RU2082870C1 - Packed for shutdown of internal space of pipe string - Google Patents

Abstract

FIELD: construction and repair of oil and gas wells, in particular, for isolation of formations in well from each other and for separation of space inside pipes. SUBSTANCE: packer includes hollow body with hydraulic chamber and distance plug. Rigidly connected to plug is rod. Packer also has sealing member with axial channel for distance plug. Internal surface of body has bore and connector with holes. This connector separates the cavity into parts. Outer surface of spacer plug has thread. Sealing member upper end is located in bore. Hydraulic chamber is formed by body inner bore wall, upper end of sealing member and lower end of connector. Connector holes communicate one part of body cavity above connector with hydraulic chamber. EFFECT: simplified design of packer and enhanced its serviceability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин и предназначено, в частности, для разобщения пластов в скважине друг от друга или внутритрубного пространства. The invention relates to the construction and repair of oil and gas wells, and is intended, in particular, for the separation of formations in the well from each other or in-pipe space.

Известно устройство для перекрытия внутренней полости колонны труб в скважине, содержащее полый корпус, распорную пробку, шток, жестко соединенный с распорной пробкой, уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку и гидравлическое устройство для перемещения штока с распорной пробкой [1]
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является устройство для перекрытия внутренней полости колонны труб в скважине, включающее полый корпус, распорную пробку и жестко соединенный с ней шток, уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку и гидравлический приводной узел для перемещения штока с распорной пробкой при запакеровке уплотнительного элемента [2]
Недостатком указанных известных устройств является сложность их конструкций из-за наличия в них гидравлических приводных узлов для перемещения штока с распорной пробкой с целью запакеровки уплотнительного элемента, что снижает работоспособность устройств в целом, особенно при работе их в условиях содержания в скважинной жидкости шлама или песка, препятствующих нормальной работе движущихся деталей, таких как поршни, жиклеры, уплотнения.A device is known for blocking the internal cavity of a pipe string in a well, comprising a hollow body, an expansion plug, a rod rigidly connected to an expansion plug, a sealing element with an axial channel for an expansion plug, and a hydraulic device for moving the rod with an expansion plug [1]
Closest to the claimed technical essence is a device for blocking the internal cavity of a pipe string in a well, including a hollow body, a spacer plug and a rod rigidly connected to it, a sealing element with an axial channel for a spacer plug and a hydraulic drive unit for moving the rod with a spacer plug for packing element sealing [2]
A disadvantage of these known devices is the complexity of their designs due to the presence of hydraulic drive units for moving the rod with an expansion plug in order to seal the sealing element, which reduces the operability of the devices as a whole, especially when working in conditions of sludge or sand in the well fluid, interfering normal operation of moving parts, such as pistons, jets, seals.

Цель изобретения упрощение конструкции пакера и повышение его работоспособности. The purpose of the invention is to simplify the design of the packer and increase its performance.

Указанная цель достигается тем, что в описываемом пакере, включающем полый корпус с гидравлической камерой, распорную пробку, жестко соединенный с ней шток и уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку, согласно изобретению, корпус по внутренней поверхности выполнен с расточкой и имеет перемычку с отверстиями, разделяющую его полость на части и связанную с верхним концом штока, а наружная поверхность распорной пробки выполнена с зубчатой нарезкой, при этом уплотнительный элемент размещен верхним концом в расточке, а гидравлическая камера образована стенкой внутренней расточки корпуса, верхним торцом уплотнительного элемента и нижним торцом перемычки, отверстия которой сообщают часть полости корпуса над перемычкой с гидравлической камерой. This goal is achieved by the fact that in the described packer, comprising a hollow body with a hydraulic chamber, a spacer plug, a rod rigidly connected to it and a sealing element with an axial channel for a spacer plug, according to the invention, the housing on the inner surface is made with a bore and has a jumper with holes dividing its cavity into parts and connected with the upper end of the rod, and the outer surface of the spacer plug is made with gear cutting, while the sealing element is placed with the upper end in the bore, and the guide The chamber is formed by the wall of the inner bore of the housing, the upper end of the sealing element and the lower end of the bridge, the openings of which communicate part of the cavity of the body above the bridge with the hydraulic chamber.

На фиг. 1 показан пакер в продольном разрезе; на фиг.2 элемента пакера после его установки в эксплуатационной колонне скважины в продольном разрезе. In FIG. 1 shows a packer in longitudinal section; figure 2 element of the packer after its installation in the production casing of the well in longitudinal section.

Пакер состоит (фиг.1) из полого корпуса 1 с резьбой 2 для соединения с колонной труб 3, на внутренней поверхности которого выполнена расточка 4 для размещения в ней верхнего конца уплотнительного элемента 5, имеющего осевой канал 6, в котором размещена распорная пробка 7 с зубчатой нарезкой 8 на ее наружной конической поверхности, изготавливаемая из легкоразбуриваемого материала, например дюралюминия, чугуна и т.д. Распорная пробка 7 с помощью срезного штифта 9 закреплена на штока 10, жестко соединенном с перемычкой 11 корпуса 1, разделяющей полость корпуса на две части, сообщенные между собой отверстиями 12, в нижней из которых имеется гидравлическая камера 13, образованная верхним торцом 14 уплотнительного элемента 5, нижним торцом 15 перемычки 11 и стенкой 16 внутренней расточки 4 корпуса 1. The packer consists (Fig. 1) of a hollow body 1 with a thread 2 for connection with a pipe string 3, on the inner surface of which a bore 4 is made to accommodate the upper end of the sealing element 5 having an axial channel 6 in which the expansion plug 7 s is placed gear 8 on its outer conical surface, made of easily drilled material, such as duralumin, cast iron, etc. Spacer plug 7 with a shear pin 9 is fixed to the rod 10, rigidly connected to the jumper 11 of the housing 1, dividing the cavity of the housing into two parts, interconnected by holes 12, in the lower of which there is a hydraulic chamber 13, formed by the upper end 14 of the sealing element 5 , the lower end 15 of the jumper 11 and the wall 16 of the inner bore 4 of the housing 1.

Работа пакера заключается в следующем. На колонне труб 3 (например, НКТ) пакер спускают в скважину (в открытый ствол или в эксплуатационную колонну) до места, где необходимо разобщить скважинное пространство, например с целью раздельного воздействия на пласты. В процессе спуска внутренняя полость труб 3 заполняется скважинной жидкостью через боковой клапан, устанавливаемый над пакером (на фиг. не показан). Затем в колонне труб 3 закачкой жидкости создают давление, которое распространяясь через отверстия 12 перемычки 11 в гидравлическую камеру 13, перемещает уплотнительный элемент 5 из внутренней расточки 4 корпуса 1, надвигая его на распорную пробку 7. При этом зубчатая нарезка 8 препятствует обратному скольжению уплотнительного элемента 5 относительно распорной пробки 7. Далее, натяжкой колонны труб 3 распорную пробку 7 с помощью штока 10 втягивают еще больше в осевой канал 6 уплотнительного элемента 5, создавая, тем самым дополнительное деформирующее воздействие на него, до тех пор пока втягивающее усилие не превысит предел прочности штифта 9, который при этом срезается и корпус 1 со штоком 10 поднимаются из скважины. В скважине же остаются распорная пробка 7 с надвинутым на нее уплотнительным элементом 5 (фиг.2), которые после окончания работ с верхним пластом разбуривают. The work of the packer is as follows. On the pipe string 3 (for example, tubing), the packer is lowered into the borehole (into the open hole or into the production casing) to the place where it is necessary to separate the borehole space, for example, for the purpose of separate exposure to formations. During the descent, the internal cavity of the pipes 3 is filled with borehole fluid through a side valve installed above the packer (not shown in Fig.). Then, in the pipe string 3, by injection of liquid, a pressure is created which, propagating through the openings 12 of the jumper 11 into the hydraulic chamber 13, moves the sealing element 5 from the inner bore 4 of the housing 1, pushing it onto the spacer plug 7. In this case, the gear cut 8 prevents the sealing element from sliding back. 5 relative to the spacer plug 7. Further, by stretching the pipe string 3, the spacer plug 7 with the rod 10 is pulled even more into the axial channel 6 of the sealing element 5, thereby creating additional deformation The present effect on it, until the retractor force will not exceed the strength limit of the pin 9, which in this case is cut and the housing 1 and rod 10 are raised from the well. In the well, there is a spacer plug 7 with the sealing element 5 pulled over it (FIG. 2), which, after finishing work with the upper layer, is drilled.

Таким образом обеспечивается надежно разобщение скважинного пространства двумя деталями. This ensures reliable separation of the borehole space in two parts.

Claims (1)

Пакер для перекрытия внутренней полости колонны труб, включающий полый корпус с гидравлической камерой, распорную пробку, жестко соединенный с ней шток и уплотнительный элемент с осевым каналом под распорную пробку, отличающийся тем, что корпус по внутренней поверхности выполнен с расточкой и имеет перемычку с отверстиями, разделяющую его полость на части и связанную с верхним концом штока, а наружная поверхность распорной пробки выполнена с зубчатой нарезкой, при этом уплотнительный элемент размещен верхним концом в расточке, а гидравлическая камера образована стенкой внутренней расточки корпуса, верхним торцем уплотнительного элемента и нижним торцем перемычки, отверстия которой сообщают часть полости корпуса над перемычкой с гидравлической камерой. A packer for closing the inner cavity of the pipe string, comprising a hollow body with a hydraulic chamber, an expansion plug, a rod rigidly connected to it and a sealing element with an axial channel for an expansion plug, characterized in that the housing is bored on the inner surface and has a jumper with holes, the cavity separating it into parts and connected with the upper end of the rod, and the outer surface of the spacer plug is gear-cut, the sealing element being placed with the upper end in the bore, and the hydraulic nical chamber is formed by the inner wall of the housing bore, the upper end of the sealing member and the lower end face webs, holes which report part of the housing above the bridge to the hydraulic chamber.

Images