полостью 17 под уплотнительным элементом 4 (фиг.2). К стаканам 15 прикреплены втулки 18, имеющие конические участки, расположенные в сторону открытого участка уплотнительного элемента 4. На все полые срезные элементы 5 надеты резиновые манжеты 19. Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний 20 и нижний 21 переводники (фиг.1).

Гидравлический пакер работает следующим образом (фиг.2).

При прохождении по обсадной колонне (не показана) и центральному каналу 2 корпуса 1 цементировочной пробки (не показана) последняя разрушает срезные элементы 5, таким образом устраняется перекрытие дном срезных элементов 5 впускных каналов 3 для передачи давления из полости обсадной колонны. Резиновые манжеты 19, надетые на полые срезные элементы 5, облегчают процесс их слома, в момент прохождения цементировочной пробки и исключают возможность попадания частей разрушенных срезных элементов 5 на «стоп»-кольцо (не показано) цементировочной пробки. В случае попадания частей разрушенных срезных элементов на «стоп»-кольцо цементировочная пробка может перепускать буровой раствор или может быть заклинена. После прохода цементировочной пробки и посадки ее на «стоп»-кольцо раствор поступает по впускным каналам 3 в клапанный узел 6, а затем воздействует на поршни-клапаны 9, перемещая переключатель 12 на величину малого хода, вследствие чего неподвижные штифты 13 переходят из положения 1 в положение 2 (фиг.1, 4). Одновременно с осевым перемещением переключатель 12 совершает поворот под действием наклонной грани фигурного паза (фиг.4). Во время этого подготовительного цикла уплотнительные кольца 10 остаются на своих посадочных местах, обеспечивая герметичность клапанного узла 6. Затем сбрасывают давление в цементировочной головке и пружины 11 перемещают переключатель 12 в обратном направлении, а неподвижные штифты 13 занимают положение 3 (фиг.4). При дальнейшем повышении давления в цементировочной головке раствор опять поступает в клапанный узел 6, воздействует на поршни-клапаны 9, перемещая их на такую величину, при которой уплотнительные кольца 10 выходят из своих посадочных мест, переключатель 12 перемещается с помощью четырех поршней-клапанов 9 и штифты 13 занимают положение 4 (фиг.4). В этот момент раствор из центрального канала 2 поступает по соединенным между собой каналам в корпусе клапана 8, клапанном узле 6, между наружной 7 и внутренней 14 втулками, корпусом пакера 1 и внутренней втулкой 14, стаканом 15 и подстаканником 16, подстаканником 16 и корпусом пакера 1, в полость 17 под уплотнительным элементом 4, и тем самым раздувает уплотнительный элемент, разобщая таким образом заколонное пространство скважины (фиг.2). При проведении пакеровки уплотнительный элемент 4, раздуваясь, деформирует конические участки втулок 18. Назначение втулок 18 с коническими участками - повысить давление при пакеровке, которое может выдержать уплотнительный элемент 4, т.е. увеличить его герметизирующую способность и повысить надежность работы пакера. Заполнение уплотнительного элемента 4 в процессе пакеровки происходит примерно 5 минут, после чего сбрасывают давление и пружины 11 перемещают переключатель 12 в конечное положение и штифты 13 занимают положение 5. Направляющие штифты 13 оказываются при этом в самом последнем коротком пазе, который уже не позволяет раствору попасть под уплотнительный элемент при повторных повышениях давления. При повышении давления произойдет только небольшое перемещение переключателя 12 на величину короткого паза и штифты 13 займут положение 6 (фиг.4).

Преимущества предлагаемого гидравлического пакера по сравнению с прототипом заключаются в следующем.

Обеспечивается более надежная работа клапанного узла за счет четырех симметрично расположенных по окружности поршней-клапанов, воздействующих на переключатель с четырьмя симметрично расположенными фигурными пазами. Достигается более высокая надежность работы всего пакера, за счет того, что он снабжен корпусом клапанного узла и внутренней втулкой, соединенной с корпусом пакера, а клапанный узел размещен в корпусе клапанного узла и в кольцевом пространстве между наружной втулкой, соединенной с корпусом клапанного узла и внутренней втулкой. Устранена возможность сбоев или полного отказа в работе пакера, за счет резиновых манжет, надетых на четыре полых срезных элемента.

Существенно повышена надежность работы уплотнительного элемента и его герметизирующая способность за счет крепления уплотнительного элемента с помощью стаканов и подстаканников, а также наличия втулок с коническими участками, пластически деформируемых в процессе пакеровки.

Гидравлический пакер, содержащий корпус с центральным и впускным каналами, уплотнительный элемент, полый срезной элемент, установленный на корпусе и выступающий в центральный канал корпуса, клапанный узел, расположенный между корпусом и наружной втулкой, сообщающийся в рабочем положении с центральным каналом корпуса через его впускной канал, включающий поршень с пружиной и клапан с уплотнительными кольцами, отличающийся тем, что он снабжен корпусом клапанного узла и внутренней втулкой, соединенной с корпусом пакера, клапанный узел размещен в корпусе клапанного узла и в кольцевом пространстве между наружной втулкой, соединенной с корпусом клапанного узла и внутренней втулкой, состоит из четырех выполненных за одно целое поршней-клапанов, расположенных по окружности через 90°, упирающихся в подпружиненный переключатель, выполненный в виде втулки с четырьмя симметрично расположенными по ее образующей, через 90°, фигурными пазами, в которых размещены четыре штифта, жестко закрепленные на внутренней втулке, с возможностью перемещения переключателя с поворотом относительно штифтов при возвратно-поступательных перемещениях поршней-клапанов, а края уплотнительного элемента закреплены стаканами и подстаканниками, между которыми располагаются участки уплотнительного элемента, при этом в корпусе клапана, клапанном узле, между наружной и внутренней втулками, корпусом пакера и внутренней втулкой, стаканом и подстаканником, подстаканником и корпусом пакера, имеются каналы, обеспечивающие в рабочем положении сообщение с центральным каналом корпуса и полостью под уплотнительным элементом, кроме того, к стаканам прикреплены втулки, имеющие конические участки, расположенные в сторону открытого участка уплотнительного элемента, с возможностью пластической деформации конических участков втулок при рабочем положении уплотнительного элемента, а на корпусе клапанного узла, по окружности через 90°, установлены четыре полых срезных элемента, на которые надеты резиновые манжеты.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
27.05.2013
№216.012.45b1

Линейный цилиндрический двигатель

Изобретение относится к электротехнике, к линейным цилиндрическим двигателям (ЛЦД) постоянного тока с ускорением линейного возвратно-поступательного перемещения рабочего органа - якоря в ограниченных пределах, и может быть использовано в механизмах ударного действия без применения промежуточных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483418
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.5284

Электродуговая печь постоянного тока

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, а именно к устройству электродуговых печей. Технический результат - увеличение срока износа слоя футеровки за счет оперативности центрирования дуги при ее отклонении в плавильных камерах различных габаритов, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486717
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.63a6

Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов из центробежнолитых и кованых трубных заготовок. Заготовку нагревают до температуры 1150-1200°C и деформируют. Сначала путем горячего прямого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491147
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.10.2013
№216.012.78d7

Устройство для переноса заготовок по ручьям штампа с вертикальным разъемом матриц

Изобретение относится к автоматизации процесса многопереходной штамповки сложных деталей и может быть использовано для переноса тяжелых заготовок, в том числе заготовок в виде длинномерного прутка или стержня, в многопозиционных ковочных машинах с вертикальным разъемом матриц. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496597
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.12.2013
№216.012.8c66

Четырехбойковое ковочное устройство

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок из различных сталей и сплавов в четырехбойковых ковочных устройствах на гидравлических ковочных прессах. Устройство содержит два держателя верхнего и нижнего бойков, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501625
Дата охранного документа: 20.12.2013
29.04.2019
№219.017.45cd

Устройство для изоляции пластов в скважине

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пластов в скважине при ее креплении. Обеспечивает более высокую надежность выполнения пакерных работ путем возможности допакеровки затрубного пространства после проведения основной пакеровки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449111
Дата охранного документа: 27.04.2012
Показаны записи 1-10 из 34.
20.03.2013
№216.012.2f64

Полый слиток

Изобретение относится к металлургии. Слиток имеет расширяющуюся кверху стенку с конусностью φ и кольцевую прибыль по всему верхнему периметру слитка. При Н/Т≥1 конусность стенки φ на расстоянии 2Т от торца слитка составляет 5-6%, а толщина тела кольцевой прибыли Т составляет 1,1T (1+1/а) или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477667
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.33ab

Устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть применено для крепления вертикальных и наклонно-направленных стволов скважин хвостовиками обсадных колонн и герметизации заколонного пространства хвостовиков. Устройство содержит корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478770
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.33b1

Устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине

Устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине может быть использовано для крепления вертикальных и наклонно-направленных стволов скважин хвостовиками обсадных колонн и герметизации заколонного пространства хвостовиков. Содержит корпус (7) и размещенные на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478776
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.05.2013
№216.012.45b1

Линейный цилиндрический двигатель

Изобретение относится к электротехнике, к линейным цилиндрическим двигателям (ЛЦД) постоянного тока с ускорением линейного возвратно-поступательного перемещения рабочего органа - якоря в ограниченных пределах, и может быть использовано в механизмах ударного действия без применения промежуточных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483418
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4b83

Способ изготовления стержневых изделий с продольными ребрами из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с продольными ребрами методом горячей штамповки. На первом переходе из цилиндрической заготовки посредством высадки формообразуют заготовку с фланцем, внутренним пазом в зоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484913
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b85

Способ изготовления поковок в виде полусферы с горловиной

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано в промышленности для получения крупногабаритных корпусов шаровых кранов. Последовательно выполняют вырезку круглых заготовок с отверстием из толстостенного листа, нагревают их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484915
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5284

Электродуговая печь постоянного тока

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, а именно к устройству электродуговых печей. Технический результат - увеличение срока износа слоя футеровки за счет оперативности центрирования дуги при ее отклонении в плавильных камерах различных габаритов, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486717
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.63a6

Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов из центробежнолитых и кованых трубных заготовок. Заготовку нагревают до температуры 1150-1200°C и деформируют. Сначала путем горячего прямого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491147
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.09.2013
№216.012.6f64

Теплостойкая сталь для водоохлаждаемых изложниц

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению водоохлаждаемых изложниц для производства центробежно-литых труб. Сталь содержит, в мас.%: углерод 0,16-0,25, кремний 0,10-0,60, марганец 0,60-1,20, хром 1,5-2,50, никель 0,60-1,50, молибден 0,18-0,75, ванадий 0,08-0,15,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494167
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.771b

Устройство для размещения и отображения сменяемой информации

Изобретение относится к машиностроению, а именно к производству средств отображения рекламной и иной информации, к производству элементов декораций или интерьера помещений. Задачей изобретения является повышение количества графической и текстовой информации, компактно размещаемой в одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496151
Дата охранного документа: 20.10.2013
+ добавить свой РИД