RU154514U1 - HYDROSTATIC PACKER LANDING TOOL DOWN ON THE CABLE - Google Patents

Abstract

1. Гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле, включающий ствол с поршнем, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, обтекатель, разделенный на заполненный жидкостью нижний цилиндр с полостью высокого давления и верхний цилиндр с полостью низкого давления, оснащенный сверху пробкой для сообщения при перемещении вверх полости низкого давления с пространством скважины, и верхний якорный узел, взаимодействующий с нижним цилиндром и содержащий коническую втулку со шлипсами, которые установлены с возможностью радиального расширения между верхним упором и конической втулкой при их сближении, причем ствол жестко соединен с поршнем и нижним упором, отличающийся тем, что ствол выполнен сборным, состоящим из соединенных срезным элементом корпуса пакера и тяги, соединенной с поршнем, обтекатель разделен поршнем, изготовленным полым и жестко соединенным с верхним цилиндром, который снабжен дополнительным поршнем, а нижний цилиндр выполнен с возможностью ограниченного перемещения вниз относительно поршня и опоры толкателем на верхний упор, тяга изготовлена полой и заглушенной снизу, полость которой сообщена с камерой высокого давления - подпоршневой полостью нижнего цилиндра, коническая втулка изготовлена расширяющейся сверху вниз и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом сверху, причем верхний упор выполнен с возможностью фиксации положения после перемещения вниз относительно корпуса, дополнительный поршень оснащен штоком, герметично вставленным в полость поршня, и размещен в верхнем цилиндре с возможностью перемещения вниз при перемещении в�1. A hydrostatic landing tool for the packer, lowered on the cable, including a barrel with a piston, a sealing element with upper and lower stops, a cowl, divided into a liquid-filled lower cylinder with a high-pressure cavity and an upper cylinder with a low-pressure cavity, equipped with a stopper for communication with moving up the low-pressure cavity with the space of the well, and the upper anchor unit interacting with the lower cylinder and containing a conical sleeve with slips that are installed with possibly the radial expansion between the upper stop and the conical sleeve when they come closer, and the barrel is rigidly connected to the piston and the lower stop, characterized in that the barrel is made of prefabricated, consisting of a shear element connected to the packer body and the rod connected to the piston, the cowl is separated by a piston made hollow and rigidly connected to the upper cylinder, which is equipped with an additional piston, and the lower cylinder is made with the possibility of limited movement downward relative to the piston and support the pusher on the upper stop, rods and it is made hollow and muffled from below, the cavity of which is in communication with the high-pressure chamber — the piston cavity of the lower cylinder, the conical sleeve is made expanding from top to bottom and is configured to interact with the sealing element from above, with the upper stop being able to fix the position after moving downward relative to the housing, the additional piston is equipped with a rod hermetically inserted into the piston cavity and is placed in the upper cylinder with the ability to move down when moving in

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для посадки, спускаемых на кабеле, пакеров, герметично разобщающих отдельные интервалы скважины при проведении различных технологических операций.The utility model relates to the oil industry and is intended for landing, lowered by cable, packers, hermetically disconnecting individual intervals of the well during various technological operations.

Известно «Устройство для механической перфорации нефтяных и газовых скважин» (патент RU №2087685, E21B 43/112, опубл. 20.08.1997), включающее гидравлический инструмент корпус с камерой, содержащий кабель для спуска устройства, гидронасос с электродвигателем, помещенные в корпусе, инструмент гидравлического действия, при этом камера выполнена с отделом низкого давления, накопительной масляной емкостью и подпружиненной парой поршень шток, помещенной в отделе камеры низкого давления и образующей под штоком отдел камеры высокого давления, который имеет рабочий поршень, при этом инструмент гидравлического действия выполнен в виде колющего и размещен на рабочем поршне, а корпус выполнен с каналами для сообщения отдела камеры низкого давления с накопительной масляной емкостью и отделом камеры высокого давления через золотник.It is known "Device for mechanical perforation of oil and gas wells" (patent RU No. 2087685, E21B 43/112, publ. 08.20.1997), including a hydraulic tool housing with a camera, containing a cable for lowering the device, a hydraulic pump with an electric motor, placed in the housing, a hydraulic action tool, wherein the chamber is configured with a low pressure department, an oil storage tank and a piston rod spring loaded in a section of the low pressure chamber and forming a high pressure chamber section under the stem that has the working piston, while the hydraulic tool is made in the form of a stabbing and placed on the working piston, and the housing is made with channels for communicating the department of the low-pressure chamber with the accumulating oil tank and the high-pressure chamber department through the spool.

Недостатками гидравлического инструмента являются:The disadvantages of the hydraulic tool are:

- сложность конструкции из-за наличия переточных каналов, размещения в этом же корпусе гидронасоса с электродвигателем и золотником помимо рабочих элементов;- the complexity of the design due to the presence of transfer channels, the placement in the same housing of a hydraulic pump with an electric motor and a spool in addition to the working elements;

- низкая производительность гидронасоса с электродвигателем из-за размещения внутри корпуса и невозможности увеличить габариты;- low productivity of the hydraulic pump with an electric motor due to placement inside the housing and the inability to increase dimensions;

- относительно слабое усилие на рабочем поршне из-за уменьшения поршня, так как габариты камеры уменьшают каналы, размер которых должен быть достаточен для свободного перетока жидкости;- a relatively weak force on the working piston due to the reduction of the piston, since the dimensions of the chamber reduce the channels, the size of which should be sufficient for free flow of fluid;

- необходимость большого количества гидравлических инструментов, так как каждый рабочий инструмент, что приводит к большим материальным затратам на изготовление и обслуживание каждого гидравлического инструмента.- the need for a large number of hydraulic tools, since each working tool, which leads to large material costs for the manufacture and maintenance of each hydraulic tool.

Наиболее близким по достигаемому технического результата является «Пакер» (патент RU №2057896, E21B 33/12, опубл. 10.04.1996), содержащий гидравлический посадочный инструмент, включающий ствол с поршнем, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, коническую втулку со шлипсами, обтекатель, полость которого разделена диафрагменным узлом на заполненную жидкостью полость высокого давления, ограниченную поршнем, пространство под которым связано с пространством скважины, и полость низкого давления, выполненную с ловильной головкой плунжерную пробку для сообщения полости низкого давления с пространством скважины при извлечении пакера, причем коническая втулка жестко связана с обтекателем, а поршень жестко связан со стволом, при этом плунжерная пробка выполнена с каналом и установлена с возможностью ограниченного перемещения после соединения ее ловильной головкой с подъемным кабелем-канатом.The closest technical result achieved is “Packer” (patent RU No. 2057896, E21B 33/12, publ. 04/10/1996) containing a hydraulic landing tool including a barrel with a piston, a sealing element with upper and lower stops, a tapered sleeve with slips , a cowling, the cavity of which is divided by the diaphragm assembly into a high-pressure cavity filled with liquid, bounded by a piston, the space under which is associated with the space of the well, and a low-pressure cavity made with a fishing head plunger a flap for communication of the low-pressure cavity with the space of the well when removing the packer, and the conical sleeve is rigidly connected to the fairing, and the piston is rigidly connected to the barrel, while the plunger plug is made with a channel and is installed with the possibility of limited movement after connecting its fishing head with a lifting cable - the rope.

Недостатками гидравлического инструмента являются:The disadvantages of the hydraulic tool are:

- узкая область применения, так как невозможно после посадки пакера поддерживать его в рабочем состоянии в скважинах глубиной менее 500 м, так как усилие сжатия пакера в рабочем состоянии определяется перепадом давлений внутри камеры низкого давления и жидкости в скважине;- a narrow scope, since it is impossible to maintain it in working condition in wells with a depth of less than 500 m after landing the packer, since the compression force of the packer in working condition is determined by the pressure drop inside the low-pressure chamber and the fluid in the well;

- относительно слабое усилие посадки пакера в скважине на глубинах менее 1200 м, в которых низкое внутрискважинное давление, так как работа осуществляется только одним поршнем, и перепада давления внутри камеры низкого давления и жидкости в скважине для герметизации внутреннего пространства будет недостаточно;- a relatively weak packer landing force in the well at depths less than 1200 m, in which the downhole pressure is low, since the work is carried out by only one piston, and the pressure drop inside the low-pressure chamber and the liquid in the well to seal the internal space will not be enough;

- необходимость большого количества гидравлических инструментов, так как каждый пакер, так как они являются одним целым, и без инструмента пакер, установленный в скважине не работоспособен, что приводит к большим материальным затратам на изготовление и обслуживание каждого гидравлического инструмента.- the need for a large number of hydraulic tools, since each packer, since they are a single unit, and without tools, the packer installed in the well is not operational, which leads to large material costs for the manufacture and maintenance of each hydraulic tool.

Технической задачей предлагаемого посадочного инструмента пакера является расширение функциональных возможностей за счет использования в скважинах глубиной от 100 м за счет использования гидравлического усилителя и использование гидравлического посадочного инструмента для посадки нескольких пакеров за счет фиксации пакеров в рабочем положении и отсоединения после этого от них этого инструмента.The technical task of the proposed packer landing tool is to expand the functionality due to the use in wells with depths of more than 100 m due to the use of a hydraulic booster and the use of a hydraulic landing tool to plant several packers by fixing the packers in the working position and disconnecting this tool from them.

Техническая задача решается гидростатическим посадочным инструментом пакера, спускаемым на кабеле, содержащим ствол с поршнем, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, обтекатель, разделенный на заполненный жидкостью нижний цилиндр с полостью высокого давления и верхний цилиндр полостью низкого давления, оснащенный сверху пробкой для сообщения при перемещении вверх полости низкого давления с пространством скважины, и верхний якорный узел, взаимодействующий с нижним цилиндром и содержащий коническую втулку со шлипсами, которые установлены с возможностью радиального расширения между верхним упором и конической втулкой при их сближении, причем ствол жестко соединен с поршнем и нижним упором.The technical problem is solved by the hydrostatic landing tool of the packer, lowered on a cable containing a barrel with a piston, a sealing element with upper and lower stops, a cowl, divided into a liquid-filled lower cylinder with a high-pressure cavity and an upper cylinder with a low-pressure cavity, equipped with a stopper for communication with moving up the low-pressure cavity with the space of the well, and the upper anchor assembly interacting with the lower cylinder and containing a conical sleeve with slips, cat rye mounted for radial expansion between the upper stop and a conical sleeve as they approach, the barrel is rigidly connected to the piston and the lower stop.

Новым является то, что ствол выполнен сборным, состоящим из соединенных срезным элементом корпуса пакера и тяги, соединенной с поршнем, обтекатель разделен поршнем, изготовленным полым и жестко соединенным с верхним цилиндром, который снабжен дополнительным поршнем, а нижний цилиндр выполнен с возможностью ограниченного перемещения вниз относительно поршня и опоры толкателем на верхний упор, тяга изготовлена полой и заглушенной снизу, полость которой сообщена с камерой высокого давления - подпоршневой полостью нижнего цилиндра, коническая втулка изготовлена расширяющейся сверху вниз и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом сверху, причем верхний упор выполнен с возможностью фиксации положения после перемещения вниз относительно корпуса, дополнительный поршень оснащен штоком, герметично вставленным в полость поршня, и размещен в верхнем цилиндре с возможностью перемещения вниз при перемещении вверх пробки, при этом обтекатель соединен с кабелем через электрический тяговый механизм, подвижная часть которого соединена с пробкой для перемещения ее вверх при подаче соответствующего сигнала по кабелю.What is new is that the barrel is made prefabricated, consisting of a packer body connected by a shear element and a rod connected to the piston, the cowl is divided by a piston made hollow and rigidly connected to the upper cylinder, which is equipped with an additional piston, and the lower cylinder is made with limited downward movement relative to the piston and the support with the pusher on the upper stop, the thrust is made hollow and muffled from below, the cavity of which is in communication with the high-pressure chamber - the piston cavity of the lower cylinder, conic the bushing is made expandable from top to bottom and is configured to interact with the sealing element from above, the upper stop being able to fix the position after moving down relative to the housing, the additional piston is equipped with a rod hermetically inserted into the piston cavity and placed in the upper cylinder with the ability to move down when moving up the plug, the fairing is connected to the cable through an electric traction mechanism, the movable part of which is connected to the plug for its upward displacements at the respective feeding along the cable signal.

Новым является также то, что пакер дополнительно оснащен нижним якорным узлом, содержащим коническую втулку со шлипсами, которые установлены с возможностью радиального расширения между нижним упором и конической втулкой при их сближении, причем коническая втулка изготовлена расширяющейся снизу вверх и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом снизу, причем шлипсы подпружинены внутрь или выполнены разрывными.Also new is the fact that the packer is additionally equipped with a lower anchor assembly containing a conical sleeve with slips, which are mounted with the possibility of radial expansion between the lower stop and the conical sleeve when they approach each other, and the conical sleeve is made expanding from the bottom up and is made to interact with the sealing element below, and the slips are spring-loaded inward or discontinuous.

Новым является также то, что шток дополнительного поршня выполнен полым и заглушенным снизу, внутренняя полость которого сообщена с подпоршневой полостью верхнего цилиндра.Also new is the fact that the rod of the additional piston is hollow and muffled from below, whose inner cavity is in communication with the piston cavity of the upper cylinder.

На фиг. 1 изображена верхняя часть гидравлического посадочного инструмента пакера.In FIG. 1 shows the top of a packer hydraulic landing tool.

На фиг. 2 изображена нижняя часть гидравлического посадочного инструмента пакера.In FIG. 2 shows the lower part of the packer hydraulic landing tool.

Гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле 1 (фиг. 1), включает ствол 2 (фиг. 2) с полым поршнем 3, уплотнительный элемент 4 с верхним 5 и нижним 6 упорами, обтекатель, разделенный поршнем 3 на заполненный жидкостью нижний цилиндр 7 с полостью высокого давления 8 и верхний цилиндр 9 (фиг. 1) полостью низкого давления 10, оснащенный сверху пробкой 11 для сообщения при перемещении вверх полости низкого давления 10 с пространством скважины (на фиг. 1 и 2 не показана), и верхний якорный узел 12 (фиг. 2), взаимодействующий с нижним цилиндром 8 и содержащий коническую втулку 13 со шлипсами 14, которые установлены с возможностью радиального расширения между верхним упором 5 и конической втулкой 13 при их сближении, причем ствол 2 жестко соединен с поршнем 3 и нижним упором 6. Ствол 2 выполнен сборным, состоящим из соединенных срезным элементом 15 корпуса 16 пакера 2 и тяги 17, соединенной с поршнем 3. Поршень 3 жестко соединен с верхним цилиндром 9, который снабжен дополнительным поршнем 18 (фиг. 1), а нижний цилиндр 7 (фиг. 2) выполнен с возможностью ограниченного наружным упором 19, установленном на тяге 17, перемещения вниз относительно поршня 3 и опоры толкателем 20 на верхний упор 5. Тяга 17 изготовлена полой и заглушенной снизу пробкой 21, полость которой сообщена с камерой высокого давления 8 - подпоршневой полостью нижнего цилиндра 7. Коническая втулка 13 изготовлена расширяющейся сверху вниз и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом 4 сверху. Верхний упор 5 выполнен с возможностью фиксации положения после перемещения вниз относительно корпуса 16 (например: сухарями или пружинными шайбами 22, вставленными кольцевую проточку 23 верхнего упора 5, относительно наружных кольцевых насечек или резьбы 24 корпуса 16). Дополнительный поршень 18 (фиг. 1) оснащен штоком 25, герметично вставленным в полость поршня 3 (фиг. 2), и размещен в верхнем цилиндре 9 (фиг. 1) с возможностью перемещения вниз при перемещении вверх пробки 11. Верхний цилиндр 9 обтекателя соединен с кабелем 1 через электрический тяговый механизм 26 (показан условно), подвижная часть 27 (показана условно) которого соединена с пробкой 11 для перемещения ее вверх при подаче соответствующего сигнала по кабелю 1.The hydrostatic landing tool of the packer, lowered on the cable 1 (Fig. 1), includes a barrel 2 (Fig. 2) with a hollow piston 3, a sealing element 4 with an upper 5 and lower 6 stops, a cowl divided by a piston 3 into a lower cylinder 7 filled with liquid with a high-pressure cavity 8 and an upper cylinder 9 (Fig. 1) a low-pressure cavity 10, equipped with a stopper 11 on top for communication when moving up the low-pressure cavity 10 with the space of the well (not shown in Figs. 1 and 2), and the upper anchor assembly 12 (Fig. 2) interacting with the lower cylinder 8 and comprising a conical sleeve 13 with slots 14, which are mounted with the possibility of radial expansion between the upper stop 5 and the conical sleeve 13 when they approach each other, the barrel 2 being rigidly connected to the piston 3 and the lower stop 6. The barrel 2 is prefabricated, consisting of connected shear element 15 of the housing 16 of the packer 2 and the rod 17 connected to the piston 3. The piston 3 is rigidly connected to the upper cylinder 9, which is equipped with an additional piston 18 (Fig. 1), and the lower cylinder 7 (Fig. 2) is made with the possibility of limited by an external stop 19, mounted on the rod 17, to move downward relative to the piston 3 and support the pusher 20 on the upper stop 5. The rod 17 is made hollow and plugged below the stopper 21, the cavity which is in communication with the high-pressure chamber 8 - the sub-piston cavity of the lower cylinder 7. The conical sleeve 13 is made expanding from top to bottom and is configured to interact with the sealing element 4 from above. The upper stop 5 is made with the possibility of fixing the position after moving downward relative to the housing 16 (for example: crackers or spring washers 22, inserted an annular groove 23 of the upper stop 5, relative to the outer ring notches or threads 24 of the housing 16). The additional piston 18 (Fig. 1) is equipped with a rod 25, hermetically inserted into the piston cavity 3 (Fig. 2), and is placed in the upper cylinder 9 (Fig. 1) with the ability to move downward when moving up the plug 11. The upper cylinder 9 of the fairing is connected with cable 1 through an electric traction mechanism 26 (shown conditionally), the movable part 27 (shown conditionally) of which is connected to the plug 11 to move it up when a corresponding signal is applied via cable 1.

При больших перепадах давления в скважине пакер может быть дополнительно оснащен нижним якорным узлом 28 (фиг. 2), содержащим коническую втулку 29 со шлипсами 30, которые установлены с возможностью радиального расширения между нижним упором 6 и конической втулкой 29 при их сближении. Коническая втулка 29 нижнего якорного узла 28 изготовлена расширяющейся снизу вверх и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом 4 снизу. Шлипсы 14 и 30 для обеспечения сначала герметизации внутреннего пространства скважины, а потом фиксации якорными узлами 12 и 28 относительно стенок скважины, подпружинены внутрь (не показаны) или выполнены разрывными (в виде полых втулок шлипс 14 и 30 с продольными надрезами, по которым втулка разрывается, или в виде шлипс 14 и 30 охваченных снаружи кольцом (не показано), разрушающимся при расширении).With large pressure drops in the well, the packer can be additionally equipped with a lower anchor assembly 28 (Fig. 2) containing a conical sleeve 29 with slips 30 that are mounted with the possibility of radial expansion between the lower stop 6 and the conical sleeve 29 when they approach each other. The conical sleeve 29 of the lower anchor assembly 28 is made expandable from the bottom up and configured to interact with the sealing element 4 from the bottom. Slips 14 and 30 to ensure first sealing the internal space of the well, and then fixation by anchor units 12 and 28 relative to the walls of the well, are spring-loaded inward (not shown) or discontinuous (in the form of hollow sleeves, slip 14 and 30 with longitudinal cuts along which the sleeve breaks , or in the form of a slip 14 and 30 covered on the outside by a ring (not shown), collapsing during expansion).

Для эффективной работы при низком скважинном давлении или при неглубоких (от 100 до 500 м) интервалах установки шток 25 (фиг. 1) дополнительного поршня 18 может быть выполнен полым и заглушенным снизу, внутренняя полость 31 которого через отверстия 32 сообщена с подпоршневой полостью 10 верхнего цилиндра 9, увеличивая полезный объем цилиндра 9, обеспечивая при тех же габаритных размерах суммарно больший перепад давлений в скважине и в камере низкого давления 10.For efficient operation at low borehole pressure or at shallow (from 100 to 500 m) installation intervals, the rod 25 (Fig. 1) of the additional piston 18 can be hollow and damped from below, the inner cavity 31 of which is connected through the openings 32 to the piston cavity 10 of the upper cylinder 9, increasing the useful volume of cylinder 9, while providing for the same overall dimensions, a generally greater pressure drop in the well and in the low-pressure chamber 10.

Тяговым механизмом 26 может быть изготовлен в виде электромагнитной катушки с подвижной частью 27 - сердечником, втягивающимся при подаче электроэнергии (сигнала) по кабелю 1 на катушку, или в виде электродвигателя при подаче электроэнергии (сигнала) по кабеле 1 вращением втягивающим (соединением типа «винт-гайка») подвижную часть 27, или т.п..The traction mechanism 26 can be made in the form of an electromagnetic coil with a moving part 27 — a core that retracts when power (signal) is supplied through cable 1 to the coil, or as an electric motor when power (signal) is supplied through cable 1 by retractor rotation (screw connection "nut") movable part 27, or the like.

Технологические элементы, не влияющие на работоспособность системы, показаны условно или не показаны, а уплотнительные элементы, исключающие несанкционированные перетоки жидкости, не пронумерованы.Technological elements that do not affect the performance of the system are shown conditionally or not shown, and sealing elements that exclude unauthorized fluid flows are not numbered.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед спуском устройство приводят в транспортное положение. Для этого в надпоршневую полость верхнего цилиндра 9 (фиг. 1) обтекателя заливают жидкость (воду или машинное жидкое масло), а через технологический канал 33 (фиг 2) нагнетают воздух подпоршневую полость 10, приводя дополнительный поршень 18 (фиг. 1) в верхнее положение (это возможно и механическим воздействием на дополнительный поршень 18). После чего сверху вставляют в верхний цилиндр 9 герметично пробку 11 и соединяют верхний цилиндр 9 через технологический перфорированный патрубок 34 с тяговым механизмом 26 с кабелем 1, а подвижную часть 27 механизма 26 - с пробкой 11. Давление в камере низкого давления 10 сбрасывают до атмосферного давления, а технологический канал 33 (фиг. 2) герметично перекрывают заглушкой 35. После чего камеру высокого давления 10 нижнего цилиндра 7 и полости тяги 17 и поршня 3 заполняют (например: через золотник 36 с обратным клапаном, установленный в пробке 21 тяги 17) жидкостью (водой или машинным жидким маслом), воздух и излишки жидкости выпускают через канал 37, который герметично перекрывают заглушкой 38. Корпус 16 пакера присоединяют срезными элементами 15 с тягой 17, образуя ствол 2. На корпус 16 устанавливают остальные конструктивные элементы пакера, фиксирую их на корпусе соединением (например: резьбой, сваркой или т.п.) нижнего упора 6 с корпусом 16 ствола 2. Заглушку 38 извлекают и через канал 37 нагнетают жидкость до плотного прижатия без сдвига толкателя 20 к верхнему упору 5, затем канал 37 опять герметизируют заглушкой 38.Before the descent, the device is brought into the transport position. To do this, pour liquid (water or engine oil) into the nadporshne cavity of the upper cylinder 9 (Fig. 1) of the fairing, and through the process channel 33 (Fig. 2) the air is replaced by the piston cavity 10, leading the additional piston 18 (Fig. 1) to the upper position (this is also possible by mechanical action on the additional piston 18). After that, the stopper 11 is tightly inserted into the upper cylinder 9 and the upper cylinder 9 is connected through the perforated technological pipe 34 with the traction mechanism 26 with the cable 1, and the movable part 27 of the mechanism 26 with the stopper 11. The pressure in the low-pressure chamber 10 is released to atmospheric pressure , and the process channel 33 (Fig. 2) is hermetically sealed with a plug 35. After that, the high-pressure chamber 10 of the lower cylinder 7 and the cavity of the rod 17 and piston 3 are filled (for example: through a spool 36 with a check valve installed in the tube 21 of the rod 17) fluid (water or engine oil), air and excess fluid are released through the channel 37, which is hermetically sealed with a plug 38. The packer body 16 is connected by shear elements 15 with a rod 17, forming a barrel 2. The remaining structural elements of the packer are mounted on the body 16, I fix them on the housing by connecting (for example: thread, welding or the like) of the lower stop 6 with the body 16 of the barrel 2. The plug 38 is removed and the fluid is pumped through the channel 37 until it is pressed tightly without shifting the pusher 20 to the upper stop 5, then I seal the channel 37 again t cap 38.

Затем устройство в сборе спускают в интервал установки скважины на кабеле 1 (фиг. 1).Then the device assembly is lowered into the interval of installation of the well on cable 1 (Fig. 1).

При необходимости в скважину доливают жидкость, чтобы увеличить перепад давлений в скважине и в камере низкого давления 10 верхнего цилиндра 9. После чего по кабелю 1 подают электрический сигнал на тяговый механизм 26, который втягивает подвижную часть 27 вместе с пробкой 11, которая имеет небольшую площадь поперечного сечения и легко извлекается из верхнего цилиндра 9, открывая отверстие 39. В результате жидкость из скважины через перфорированный патрубок 34 и отверстие 39 поступает в цилиндр 9 и за счет перепада давлений в скважине и в камере низкого давления 10 дополнительный поршень 18 со штоком 25 перемещается. При этом шток 25 (фиг. 2), перемещаясь вниз, создает избыточное давление в полостях поршня 3 и тяги 17 и, как следствие, через отверстия 40 в камере высокого давления 8, приводя в движение вниз нижний цилиндр 7.If necessary, add fluid to the well in order to increase the pressure drop in the well and in the low-pressure chamber 10 of the upper cylinder 9. After that, an electrical signal is supplied via cable 1 to the traction mechanism 26, which pulls the movable part 27 together with the plug 11, which has a small area cross-section and is easily removed from the upper cylinder 9, opening the hole 39. As a result, the fluid from the well through the perforated pipe 34 and the hole 39 enters the cylinder 9 and due to the pressure drop in the well and in the chamber pressure 10 additional piston 18 with the rod 25 moves. In this case, the rod 25 (Fig. 2), moving downward, creates excess pressure in the cavities of the piston 3 and rod 17 and, as a result, through the holes 40 in the high-pressure chamber 8, driving the lower cylinder 7 downward.

Рассмотрим два варианта установки пакера.Consider two options for installing the packer.

Первый - это посадочный инструмент и пакер только с верхним якорным узлом 12.The first is a landing tool and a packer with only the upper anchor assembly 12.

При перемещении вниз цилиндра 7 он воздействует толкателем 20 на верхний упор 5, а нижний упор 6, опирающийся снизу на уплотнительный элемент 4 (не показано) и соединенный стволом 2 с поршнем 3, остается на месте. В результате верхний упор 5, перемещаясь по корпусу 16 вниз, надвигает шлипсы 14 на коническую втулку 13, которые расширяясь опираются на стенки скважины, фиксируя верхний якорный узел 12 в интервале установки вместе с нижним цилиндром 7. После этого начинают подниматься вверх нижний упор 6 со стволом 2, нижним 7 и верхним 9 (фиг. 1) цилиндрами, так как кабель 1 не жестко их фиксирует. При этом нижний упор 6 (фиг. 2) сжимает уплотнительный элемент 4 до герметизации скважинного пространства в интервале установки, а корпус 16 проходит вверх относительно верхнего упора 5, который фиксирует такое конечное - рабочее положение сухарями или пружинными шайбами 22, вставленными кольцевую проточку 23 верхнего упора 5, относительно наружных кольцевых насечек или резьбы 24 корпуса 16. Такой пакер держит меньшие нагрузки от смещения сверху вниз, чем снизу вверх из-за наличия одной конусной втулки 13.When moving down the cylinder 7, it acts as a pusher 20 on the upper stop 5, and the lower stop 6, resting on the bottom of the sealing element 4 (not shown) and connected by the barrel 2 with the piston 3, remains in place. As a result, the upper stop 5, moving down the body 16, pushes the slips 14 onto the conical sleeve 13, which expanding are supported by the walls of the well, fixing the upper anchor assembly 12 in the installation interval together with the lower cylinder 7. After that, the lower stop 6 begins to rise upwards barrel 2, lower 7 and upper 9 (Fig. 1) cylinders, as cable 1 does not fix them firmly. In this case, the lower stop 6 (Fig. 2) compresses the sealing element 4 until the borehole is sealed in the installation interval, and the housing 16 extends upward relative to the upper stop 5, which fixes this final - working position with crackers or spring washers 22, inserted an annular groove 23 of the upper stop 5, relative to the outer annular notches or threads 24 of the housing 16. Such a packer holds less stress from displacement from top to bottom than from bottom to top due to the presence of one conical sleeve 13.

Второй - это посадочный инструмент и пакер с верхним 12 и нижним 28 якорными узлами.The second is a landing tool and a packer with upper 12 and lower 28 anchor nodes.

При перемещении вниз цилиндра 7 он воздействует толкателем 20 на верхний упор 5, а нижний упор 6, опирающийся снизу на нижний якорный узел 28 и соединенный стволом 2 с поршнем 3, остается на месте. В результате верхний упор 5, перемещаясь по корпусу 16 вниз вместе со шлипсами 14 и конусной втулкой 13, сжимает уплотнительный элемент 4, опирающийся снизу на конусную втулку 29, до герметизации скважинного пространства в интервале установки. После чего верхний 5 и нижний 6 упоры, преодолевая усилия пружин (не показаны) или усилия разрушения по проточкам втулок или кольца, надвигают соответствующие шлипсы 14 и 30 на соответствующие конические втулки 13 и 29. Расширяясь шлипсы 14 и 30 опираются на стенки скважины, фиксируя верхний 12 и нижний 28 якорные узлы с двух сторон от уплотнительного элемента 4 в интервале установки скважины. При этом верхний упор 5 перемещается вниз относительно корпуса 16 и фиксирует такое конечное - рабочее положение сухарями или пружинными шайбами 22, вставленными кольцевую проточку 23 верхнего упора 5, относительно наружных кольцевых насечек или резьбы 24 корпуса 16. В таком варианте установки пакер хорошо держит высокие давления как сверху, так и снизу.When moving down the cylinder 7, it acts as a pusher 20 on the upper stop 5, and the lower emphasis 6, resting on the bottom on the lower anchor assembly 28 and connected by the barrel 2 with the piston 3, remains in place. As a result, the upper stop 5, moving along the body 16 down together with the slips 14 and the conical sleeve 13, compresses the sealing element 4, resting on the bottom of the conical sleeve 29, until the borehole is sealed in the installation interval. After that, the upper 5 and lower 6 stops, overcoming the efforts of the springs (not shown) or the fracture forces along the grooves of the bushings or rings, push the corresponding slips 14 and 30 onto the corresponding conical bushings 13 and 29. Expanding the slips 14 and 30 are supported by the walls of the well, fixing upper 12 and lower 28 anchor nodes on both sides of the sealing element 4 in the interval of installation of the well. In this case, the upper stop 5 moves downward relative to the housing 16 and fixes this final - working position with crackers or spring washers 22, an annular groove 23 of the upper stop 5 inserted into the outer ring notches or threads 24 of the housing 16. In this installation option, the packer holds high pressures well both above and below.

Для извлечения дополнительно к усилию от избыточного давления в камере высокого давления 8, пытающегося вытянуть тягу 17 вверх из корпуса 16, воздействуют тягой каната 1 (фиг. 1) наверх на срезные элементы 15 (фиг. 2) до их разрушения, что фиксируется падением нагрузки, снимаемой с устьевого индикатора вес (на фиг. не показан). После чего посадочный инструмент без пакера извлекают из скважины. При этом упор 19 тяги 17 исключает выпадение нижнего цилиндра 8 внутри скважины.To extract, in addition to the force from the overpressure in the high-pressure chamber 8, trying to pull the rod 17 up from the housing 16, the shear of the rope 1 (Fig. 1) is moved upward on the shear elements 15 (Fig. 2) until they break, which is recorded by the load weight removed from the wellhead indicator (not shown in FIG.). Then the landing tool without the packer is removed from the well. The emphasis 19 of the thrust 17 eliminates the loss of the lower cylinder 8 inside the well.

Для последующих установок посадочный инструмент приводят в транспортное положение и соединяют с пакером так, как описано выше. В результате возможна установка еще одного пакера в этой или в другой скважине с применением одно и того же посадочного инструмента. А наличие дополнительного поршня 18 со штоком 25, входящим в поршень 3, играющего роль гидравлического усилителя, позволяет сажать пакер с достаточным усилием в неглубокие скважины и скважины с низким пластовым давлением.For subsequent installations, the landing tool is brought into the transport position and connected to the packer as described above. As a result, it is possible to install another packer in this or in another well using the same planting tool. And the presence of an additional piston 18 with a rod 25 included in the piston 3, which plays the role of a hydraulic amplifier, allows the packer to be planted with sufficient force in shallow wells and wells with low reservoir pressure.

Предлагаемый гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле, может использоваться в неглубоких скважинах и скважинах с низким пластовым давлением за счет увеличения усилия посадки и для посадки нескольких пакеров за счет фиксации пакера в рабочем положении и отсоединения после этого от него посадочного инструмента.The proposed hydrostatic landing tool packer, lowered on the cable, can be used in shallow wells and wells with low reservoir pressure by increasing the effort of landing and for landing several packers by fixing the packer in the working position and then disconnecting from it the landing tool.

Claims (3)

1. Гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле, включающий ствол с поршнем, уплотнительный элемент с верхним и нижним упорами, обтекатель, разделенный на заполненный жидкостью нижний цилиндр с полостью высокого давления и верхний цилиндр с полостью низкого давления, оснащенный сверху пробкой для сообщения при перемещении вверх полости низкого давления с пространством скважины, и верхний якорный узел, взаимодействующий с нижним цилиндром и содержащий коническую втулку со шлипсами, которые установлены с возможностью радиального расширения между верхним упором и конической втулкой при их сближении, причем ствол жестко соединен с поршнем и нижним упором, отличающийся тем, что ствол выполнен сборным, состоящим из соединенных срезным элементом корпуса пакера и тяги, соединенной с поршнем, обтекатель разделен поршнем, изготовленным полым и жестко соединенным с верхним цилиндром, который снабжен дополнительным поршнем, а нижний цилиндр выполнен с возможностью ограниченного перемещения вниз относительно поршня и опоры толкателем на верхний упор, тяга изготовлена полой и заглушенной снизу, полость которой сообщена с камерой высокого давления - подпоршневой полостью нижнего цилиндра, коническая втулка изготовлена расширяющейся сверху вниз и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом сверху, причем верхний упор выполнен с возможностью фиксации положения после перемещения вниз относительно корпуса, дополнительный поршень оснащен штоком, герметично вставленным в полость поршня, и размещен в верхнем цилиндре с возможностью перемещения вниз при перемещении вверх пробки, при этом обтекатель соединен с кабелем через электрический тяговый механизм, подвижная часть которого соединена с пробкой для перемещения ее вверх при подаче соответствующего сигнала по кабелю.1. A hydrostatic landing tool for the packer, lowered on the cable, including a barrel with a piston, a sealing element with upper and lower stops, a cowl, divided into a liquid-filled lower cylinder with a high-pressure cavity and an upper cylinder with a low-pressure cavity, equipped with a stopper for communication with moving up the low-pressure cavity with the space of the well, and the upper anchor unit interacting with the lower cylinder and containing a conical sleeve with slips that are installed with possibly the radial expansion between the upper stop and the conical sleeve when they come closer, and the barrel is rigidly connected to the piston and the lower stop, characterized in that the barrel is made of prefabricated, consisting of a shear element connected to the packer body and the rod connected to the piston, the cowl is separated by a piston made hollow and rigidly connected to the upper cylinder, which is equipped with an additional piston, and the lower cylinder is made with the possibility of limited movement downward relative to the piston and support the pusher on the upper stop, rods and it is made hollow and muffled from below, the cavity of which is in communication with the high-pressure chamber - the piston cavity of the lower cylinder, the conical sleeve is made expanding from top to bottom and is configured to interact with the sealing element from above, the upper stop being made with the possibility of fixing the position after moving down relative to the housing, the additional piston is equipped with a rod hermetically inserted into the piston cavity and is placed in the upper cylinder with the possibility of moving downward when moving in EPX tube, wherein the fairing is connected to the cable via the electrical traction mechanism, the movable part of which is connected to the stopper to move it up when applying the appropriate signal on the cable. 2. Гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле, по п. 1, отличающийся тем, что пакер дополнительно оснащен нижним якорным узлом, содержащим коническую втулку со шлипсами, которые установлены с возможностью радиального расширения между нижним упором и конической втулкой при их сближении, причем коническая втулка изготовлена расширяющейся снизу вверх и выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом снизу, причем шлипсы подпружинены внутрь или выполнены разрывными.2. The hydrostatic landing tool of the packer, lowered on the cable, according to claim 1, characterized in that the packer is additionally equipped with a lower anchor assembly containing a conical sleeve with slips, which are installed with the possibility of radial expansion between the lower stop and the conical sleeve when they approach each other, the conical sleeve is made expanding from the bottom up and made with the possibility of interaction with the sealing element from the bottom, and the slips are spring-loaded inward or discontinuous. 3. Гидростатический посадочный инструмент пакера, спускаемый на кабеле, по п. 1 или 2, отличающийся тем, что шток дополнительного поршня выполнен полым и заглушенным снизу, внутренняя полость которого сообщена с подпоршневой полостью верхнего цилиндра.

3. The hydrostatic landing tool of the packer, lowered on the cable, according to claim 1 or 2, characterized in that the rod of the additional piston is hollow and muffled from below, the inner cavity of which is in communication with the piston cavity of the upper cylinder.

Images