[go: up one dir, main page]

RU2232248C2 - System for pressure testing wells in operation - Google Patents

System for pressure testing wells in operation Download PDF

Info

Publication number
RU2232248C2
RU2232248C2 RU2003110514/03A RU2003110514A RU2232248C2 RU 2232248 C2 RU2232248 C2 RU 2232248C2 RU 2003110514/03 A RU2003110514/03 A RU 2003110514/03A RU 2003110514 A RU2003110514 A RU 2003110514A RU 2232248 C2 RU2232248 C2 RU 2232248C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packer
barrel
pusher
guide sleeve
drive
Prior art date
Application number
RU2003110514/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110514A (en
Inventor
А.В. Шарохин (RU)
А.В. Шарохин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АЛ"
Priority to RU2003110514/03A priority Critical patent/RU2232248C2/en
Publication of RU2003110514A publication Critical patent/RU2003110514A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232248C2 publication Critical patent/RU2232248C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas extractive industry.
SUBSTANCE: system has hoisting device, power supply with drive of reciprocal movement direction and packer connected through engaging assembly to the drive. Packer has hollow body with several rows of through apertures, fixedly connected to drive flange. Also included is pusher with supporting assembly on free end, fixedly connected to output rod of drive, collar, supporting washers of collar, guiding bushing with slanting grooves and slips with shelves placed in grooves of the latter. Packer additionally has shaft with packing elements on upper end. Shaft is mounted coaxially on the pusher and placed with its upper end in the body. Collar, supporting washers and guiding bushing are placed coaxially on the shaft.
EFFECT: possible use in operation columns with different inner diameter and lesser time required for technological operations.
9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяной или газовой или водяной скважины, проведении ремонта эксплуатационной колонны, разобщении пластов скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the operation of an oil or gas or water well, repair of a production string, uncoupling of well seams.

Известна система для опрессовки скважин, содержащая спускоподъемное устройство и пакер, включающий ствол, манжету, телескопический гидропривод с клапанами и заякоривающие узлы [1].A known system for crimping wells, containing a lifting device and a packer, including a barrel, a cuff, a telescopic hydraulic actuator with valves and anchor nodes [1].

Недостатками данной системы являются повышенная трудоемкость срыва и извлечения пакера в эксплуатационной колонне и сложность устройства фиксации пакера в рабочем положении.The disadvantages of this system are the increased complexity of disruption and removal of the packer in the production casing and the complexity of the device for fixing the packer in the working position.

Известен пакер электромеханический, закрепленный на кабель-канате и состоящий из полого корпуса с радиальными каналами, установленной на корпусе эластичной манжеты с верхними и нижними опорными шайбами и толкателем, конуса с размещенными на нем шлипсами, установленного в полости корпуса ствола, образующего с последним циркуляционный канал, сообщающий через радиальные каналы корпуса пространства за ним, над и под уплотнительным элементом [2].Known electromechanical packer, mounted on a cable rope and consisting of a hollow body with radial channels mounted on the body of an elastic cuff with upper and lower support washers and a pusher, a cone with slips placed on it, installed in the cavity of the barrel body, which forms the circulation channel with the latter communicating through the radial channels of the housing space behind it, above and below the sealing element [2].

Данная система не позволяет значительно поднимать давление опрессовки со стороны устья скважины из-за уменьшения осевого усилия конуса на шлипсы и снижения усилия фиксации последних на эксплуатационной колонне вследствие воздействия давления опрессовки на эластичную манжету.This system does not allow to significantly increase the pressure of the crimping from the side of the wellhead due to a decrease in the axial force of the cone on the slips and a decrease in the force of fixation of the latter on the production string due to the effect of the pressure of the crimping on the elastic cuff.

Наиболее близким аналогом того же назначения, как и заявляемое техническое решение является система для опрессовки нефтяных и газовых скважин, состоящая из спускоподъемного устройства, энергопитающего устройства с приводом возвратно-поступательного движения и пакера, соединенного с последним через стыковочный узел [3].The closest analogue of the same purpose as the claimed technical solution is a system for crimping oil and gas wells, consisting of a lifting device, an energy supply device with a reciprocating drive and a packer connected to the latter through a docking station [3].

Недостатками описанной системы являются:The disadvantages of the described system are:

- возможность использования только для эксплуатационной колонны с одним внутренним диаметром;- the possibility of use only for production casing with one inner diameter;

- большое время на проведение технического обслуживания пакера в условиях ремонтных мастерских, при замене быстро изнашиваемых деталей из-за наличия в его конструкции неразборных соединений;- a lot of time for the maintenance of the packer in the conditions of repair shops, when replacing rapidly wearing parts due to the presence of non-separable joints in its design;

- большие разрушения в конструкции установленного в эксплуатационной колонне пакера при извлечении его на поверхность в случае аварии спускоподъемного или энергопитающего устройств.- great damage to the design of the packer installed in the production casing when it is removed to the surface in the event of an accident on hoisting or power supply devices.

В основу изобретения положено решение задач:The basis of the invention is the solution of the following problems:

- возможность многократной установки, переустановки и снятия системы в эксплуатационной колонне с одним и тем же пакером;- the possibility of multiple installation, reinstallation and removal of the system in the production casing with the same packer;

- возможность применения системы с одним и тем же пакером для использования в эксплуатационных колоннах с разным внутренним диаметром;- the possibility of using a system with the same packer for use in production casing with different inner diameters;

- сокращение времени на техническое обслуживание системы в полевых условиях без специального инструмента при замене быстро изнашиваемых деталей пакера или его перенастройке на манжеты с другими наружными диаметрами;- reduction of time for system maintenance in the field without a special tool when replacing packer wearing parts or changing it to cuffs with other outer diameters;

- уменьшение разрушения деталей пакера в случае его извлечения на поверхность при возникновении аварийной ситуации в системе.- reduction of the destruction of the packer parts if it is removed to the surface in the event of an emergency in the system.

Поставленные задачи решаются тем, что система для опрессовки эксплуатационной колонны нефтяной, или водяной, или газовой скважины состоит из спускоподъемного устройства, энергопитающего устройства с приводом возвратно-поступательного движения и пакера, соединенного с последним через стыковочный узел, который со стороны привода снабжен выходным штоком и фланцем. Пакер содержит полый корпус с несколькими поясами сквозных отверстий для перетока жидкости снаружи во внутреннюю полость последнего, неподвижно скрепленный с фланцем привода, перепускной клапан с уплотнительными элементами для сообщения или разобщения надпакерного и подпакерного пространства через отверстия корпуса, толкатель, неподвижно соединенный с выходным штоком привода, опорный узел, установленный на свободном конце толкателя, эластичную манжету с внутренней полостью, а также верхнюю и нижнюю опорные шайбы манжеты, направляющую втулку и шлипсы с выступами, размещенные последовательно между корпусом и опорным узлом.The tasks are solved in that the system for crimping the production casing of an oil, or water, or gas well consists of a lifting device, an energy supply device with a reciprocating drive, and a packer connected to the latter through a docking unit, which is provided with an output rod on the drive side and flange. The packer contains a hollow body with several belts of through holes for fluid overflow from the outside into the internal cavity of the latter, fixedly attached to the actuator flange, a bypass valve with sealing elements for communicating or uncoupling the above-packer and under-packer space through the housing openings, a pusher fixedly connected to the output rod of the actuator, a support unit mounted on the free end of the pusher, an elastic cuff with an internal cavity, as well as the upper and lower cuff support washers, guiding a bushing and slips with protrusions arranged in series between the housing and the support assembly.

Направляющая втулка имеет радиальные, наклонные в сторону опорного узла, пазы типа "ласточкин хвост", а шлипсы выступами расположены в пазах последней.The guide sleeve has radial, sloping towards the support node, dovetail grooves, and the slips with protrusions are located in the grooves of the latter.

Согласно изобретения пакер дополнительно содержит ступенчатый ствол с уплотнительными элементами перепускного клапана на верхнем конце, установленный соосно на толкателе и размещенный верхним концом в корпусе. Эластичная манжета, верхняя и нижняя опорные шайбы и направляющая втулка установлены соосно на стволе. Направляющая втулка скреплена резьбовыми стопорными элементами с последним.According to the invention, the packer further comprises a stepped barrel with sealing elements of the bypass valve at the upper end, mounted coaxially on the push rod and placed at the upper end in the housing. The elastic cuff, upper and lower support washers and guide sleeve are mounted coaxially on the barrel. The guide sleeve is fastened with threaded locking elements with the latter.

Опорный узел включает в себя замковую шайбу с радиальными пазами, центрирующую шайбу с радиальными выемками и упорную шайбу, неподвижно скрепленные с толкателем посредством разъемного соединения. Каждый шлипс состоит из клина и накладки, скрепленных между собой резьбовыми стяжными элементами, причем каждый клин со стороны, обращенной к направляющей втулке, снабжен выступом, а со стороны, обращенной к опорному узлу зацепом с перемычкой, где выступы размещены в пазах опорной втулки, зацепы в пазах замковой шайбы, а перемычки в выемках центрирующей шайбы.The support assembly includes a lock washer with radial grooves, a centering washer with radial recesses, and a thrust washer fixedly attached to the pusher by means of a detachable connection. Each slip consists of a wedge and a lining fastened together by threaded clamping elements, each wedge on the side facing the guide sleeve provided with a protrusion, and on the side facing the support node with a hook with a jumper, where the protrusions are placed in the grooves of the supporting sleeve, hooks in the grooves of the lock washer, and jumpers in the recesses of the centering washer.

Выполнение системы с пакером, в котором использованы корпус, ствол и толкатель, собранные на посадках с зазором, размещение толкателя в ступенчатом стволе, а последнего в корпусе, расположение манжеты, ее опорных шайб, направляющей втулки на стволе и крепление шлипс подвижно в замковой шайбе позволяет:The implementation of the system with the packer, in which the housing, the barrel and the pusher are used, assembled on the landings with a gap, the placement of the pusher in the stepped barrel, and the latter in the body, the location of the cuff, its support washers, the guide sleeve on the barrel and the slip fastening movably in the lock washer allows :

- сократить время обслуживания пакера в полевых условиях без специального инструмента;- reduce packer service time in the field without a special tool;

- увеличить располагаемый ход толкателя до 200 мм, что при наличии нескольких эластичных сменных манжет разного наружного диаметра позволяет перекрывать кольцевой зазор между пакером и внутренней поверхностью эксплуатационных колонн с наружным диаметром 139,7...168 мм и толщиной стенки 7...11 мм, что сокращает типоряд используемых пакеров;- increase the available stroke of the pusher to 200 mm, which, in the presence of several flexible interchangeable cuffs of different outer diameters, allows you to overlap the annular gap between the packer and the inner surface of the production casing with an outer diameter of 139.7 ... 168 mm and a wall thickness of 7 ... 11 mm , which reduces the range of packers used;

- получить минимальные разрушения деталей пакера в случае его извлечения на поверхность при возникновении аварийной ситуации в системе, что увеличивает срок его пригодности.- to obtain minimal damage to the packer parts if it is removed to the surface in the event of an emergency in the system, which increases its useful life.

Кроме того:Moreover:

- выполнение ствола в верхней наружной части, а корпуса в нижней внутренней части с упорными кольцевыми буртами позволяет фиксировать ствол от осевого перемещения в крайнем нижнем положении;- the execution of the barrel in the upper outer part, and the body in the lower inner part with persistent annular collars allows you to fix the barrel from axial movement in the lowest position;

- снабжение наружной поверхности толкателя наружной продольной канавкой позволяет сообщать внутреннюю полость корпуса с подпакерным пространством;- supplying the outer surface of the pusher with an outer longitudinal groove allows you to communicate the inner cavity of the housing with podpakernym space;

- расположение нижнего пояса сквозных отверстий корпуса около его нижнего внутреннего бурта позволяет исключить запирание жидкости в полости между буртами корпуса и ствола при движении последнего вниз;- the location of the lower belt of the through holes of the housing near its lower inner shoulder allows you to exclude locking fluid in the cavity between the shoulders of the housing and the barrel when the latter moves down;

- выполнение в корпусе отверстий остальных поясов с гнездами со стороны наружной его поверхности и установка в них, кроме отверстий одного пояса, съемных заглушек при наличии продольной канавки на толкателе позволяет сообщить надпакерное и подпакерное пространства между собой и исключить насосный эффект при опускании и поднятии системы в скважине;- making in the case of openings of the remaining belts with sockets on the side of its outer surface and installing in them, in addition to the holes of one belt, removable plugs in the presence of a longitudinal groove on the push rod allows informing the packer and subpacker spaces with each other and eliminating the pumping effect when lowering and raising the system in well;

- выполнение на стволе наружной кольцевой проточки, а в нижней опорной шайбе манжеты радиального стопора, который размещен в проточке ствола с боковым зазором, в случае аварийного срыва пакера предотвращает потерю манжеты;- the execution on the barrel of the outer annular groove, and in the lower support washer of the cuff of the radial stopper, which is placed in the bore of the barrel with a lateral clearance, in the event of an emergency breakdown of the packer prevents the loss of the cuff;

- выполнение в направляющей втулке угла наклона пазов к продольной оси в пределах 10...12° позволяет уменьшить усилие на установку и снятие пакера в эксплуатационной колонне;- the implementation in the guide sleeve of the angle of inclination of the grooves to the longitudinal axis within 10 ... 12 ° can reduce the effort to install and remove the packer in the production casing;

- введение в конструкцию пакера распорной втулки, размещенной во внутренней полости эластичной манжеты, и выполнение торцовых поверхностей опорных шайб со стороны, обращенной к манжете наклонными, предопределяет получение заданного закона деформации эластичной манжеты для обеспечения герметичности соединения;- the introduction to the design of the packer spacer sleeve located in the inner cavity of the elastic cuff, and the execution of the end surfaces of the support washers from the side facing the cuff inclined, determines the receipt of the specified law of deformation of the elastic cuff to ensure the tightness of the connection;

- установка разрезных полуколец на опорных шайбах и скрепление их между собой при использовании эластичных манжет с большим диаметром, чем штатная манжета позволяет также получить заданный закон деформации этих манжет.- installation of split half rings on the supporting washers and fastening them together using elastic cuffs with a larger diameter than the standard cuff also allows you to get the specified law of deformation of these cuffs.

Таким образом, решены поставленные в изобретении задачи:Thus, the objectives of the invention are solved:

- возможна многократная установка, переустановка и удаление системы в эксплуатационной колонне с одним и тем же пакером;- multiple installation, reinstallation and removal of the system in the production casing with the same packer is possible;

- возможно применение системы с одним и тем же пакером для использования в эксплуатационных колоннах с разным внутренним диаметром;- it is possible to use a system with the same packer for use in production casing with different inner diameters;

- сокращено время на техническое обслуживание пакера в полевых условиях без использования специального инструмента при замене изношенных деталей или его перенастройке;- reduced time for maintenance of the packer in the field without the use of a special tool when replacing worn parts or reconfiguring it;

- разрушение деталей пакера минимально в случае его извлечения на поверхность при возникновении аварийной ситуации в системе.- the destruction of the packer parts is minimal if it is removed to the surface in the event of an emergency in the system.

Настоящее изобретение будет более понятно после последующего рассмотрения подробного описания выполнения системы для опрессовки эксплуатационной колонны нефтяной, или водяной, или газовой скважины, которое иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-6:The present invention will be more clear after further consideration of the detailed description of the implementation of the system for crimping the production casing of an oil, or water, or gas well, which is illustrated by the drawings shown in figures 1-6:

На фиг.1 показан общий вид системы в транспортном положении в эксплуатационной колонне; на фиг.2 - то же, в рабочем положении, когда пакер установлен в колонну; на фиг.3, 4, 5 - варианты выполнения наклонных торцовых поверхностей опорных шайб со сторон, обращенных к манжете; на фиг.6 - вариант установки разрезных полуколец на опорных шайбах манжеты.Figure 1 shows a General view of the system in transport position in the production casing; figure 2 is the same in the working position when the packer is installed in the column; figure 3, 4, 5 - embodiments of the inclined end surfaces of the support washers from the sides facing the cuff; figure 6 - installation of split half rings on the supporting washers of the cuff.

Система для опрессовки эксплуатационной колонны, представленная на фиг.1 и 2, состоит из спускоподъемного и энергопитающего устройств с приводом возвратно-поступательного движения, спряженных между собой (не показаны) и пакера, соединенного с приводом через стыковочный узел.The system for crimping the production casing, shown in figures 1 and 2, consists of hoisting and power supply devices with a reciprocating drive, coupled together (not shown) and a packer connected to the drive through the docking unit.

Пакер содержит полый корпус 1 с несколькими поясами 2, 3, 4 сквозных отверстий для перетока жидкости из надпакерного пространства в его внутреннюю полость, который неподвижно скреплен с фланцем 5 самотормозящего привода, перепускной клапан, образованный перепускными отверстиями поясов 3, 4 корпуса 1 и уплотнительными элементами 6.The packer contains a hollow body 1 with several belts 2, 3, 4 through holes for the flow of fluid from the over-packer space into its internal cavity, which is fixedly attached to the flange 5 of the self-braking actuator, a bypass valve formed by the bypass holes of the belts 3, 4 of the housing 1 and sealing elements 6.

Кроме того, пакер содержит толкатель 7, неподвижно соединенный на резьбе с фиксацией пружинной шайбой с выходным штоком 8 привода, опорный узел, установленный на свободном нижнем конце толкателя 7, эластичную манжету 9 с внутренней полостью, а также верхнюю 10 и нижнюю 11 опорные шайбы манжеты 9, направляющую втулку 12 и шлипсы с выступами, размещенные последовательно между корпусом 1 и опорным узлом, где направляющая втулка 12 имеет радиальные наклонные в сторону опорного узла пазы 13 типа "ласточкин хвост", а шлипсы выступами расположены в пазах 13 последней. Пакер дополнительно содержит ступенчатый ствол 14 с уплотнительными элементами 6 перепускного клапана на верхнем конце, установленный соосно на толкателе 7 и размещенный верхним концом в корпусе 1. Эластичная манжета 9, верхняя 10 и нижняя 11 опорные шайбы и направляющая втулка 12 установлены соосно на стволе 14. Направляющая втулка 12 скреплена резьбовыми стопорными элементами 15 со стволом 14. Опорный узел включает в себя замковую шайбу 16 с радиальными пазами, центрирующую шайбу 17 с радиальными выемками и упорную шайбу 18, неподвижно скрепленные с толкателем 7 посредством гайки 19 и пружинной шайбы 20. Каждый шлипс состоит из клина 21 и накладки 22, скрепленных между собой резьбовыми стяжными элементами 23. Каждый клин 21 со стороны, обращенной к опорному узлу, снабжен зацепом 24 с перемычкой 25, где зацепы 24 размещены в радиальных пазах замковой шайбы 16, а перемычки - в выемках центрирующей шайбы 17. Наружная поверхность толкателя 7 снабжена продольной канавкой 26 для сообщения внутренней полости корпуса 1 с запакерным пространством. Ствол 14 в верхней наружной части и корпус 1 в нижней внутренней имеют упорные кольцевые бурты. Нижний пояс отверстий 2 корпуса 1 расположен около его внутреннего бурта, причем сквозные отверстия остальных поясов 3, 4 снабжены гнездами 27 со стороны наружной поверхности корпуса 1 и в них, кроме отверстий одного пояса установлены съемные заглушки 28.In addition, the packer contains a pusher 7, fixedly connected to the thread with a spring washer, with an output rod 8 of the drive, a support assembly mounted on the free lower end of the pusher 7, an elastic sleeve 9 with an internal cavity, and an upper 10 and lower 11 sleeve washers 9, a guide sleeve 12 and slips with protrusions arranged sequentially between the housing 1 and the support assembly, where the guide sleeve 12 has dovetail grooves 13 radially slanted toward the support assembly and the slips are protruded in the grooves 13 last one. The packer further comprises a stepped barrel 14 with sealing elements 6 of the bypass valve at the upper end, mounted coaxially on the follower 7 and placed with the upper end in the housing 1. An elastic sleeve 9, upper 10 and lower 11 support washers and guide sleeve 12 are mounted coaxially on the barrel 14. The guide sleeve 12 is fastened by the threaded locking elements 15 to the barrel 14. The support assembly includes a locking washer 16 with radial grooves, a centering washer 17 with radial recesses and a thrust washer 18, fixedly fastened the pusher 7 by means of a nut 19 and a spring washer 20. Each slip consists of a wedge 21 and a lining 22, fastened together by threaded clamping elements 23. Each wedge 21 from the side facing the support node is equipped with a hook 24 with a jumper 25, where the hooks 24 are located in the radial grooves of the lock washer 16, and the jumpers in the recesses of the centering washer 17. The outer surface of the pusher 7 is provided with a longitudinal groove 26 for communicating the inner cavity of the housing 1 with the locking space. The barrel 14 in the upper outer part and the housing 1 in the lower inner part have persistent annular collars. The lower belt of holes 2 of the housing 1 is located near its inner collar, and the through holes of the remaining belts 3, 4 are provided with sockets 27 on the outer surface of the housing 1 and, in addition to the holes of one belt, removable plugs 28 are installed.

Ствол 14 имеет наружную кольцевую проточку 29, а нижняя опорная шайба 11 снабжена радиальным стопором 30, который размещен в проточке 29 с боковым зазором. Резьбовые элементы 23, 15 крепления накладок 22 к клиньям 21 и направляющей втулки 12 к стволу 14, а также упорная шайба 18 выполнены из одного материала. Площадь среза упорной шайбы 18 превышает суммарную площадь среза резьбовых стопорных элементов 15 крепления направляющей втулки 12 к стволу 14, а суммарная площадь среза последних превышает суммарную площадь среза резьбовых стяжных элементов 23 крепления накладок 22 к клиньям 21. Накладки 22 с наружной поверхности имеют рифления для лучшего зацепа с эксплуатационной колонной. В направляющей втулке 12 угол наклона пазов к продольной оси находится в пределах 10...12°, что позволяет уменьшить усилия на постановку и снятие пакера в эксплуатационной колонне. Пакер дополнительно может содержать распорную втулку 31. Торцовые поверхности опорных шайб 10, 11 со стороны, обращенной к манжете 9, выполнены согласно фиг.3, 4, 5 - наклонными. Угол наклона этих шайб и наличие втулки 31 определяется конструкцией и конфигурацией манжеты 9. Пакер согласно фиг.6 для манжеты 9 с увеличенным диаметром может быть снабжен разрезными полукольцами 32, установленными на опорных шайбах 10, 11 и скрепленными между собой. Это позволяет использовать набор манжет 9 с большим диаметром, чем штатная манжета для уплотнения эксплуатационных колонн разных внутренних диаметров. Система допускает быструю полную разборку пакера для замены манжеты 9, опорных шайб 10, 11 и других деталей в полевых условиях набором стандартных инструментов.The barrel 14 has an outer annular groove 29, and the lower support washer 11 is provided with a radial stop 30, which is placed in the groove 29 with a lateral gap. The threaded elements 23, 15 for fastening the plates 22 to the wedges 21 and the guide sleeve 12 to the barrel 14, as well as the thrust washer 18 are made of one material. The cut-off area of the thrust washer 18 exceeds the total cut-off area of the threaded locking elements 15 for fastening the guide sleeve 12 to the barrel 14, and the total cut-off area of the latter exceeds the total cut-off area of the threaded coupling elements 23 for fastening the covers 22 to the wedges 21. The covers 22 from the outer surface have corrugations for better production string hitch. In the guide sleeve 12, the angle of inclination of the grooves to the longitudinal axis is in the range of 10 ... 12 °, which reduces the effort to set and remove the packer in the production casing. The packer may additionally contain a spacer sleeve 31. The end surfaces of the support washers 10, 11 from the side facing the cuff 9, made according to Fig.3, 4, 5 - inclined. The angle of inclination of these washers and the presence of the sleeve 31 is determined by the design and configuration of the sleeve 9. The packer according to Fig.6 for the sleeve 9 with an increased diameter can be equipped with split half rings 32 mounted on the supporting washers 10, 11 and fastened together. This allows you to use a set of cuffs 9 with a larger diameter than the standard cuff for sealing production casing of different internal diameters. The system allows quick complete disassembly of the packer to replace the cuff 9, support washers 10, 11 and other parts in the field with a set of standard tools.

Система согласно фиг.1 и 2 работает следующим образом.The system according to figures 1 and 2 operates as follows.

Система, состоящая из спускоподъемного устройства, энергопитающего устройства с приводом и пакера, скрепленного с последним, опускается с устья скважины с боковым зазором в эксплуатационную колонну на заданную глубину. При этом шток 8 максимально выдвинут из привода, эластичная манжета 9, опорные шайбы 10, 11, направляющая втулка 12 и клинья 21 расположены между корпусом 1 и опорным узлом толкателя 7 с осевым зазором. Манжета 9 не сжата осевым усилием. Наружный диаметр манжеты 9 при этом не выступает за габариты других деталей пакера. Центрирование привода и пакера относительно эксплуатационной колонны осуществляется по их выступающим наружным поверхностям. В процессе спуска через отверстия 3 или 4 поясов, не имеющих съемных заглушек 28, продольную канавку 26 толкателя 7 и наружному кольцевому зазору между приводом, пакером и внутренним диаметром эксплуатационной колонны происходит переток жидкости из подпакерного в надпакерное пространство. После достижения заданной глубины погружения на привод подается управляющий сигнал, вызывающий срабатывание привода и втягивание в него штока 8, а вместе с ним и толкателя 7. В процессе втягивания толкателя 7 в сторону привода клинья 21 шлипсов вдвигаются в направляющую втулку 12 до контакта накладок 22 с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны и закрепляются на ней. Далее, так как привод закреплен на свободном подвесе, то он подтягивается к месту закрепления шлипсов. При этом неподвижно закрепленный на приводе корпус 1, контактируя с опорной шайбой 10, сжимает эластичную манжету 9, которая опирается через опорную шайбу 11 на направляющую втулку 12, клинья 21 и накладки 22 на эксплуатационную колонну. В конце процесса сжатия манжеты 9 до контакта с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны сквозные отверстия 3 или 4 поясов не уплотненные заглушками 28 закрываются уплотнительными элементами 6 ствола 14. Таким образом, герметично перекрываются каналы сообщения между подпакерным и надпакерным пространствами. По нарастанию токовой нагрузки на приводе сверх заданного предела привод отключается.A system consisting of a hoisting device, a power supply device with a drive and a packer bonded to the latter is lowered from the wellhead with lateral clearance into the production string to a predetermined depth. In this case, the rod 8 is maximally extended from the drive, the elastic sleeve 9, the supporting washers 10, 11, the guide sleeve 12 and the wedges 21 are located between the housing 1 and the supporting unit of the pusher 7 with axial clearance. Cup 9 is not axially compressed. The outer diameter of the cuff 9 does not protrude beyond the dimensions of the other parts of the packer. The centering of the drive and the packer relative to the production casing is carried out on their protruding outer surfaces. During descent through openings of 3 or 4 belts that do not have removable plugs 28, the longitudinal groove 26 of the pusher 7 and the outer annular gap between the drive, the packer and the inner diameter of the production string, fluid flows from the sub-packer to the over-packer space. After reaching a predetermined immersion depth, a control signal is supplied to the drive causing the drive to operate and retract rod 8 and, together with it, pusher 7. In the process of retracting the push rod 7 towards the drive, the wedges 21 of the slips are pushed into the guide sleeve 12 until the pads contact 22 s the inner surface of the production casing and are fixed on it. Further, since the drive is mounted on a free suspension, it is pulled to the place where the slips are fixed. In this case, the housing 1, fixed on the drive, in contact with the support washer 10, compresses the elastic sleeve 9, which is supported through the support washer 11 on the guide sleeve 12, the wedges 21 and the linings 22 on the production casing. At the end of the compression process of the cuff 9 until the contact with the inner surface of the production casing, the through holes 3 or 4 of the belts not sealed with plugs 28 are closed by the sealing elements 6 of the barrel 14. Thus, the communication channels between the under-packer and over-packer spaces are tightly closed. By increasing the current load on the drive over a predetermined limit, the drive is turned off.

После установки пакера в колонне с устья скважины создается испытательное давление 80-100 атм в течение 15-20 минут. Если в данный период давление в скважине не снижается, то эксплуатационная колонна целая, разрушений нет. После этого испытательное давление снимается.After installing the packer in the column from the wellhead, a test pressure of 80-100 atm is created for 15-20 minutes. If during this period the pressure in the well does not decrease, then the production casing is intact, there is no damage. After that, the test pressure is removed.

Система извлекается из скважины на поверхность. При удалении установленной в скважине системы включается привод и корпус 1, двигаясь относительно штока 8, неподвижно закрепленного на колонне через толкатель 7, опорный узел и шлипсы, поднимается вверх. При этом ствол 14 начинает опускаться относительно корпуса 1 вниз. Осевой натяг на манжету 9 уменьшается. Далее толкатель 7 посредством штока 8 выходит из привода и через опорный узел вытягивает вниз клинья 21 из пазов 13 направляющей втулки 12 и выводит из зацепления с эксплуатационной колонной накладки 22 шлипсов. При этом исчезает осевой натяг на манжете 9 и между ней, опорными шайбами 10, 11 и направляющей втулкой 12 возникают осевые зазоры. Между манжетой 9 и эксплуатационной колонной появляется кольцевой зазор. При вытягивании клиньев 21 из пазов 13 их радиальное перемещение внутрь к оси пакера ограничивается упором о наружную поверхность толкателя 7, а далее не выходя из зацепления с направляющей втулкой 12 в пазах 13 они через стопорные резьбовые элементы 15 окончательно выдвигают вниз ствол 14 из корпуса 1 до упора его наружного бурта во внутренний бурт корпуса 1.The system is removed from the well to the surface. When removing the system installed in the well, the drive and the housing 1 are turned on, moving relative to the rod 8, which is fixedly mounted on the column through the pusher 7, the support unit and the slips, rises up. When this barrel 14 begins to fall relative to the housing 1 down. The axial interference on the cuff 9 is reduced. Next, the pusher 7 through the rod 8 leaves the drive and through the support node pulls down the wedges 21 from the grooves 13 of the guide sleeve 12 and disengages the slip linings 22 from the engagement casing. In this case, the axial interference on the cuff 9 disappears and axial gaps arise between it, the support washers 10, 11 and the guide sleeve 12. An annular gap appears between the cuff 9 and the production string. When pulling the wedges 21 from the grooves 13, their radial movement inward to the axis of the packer is limited by the emphasis on the outer surface of the pusher 7, and then without leaving engagement with the guide sleeve 12 in the grooves 13 they finally push the barrel 14 from the housing 1 to the bottom through the locking threaded elements 15 the emphasis of its outer shoulder in the inner shoulder of the housing 1.

При этом открываются не закрытые заглушками 28 сквозные отверстия 3 или 4 поясов корпуса 1. Через эти отверстия и канавку 26 пространства над пакером и под пакером сообщаются между собой с выравниванием давления. Система готова для перестановки.In this case, through holes 3 or 4 of the housing belts 1, which are not closed by plugs 28, are opened. Through these holes and the groove 26, the spaces above the packer and under the packer communicate with each other with equalization of pressure. The system is ready for relocation.

Если колонна над пакером имеет разрушения и уровень испытательного давления не устанавливается, то пакер снимается с колонны, система поднимается выше на заданный уровень и цикл повторяется. Перемещением вверх системы определяется место разрушения колонны.If the column above the packer is damaged and the test pressure level is not established, then the packer is removed from the column, the system rises above the set level and the cycle repeats. Moving up the system determines the place of destruction of the column.

Таким образом, данная система позволяет поинтервально испытывать эксплуатационную колонну, не извлекая ее на поверхность из скважины.Thus, this system allows you to test production casing without interval, without removing it to the surface from the well.

В случае аварийной поломки привода с помощью спускоподъемного устройства создается осевое усилие на привод вверх к устью скважины. Это осевое усилие через фланец 5 и шток 8 самотормозящего привода передается на корпус 1 и толкатель 7. От толкателя 7 осевое усилие через замковую шайбу 16 и зацепы 24 передается на клинья 21, срезает резьбовые стяжные элементы 23, освобождая пакер от накладок 22. Это позволяет ослабить осевой и радиальный натяги манжеты 9 с колонной и другими сопрягаемыми деталями и извлечь систему с пакером наверх к устью скважины.In the event of an emergency failure of the drive with the help of a lifting device, an axial force is generated on the drive up to the wellhead. This axial force is transmitted through the flange 5 and the rod 8 of the self-braking drive to the housing 1 and the pusher 7. From the pusher 7, the axial force is transmitted through the lock washer 16 and the hooks 24 to the wedges 21, cuts the threaded coupling elements 23, freeing the packer from the linings 22. This allows loosen the axial and radial interference of the cuff 9 with the column and other mating parts and remove the system with the packer up to the wellhead.

Использование предлагаемой системы позволяет обеспечивать непрерывный многократный процесс поинтервальной опрессовки эксплуатационной колонны испытательным давлением без поднятия ее на поверхность, что повышает производительность работ и снижает их трудоемкость.Using the proposed system allows you to provide a continuous multiple process of interval testing the production casing with test pressure without lifting it to the surface, which increases the productivity and reduces their complexity.

Экономический эффект от использования предложенной системы достигается за счет уменьшения количества и времени исполнения технологических операций.The economic effect of using the proposed system is achieved by reducing the number and time of execution of technological operations.

Использованные источникиUsed sources

1. SU, авторское свидетельство,775291, кл. Е 21 В 33/12.1. SU, copyright certificate, 775291, cl. E 21 B 33/12.

2. US, патент, 3542126, кл. Е 21 В 43/00.2. US Patent, 3,542,126, cl. E 21 B 43/00.

3. RU, патент, 2144606, кл. Е 21 В 33/12.3. RU, patent, 2144606, cl. E 21 B 33/12.

Claims (9)

1. Система для опрессовки эксплуатационной колонны нефтяной, или водяной, или газовой скважины, состоящая из спускоподъемного устройства, энергопитающего устройства с приводом возвратно-поступательного движения и пакера, соединенного с последним через стыковочный узел, который со стороны привода снабжен выходным штоком и фланцем, а пакер содержит полый корпус с несколькими поясами сквозных отверстий для перетока жидкости, неподвижно скрепленный с фланцем привода, перепускной клапан с уплотнительными элементами для сообщения надпакерного и подпакерного пространств через отверстия корпуса, толкатель, неподвижно соединенный с выходным штоком привода, опорный узел, установленный на свободном конце толкателя, эластичную манжету с внутренней полостью, а также верхнюю и нижнюю опорные шайбы манжеты, направляющую втулку и шлипсы с выступами, размещенные последовательно между корпусом и опорным узлом, где направляющая втулка имеет радиальные наклонные в сторону опорного узла пазы типа "ласточкин хвост", а шлипсы выступами расположены в пазах последней, отличающаяся тем, что пакер дополнительно содержит ступенчатый ствол с уплотнительными элементами перепускного клапана на верхнем конце, установленный соосно на толкателе и размещенный верхним концом в корпусе, причем эластичная манжета, верхняя и нижняя опорные шайбы и направляющая втулка установлены соосно на стволе и направляющая втулка скреплена резьбовыми стопорными элементами с последним, опорный узел включает в себя замковую шайбу с радиальными пазами, центрирующую шайбу с радиальными выемками и упорную шайбу, неподвижно скрепленные с толкателем посредством разъемного соединения, каждый шлипс состоит из клина и накладки, скрепленных между собой резьбовыми стяжными элементами, причем каждый клин со стороны, обращенной к опорному узлу, снабжен зацепом с перемычкой, где зацепы размещены в пазах замковой шайбы, а перемычки - в выемках центрирующей шайбы.1. System for crimping the production casing of an oil, or water, or gas well, consisting of a lifting device, a power supply device with a reciprocating drive, and a packer connected to the latter through a docking unit, which is provided with an output rod and a flange on the drive side, and the packer contains a hollow body with several belts of through holes for fluid flow, fixedly attached to the actuator flange, a bypass valve with sealing elements for communication overpacker space under the openings of the casing, a pusher fixedly connected to the output rod of the drive, a support assembly mounted on the free end of the pusher, an elastic cuff with an internal cavity, as well as upper and lower cuff support washers, a guide sleeve and slips with protrusions placed in series between the case and the support node, where the guide sleeve has radial slanting dovetail grooves, and the slips are protrusions located in the grooves of the latter, characterized in that о the packer further comprises a stepped barrel with sealing elements of the bypass valve at the upper end, mounted coaxially on the push rod and placed with the upper end in the housing, the elastic cuff, upper and lower support washers and the guide sleeve mounted coaxially on the barrel and the guide sleeve fastened with threaded locking elements with Lastly, the support assembly includes a lock washer with radial grooves, a centering washer with radial recesses, and a thrust washer fixedly attached to the pusher by means of a detachable connection, each slip consists of a wedge and a lining fastened together by threaded clamping elements, each wedge on the side facing the support node is equipped with a hook with a jumper, where the hooks are placed in the grooves of the lock washer, and the jumpers are in the recesses of the centering washer . 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность толкателя снабжена продольной канавкой.2. The system according to claim 1, characterized in that the outer surface of the pusher is provided with a longitudinal groove. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что ствол в верхней наружной части, а корпус в нижней внутренней части имеют упорные кольцевые бурты, где нижний пояс отверстий корпуса расположен около его бурта, причем отверстия остальных поясов снабжены гнездами со стороны наружной поверхности корпуса, в них кроме отверстий одного пояса установлены съемные заглушки.3. The system according to claim 1, characterized in that the barrel in the upper outer part and the body in the lower inner part have persistent annular collars, where the lower belt of the housing openings is located near its collar, and the holes of the remaining belts are provided with sockets on the outer surface of the housing , in addition to the holes of one belt, removable plugs are installed in them. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что ствол имеет наружную кольцевую проточку, а нижняя опорная шайба снабжена радиальным стопором, который размещен в проточке с боковым зазором.4. The system according to claim 1, characterized in that the barrel has an outer annular groove, and the lower support washer is equipped with a radial stopper, which is placed in the groove with a lateral gap. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что резьбовые элементы крепления накладок к клиньям и направляющей втулке к стволу, а также упорная шайба выполнены из одного материала, причем площадь среза упорной шайбы превышает суммарную площадь среза резьбовых стопорных элементов крепления направляющей втулки к стволу, а суммарная площадь среза последних превышает суммарную площадь среза резьбовых стяжных элементов крепления накладок к клиньям.5. The system according to claim 1, characterized in that the threaded fastening elements of the pads to the wedges and the guide sleeve to the barrel, as well as the thrust washer are made of one material, and the cut-off area of the thrust washer exceeds the total cut-off area of the threaded locking elements of the fastening of the guide bush to the barrel and the total cutting area of the latter exceeds the total cutting area of the threaded coupling elements for attaching the plates to the wedges. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что в направляющей втулке угол наклона пазов к продольной оси находится в пределах 10...12°.6. The system according to claim 1, characterized in that in the guide sleeve the angle of inclination of the grooves to the longitudinal axis is within 10 ... 12 °. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что пакер дополнительно содержит распорную втулку, размещенную во внутренней полости эластичной манжеты.7. The system according to claim 1, characterized in that the packer further comprises a spacer sleeve located in the inner cavity of the elastic cuff. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что торцовые поверхности опорных шайб манжеты со стороны, обращенной к ней, выполнены наклонными.8. The system according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the thrust washers of the cuff on the side facing it are made inclined. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что пакер дополнительно снабжен разрезными полукольцами, установленными на опорных шайбах манжеты и скрепленными между собой.9. The system according to claim 1, characterized in that the packer is additionally equipped with split half rings mounted on cuff support washers and fastened together.
RU2003110514/03A 2003-04-14 2003-04-14 System for pressure testing wells in operation RU2232248C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110514/03A RU2232248C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 System for pressure testing wells in operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110514/03A RU2232248C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 System for pressure testing wells in operation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003110514A RU2003110514A (en) 2003-08-20
RU2232248C2 true RU2232248C2 (en) 2004-07-10

Family

ID=33414295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110514/03A RU2232248C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 System for pressure testing wells in operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232248C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724724C1 (en) * 2020-02-12 2020-06-25 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Bench for preventer crimping at well
CN114151050A (en) * 2020-09-07 2022-03-08 大庆友声科技有限公司 An oilfield water injection well logging blowout preventer
CN114593899A (en) * 2020-12-01 2022-06-07 中国石油天然气集团有限公司 Slip heavy load test fixture
CN114965067A (en) * 2021-12-31 2022-08-30 中国石油天然气集团有限公司 Bridge plug anchoring and bearing test device and test method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3542126A (en) * 1968-10-31 1970-11-24 Electric Wireline Specialties Bottom-hole shut-in tool
SU1795080A1 (en) * 1990-08-06 1993-02-15 Osoboe K B Proekt Neftegazodob Packer
RU2063558C1 (en) * 1994-06-30 1996-07-10 Хаким Хасанович Гумерский Method of starting well pump unit and pressure testing device for its realization
RU2121052C1 (en) * 1994-05-25 1998-10-27 Акционерное общество "СевКавНИПИгаз" Method of pressure-testing of threaded joints of casing strings in course of their lowering
RU2144606C1 (en) * 1996-12-17 2000-01-20 Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин Device for interval-after-interval pressure-testing of pipe strings

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3542126A (en) * 1968-10-31 1970-11-24 Electric Wireline Specialties Bottom-hole shut-in tool
SU1795080A1 (en) * 1990-08-06 1993-02-15 Osoboe K B Proekt Neftegazodob Packer
RU2121052C1 (en) * 1994-05-25 1998-10-27 Акционерное общество "СевКавНИПИгаз" Method of pressure-testing of threaded joints of casing strings in course of their lowering
RU2063558C1 (en) * 1994-06-30 1996-07-10 Хаким Хасанович Гумерский Method of starting well pump unit and pressure testing device for its realization
RU2144606C1 (en) * 1996-12-17 2000-01-20 Альметьевское управление по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин Device for interval-after-interval pressure-testing of pipe strings

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724724C1 (en) * 2020-02-12 2020-06-25 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Bench for preventer crimping at well
CN114151050A (en) * 2020-09-07 2022-03-08 大庆友声科技有限公司 An oilfield water injection well logging blowout preventer
CN114593899A (en) * 2020-12-01 2022-06-07 中国石油天然气集团有限公司 Slip heavy load test fixture
CN114965067A (en) * 2021-12-31 2022-08-30 中国石油天然气集团有限公司 Bridge plug anchoring and bearing test device and test method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5107931A (en) Temporary abandonment cap and tool
CA2450515C (en) Plug and ball seat assembly
RU2447256C1 (en) Bridge plug
CN107532743A (en) Hydraulic pressure bonnet assemblies
CN114482905B (en) Blowout preventer for sealing outer cable oil pipe, static seal blowout preventer system for pressurized operation and pressurized construction method
RU2232248C2 (en) System for pressure testing wells in operation
RU2478776C1 (en) Device for installation and sealing of casing string liner in well
US20160053569A1 (en) Retrievable packer for operations in cased wells at high pressures
RU2366798C1 (en) Hydraulic packer
SU1726730A1 (en) Packer
RU2676108C1 (en) Hydraulically installed packer
RU2346144C1 (en) Device used for lowering, suspending and cementing casing string sections
RU2129650C1 (en) Disconnecting device
CN108868689B (en) Tail pipe rubber plug device for removing cement paste in sleeve at lower part of tail pipe well cementation choke ring
RU2203386C2 (en) String disconnector
RU96910U1 (en) PACKER SUSPENSION
CN109185120B (en) Combined quick plunger adapting to complex shaft structure
RU2352762C1 (en) Released bidirectional packer on cable
RU2530064C1 (en) Equipment disengagement method for downhole treatment with simultaneous disengagement of electric or hydraulic lines
RU47956U1 (en) OPERATION COLUMN INSULATION SYSTEM
US3328040A (en) Combination stripper and blowout preventer
RU2352763C1 (en) Released bidirectional packer on cable
RU164217U1 (en) PACKER WITH CABLE INPUT
RU2344270C2 (en) Drillable packer
RU29959U1 (en) PREVENTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070415