RU2817926C1 - Mechanical packer with protection against impurity - Google Patents
Mechanical packer with protection against impurity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817926C1 RU2817926C1 RU2023123484A RU2023123484A RU2817926C1 RU 2817926 C1 RU2817926 C1 RU 2817926C1 RU 2023123484 A RU2023123484 A RU 2023123484A RU 2023123484 A RU2023123484 A RU 2023123484A RU 2817926 C1 RU2817926 C1 RU 2817926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechanical
- collar
- rod
- packer
- sub
- Prior art date
Links
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для длительного герметичного разобщения интервалов ствола обсадной колонны при освоении и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, в частности к защите механических пакеров от механических примесей.The invention relates to equipment for the oil and gas production industry and is intended for long-term hermetic isolation of casing intervals during the development and operation of oil, gas and injection wells, in particular for the protection of mechanical packers from mechanical impurities.
Известен пакер механический, содержащий переводник, шток с пазом на наружной поверхности, уплотнительные элементы, размещенные над и под уплотнительными элементами конусы, установленные с возможностью взаимодействия с ответными верхними и нижними радиальными раздвижными опорами, подпружиненными через верхний и нижний упоры, размещенные соответственно в верхнем и нижнем кожухах, подпружиненный разрезной конус, верхний механический якорь, состоящий из верхнегоA known mechanical packer contains a sub, a rod with a groove on the outer surface, sealing elements, cones placed above and below the sealing elements, installed with the ability to interact with the corresponding upper and lower radial sliding supports, spring-loaded through the upper and lower stops, located respectively in the upper and lower lower casings, spring-loaded split cone, upper mechanical anchor, consisting of an upper
корпуса с подпружиненными верхними плашками, нижний механический якорь, состоящий из нижнего корпуса с подпружиненными нижними плашками и планками, конуса, соединенного с нижним кожухом, фиксатор. Между переводником и верхним корпусом верхнего механического якоря установлена опорная втулка с уплотнительной манжетой (патент №191401, МПК Е21В 33/129, опубликован 05.08.2019).housings with spring-loaded upper dies, a lower mechanical anchor, consisting of a lower housing with spring-loaded lower dies and strips, a cone connected to the lower casing, a retainer. A support sleeve with a sealing collar is installed between the sub and the upper body of the upper mechanical anchor (patent No. 191401, IPC E21B 33/129, published 08/05/2019).
Недостатками известного механического пакера являются неравномерное сжатие манжеты по объему, передавливание и вырывание манжеты, отсутствие крепления манжеты в месте зацепления при эксплуатации пакера.The disadvantages of the known mechanical packer are uneven compression of the cuff by volume, squeezing and tearing out of the cuff, and lack of fastening of the cuff at the point of engagement during packer operation.
Известен пакер скважинный механический, выбранный в качестве прототипа, содержащий переводник, шток, уплотнительные элементы, механический якорь, механизм регулятора нагрузки, установленную между переводником и корпусом механического якоря втулку с манжетой. Втулка соединена с переводником и выполнена со ступенчатой наружной поверхностью. Между верхней и нижней ступенями выполнен конический переход. Манжета размещена на нижней ступени втулки, имеет внутреннюю коническую поверхность, взаимодействующую с коническим переходом втулки, и установлена с возможностью перемещения па верхнюю ступень втулки. Механизм регулятора нагрузки содержит фиксирующий элемент, установленный с возможностью взаимодействия с наружным выступом штока (патент №2739175‚ МПК Е21В 33/12, Е21В 33/1208, опубликован 21.12.2020).A well known mechanical well packer, selected as a prototype, contains a sub, a rod, sealing elements, a mechanical anchor, a load control mechanism, and a sleeve with a cuff installed between the sub and the body of the mechanical anchor. The bushing is connected to the sub and has a stepped outer surface. There is a conical transition between the upper and lower stages. The cuff is located on the lower stage of the bushing, has an internal conical surface that interacts with the conical transition of the bushing, and is installed with the ability to move to the upper stage of the bushing. The load regulator mechanism contains a locking element installed with the ability to interact with the outer protrusion of the rod (patent No. 2739175, MPK E21B 33/12, E21B 33/1208, published 12/21/2020).
Недостатками известного пакера механического являются неравномерное сжатие манжеты по объему, передавливание и вырывание манжеты, отсутствие крепления манжеты в месте зацепления при эксплуатации пакера.The disadvantages of the known mechanical packer are uneven compression of the cuff by volume, squeezing and tearing out of the cuff, and lack of fastening of the cuff at the engagement point during packer operation.
Задачей изобретения является сохранение полноценного функционирования и защита пакера механического от присыпания механическими примесями в процессе эксплуатации его в скважине.The objective of the invention is to maintain full functioning and protect the mechanical packer from being sprinkled with mechanical impurities during its operation in the well.
Техническим результатом является исключение передавливания и вырывания манжеты при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания, равномерное сжатие манжеты по объему и крепление манжеты в месте зацепления при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания.The technical result is the elimination of squeezing and tearing out of the cuff during operation of a mechanical packer with a dust protection unit, uniform compression of the cuff by volume and fastening of the cuff at the point of engagement during operation of a mechanical packer with a dust protection unit.
Исключение передавливания и вырывания манжеты при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания достигается тем, что подвижная втулка имеет постоянный наружный диаметр, который соответствует внутреннему диаметру манжеты, и размещена на штоке между прямой упорной поверхностью переводника и верхней частью корпуса.The elimination of squeezing and tearing out of the collar during operation of a mechanical packer with an anti-sprinkling unit is achieved by the fact that the movable sleeve has a constant outer diameter, which corresponds to the internal diameter of the collar, and is placed on the rod between the straight thrust surface of the sub and the upper part of the body.
Равномерное сжатие манжеты по всему объему и крепление манжеты в месте зацепления при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания достигается тем, что нижняя часть переводника имеет коническую канавку и прямую упорную поверхность, которые взаимодействуют с коническим выступом манжеты и прямой поверхностью манжеты соответственно, в нижней части манжеты выполнен выступ, который взаимодействует с внутренним выступом верхнего корпуса. Uniform compression of the cuff throughout the entire volume and fastening of the cuff at the point of engagement during operation of a mechanical packer with a dust protection unit is achieved by the fact that the lower part of the sub has a conical groove and a straight thrust surface, which interact with the conical protrusion of the cuff and the straight surface of the cuff, respectively, in the lower part of the cuff has a protrusion that interacts with the inner protrusion of the upper body.
На фиг.1 приведена схема пакера механического с узлом защиты от присыпания.Figure 1 shows a diagram of a mechanical packer with a dust protection unit.
На фиг. 2. приведена схема узла защиты пакера механического от присыпания механическими примесями в процессе эксплуатации его в скважине.In fig. 2. shows a diagram of the unit for protecting the mechanical packer from being sprinkled with mechanical impurities during its operation in the well.
Цифрами на фигурах обозначены: 1 - шток; 2 - переводник; 3 - верхний корпус; 4 - верхние плашки; 5 - верхняя пружина; 6 - упор; 7 - верхний конус; 8 - радиальный выступ; 9 - механизм регулятора нагрузки; 10 - кожух; 11 - средний корпус; 12 - уплотнительные элементы; 13 - нижний конус; 14 - нижний корпус; 15 - нижние плашки; 16 - нижняя пружина; 17 - планки; 18 - покрышки; 19 - винты; 20 - фиксатор; 21 - паз; 22 - узел защиты от присыпания; 23 - манжета; 24 - конический выступ; 25 - прямая поверхность; 26 - выступ; 27 - коническая канавка; 28 - прямая упорная поверхность; 29 - внутренний выступ; 30 - подвижная втулка; 31 - внутренний буртик.The numbers in the figures indicate: 1 - rod; 2 - sub; 3 - upper body; 4 - upper dies; 5 - upper spring; 6 - stop; 7 - upper cone; 8 - radial protrusion; 9 - load regulator mechanism; 10 - casing; 11 - middle body; 12 - sealing elements; 13 - lower cone; 14 - lower body; 15 - lower dies; 16 - lower spring; 17 - strips; 18 - tires; 19 - screws; 20 - clamp; 21 - groove; 22 - dust protection unit; 23 - cuff; 24 - conical protrusion; 25 - straight surface; 26 - protrusion; 27 - conical groove; 28 - straight thrust surface; 29 - internal protrusion; 30 - movable bushing; 31 - inner collar.
Пакер механический с узлом защиты от присыпания (фиг.1) содержит шток 1, в верхней части которого размещены переводник 2 и верхний механический якорь, состоящий из верхнего корпуса 3, верхних плашек 4, поджатых верхней пружиной 5 через упор 6. Верхняя часть штока 1 через переводник 2 соединяется с колонной труб (на фиг. не показана). Верхний конус 7 размещен под верхним механическим якорем. На внутренней поверхности штока 1 расположен радиальный выступ 8. Механизм регулятора нагрузки 9 размещен внутри кожуха 10, соединенного со средним корпусом 11. Механизм регулятора нагрузки 9 может быть выполнен в виде колец или цангового механизма, состоящего из внутреннего буртика цанги и внешнего буртика штока. Над и/или под уплотнительными элементами 12 могут быть размещены конусы (на фиг. не показаны), установленные с возможностью взаимодействия с ответными верхними и нижними радиальными раздвижными опорами, подпружиненными через верхний и нижний упоры.A mechanical packer with an anti-dust protection unit (Fig. 1) contains a rod 1, in the upper part of which there is a sub 2 and an upper mechanical anchor, consisting of an upper body 3, upper rams 4, pressed by an upper spring 5 through a stop 6. The upper part of the rod 1 through sub 2 it is connected to the pipe string (not shown in the figure). The upper cone 7 is located under the upper mechanical anchor. There is a radial protrusion 8 on the inner surface of the rod 1. The load regulator mechanism 9 is located inside the casing 10, connected to the middle housing 11. The load regulator mechanism 9 can be made in the form of rings or a collet mechanism, consisting of an internal collar of the collet and an external collar of the rod. Above and/or below the sealing elements 12 can be placed cones (not shown in the figure), installed with the ability to interact with the corresponding upper and lower radial sliding supports, spring-loaded through the upper and lower stops.
В нижней части штока 1 расположен нижний механический якорь, состоящий из нижнего конуса 13, нижнего корпуса 14, нижних плашек 15, прижатых к штоку 1 нижней пружиной 16, планок 17, удерживаемых на нижнем корпусе 14 покрышками 18 при помощи винтов 19. В нижней части штока 1 размещен фиксатор 20, концевая часть которого находится в пазу 21 штока 1.In the lower part of the rod 1 there is a lower mechanical anchor, consisting of a lower cone 13, a lower housing 14, lower rams 15, pressed to the rod 1 by a lower spring 16, strips 17, held on the lower housing 14 by tires 18 using screws 19. In the lower part Rod 1 has a lock 20, the end of which is located in groove 21 of rod 1.
Узел защиты от присыпания 22 (фиг.2) пакера механического размещен в верхней части пакера механического и включает нижнюю часть переводника 2, манжету 23, подвижную втулку 30 и верхнюю часть верхнего корпуса 3. Манжета 23 в верхней части имеет конический выступ 24, прямую поверхность 25, которые взаимодействуют с конической канавкой 27 и прямой упорной поверхностью 28 переводника 2 соответственно и обеспечивают равномерное сжатие манжеты 23 по всему объему и крепление манжеты 23 в месте зацепления при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания. Манжета 23 в нижней части имеет выступ 26, который взаимодействует с внутренним выступом 29 верхнего корпуса 3. Верхний корпус 3 имеет внутренний буртик 31.The dust protection unit 22 (Fig. 2) of the mechanical packer is located in the upper part of the mechanical packer and includes the lower part of the sub 2, a cuff 23, a movable sleeve 30 and the upper part of the upper body 3. The cuff 23 in the upper part has a conical protrusion 24, a straight surface 25, which interact with the conical groove 27 and the straight thrust surface 28 of the sub 2, respectively, and ensure uniform compression of the cuff 23 throughout the entire volume and fastening of the cuff 23 at the point of engagement during operation of a mechanical packer with a dust protection unit. The cuff 23 in the lower part has a protrusion 26, which interacts with the inner protrusion 29 of the upper housing 3. The upper housing 3 has an internal collar 31.
Подвижная втулка 30 имеет постоянный наружный диаметр, который соответствует внутреннему диаметру манжеты 23, и размещена па штоке 1 между прямой упорной поверхностью 28 переводника 2 и верхней частью верхнего корпуса 3 и служит для исключения передавливания и вырывания манжеты 23 при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания, а также ограничения перемещения верхнего корпуса 3, который при переводе пакера механического с узлом защиты от присыпания изThe movable sleeve 30 has a constant outer diameter, which corresponds to the inner diameter of the cuff 23, and is located on the rod 1 between the straight thrust surface 28 of the sub 2 and the upper part of the upper body 3 and serves to prevent squeezing and tearing out of the cuff 23 when operating a mechanical packer with a protection unit against sprinkling, as well as limiting the movement of the upper body 3, which, when moving the mechanical packer with a sprinkling protection unit from
транспортного в рабочее положение упирается внутренним буртиком 31 в подвижную втулку 30.transport into the working position rests with the inner shoulder 31 against the movable sleeve 30.
Пакер механический с узлом защиты от присыпания работает следующим образом.A mechanical packer with a dust protection unit operates as follows.
Пакер механический с узлом защиты от присыпания спускают в скважину на колонне труб на требуемую глубину. При спускоподъемных операциях планки 17 нижнего механического якоря постоянно прижаты к стенкам эксплуатационной колонны. Пакер механический с узлом защиты от присыпания устанавливается в скважине без упора на забой известным способом путем осевых перемещений колонны труб, на которых он спускается в скважину.A mechanical packer with a dust protection unit is lowered into the well on a pipe string to the required depth. During hoisting operations, the strips 17 of the lower mechanical anchor are constantly pressed against the walls of the production string. A mechanical packer with a dust protection unit is installed in the well without resting on the bottom in a known manner by means of axial movements of the pipe string on which it is lowered into the well.
Вначале приводится в действие нижний механический якорь. Нижний конус 13 (фиг.1), соприкасаясь с нижними плашками 15, сжимая нижнюю пружину 16, переместит нижние плашки 15 в радиальном направлении до зацепления со стенками эксплуатационной колонны. Далее уплотнительные элементы 12 сжимаются до соприкосновения их со стенками эксплуатационной колонны, герметизируя подпакерную зону. При движении вниз штока 1 и определенном значении осевой сжимающей нагрузки, создаваемой весом колонны труб, произойдет срабатывание механизма регулятора нагрузки 9, выполненного в виде колец или цангового механизма, и установка верхнего механического якоря. Радиальный выступ 8 штока 1 при движении штока 1 вниз переместит в радиальном направлении верхний конус 7 до соприкосновения с верхними плашками 4. При дальнейшем движении штока 1 вниз и создании определенной сжимающей осевой нагрузки на пакер механический с узлом защиты от присыпания, верхние плашки 4, взаимодействуя с верхним конусом 7, раздвигаются радиально и зацепляются за стенки эксплуатационной колонны. При этом верхние плашки 4 через верхний корпус 3 передают усилие на сжатие манжеты 23 (фиг.2). Верхний корпус 3 упирается внутренним буртиком 31 в подвижную втулку 30 и уплотнительная манжета 23 сжимается, перекрывая затрубное пространство выше верхнего механического якоря, тем самым обеспечивая защиту пакераFirst, the lower mechanical anchor is activated. The lower cone 13 (Fig. 1), in contact with the lower rams 15, compressing the lower spring 16, will move the lower rams 15 in the radial direction until they engage with the walls of the production string. Next, the sealing elements 12 are compressed until they come into contact with the walls of the production string, sealing the sub-packer zone. When rod 1 moves downward and a certain value of the axial compressive load created by the weight of the pipe string is triggered, the load regulator mechanism 9, made in the form of rings or a collet mechanism, is activated and the upper mechanical anchor is installed. The radial protrusion 8 of the rod 1, when the rod 1 moves downwards, will move the upper cone 7 in the radial direction until it comes into contact with the upper rams 4. With the further movement of the rod 1 downwards and the creation of a certain compressive axial load on the mechanical packer with an anti-dust protection unit, the upper rams 4 interact with an upper cone 7, move apart radially and engage with the walls of the production string. In this case, the upper dies 4 through the upper housing 3 transmit force to compress the cuff 23 (Fig. 2). The upper body 3 rests against the movable sleeve 30 with the inner flange 31 and the sealing collar 23 is compressed, blocking the annular space above the upper mechanical anchor, thereby protecting the packer
механического от присыпания механическими примесями в процессе эксплуатации. Таким образом, пакер механический с узлом защиты от присыпания переведен в рабочее положение.mechanical from sprinkling with mechanical impurities during operation. Thus, the mechanical packer with the dust protection unit is moved to the working position.
Перевод пакера механического с узлом защиты от присыпания в транспортное положение осуществляют натяжением колонны труб. При этом шток 1 перемещается вверх относительно верхнего и нижнего механических якорей. В результате манжета 23 и уплотнительные элементы 12 принимают исходную форму, происходит переход верхних 4 и нижних 15 плашек, соответственно, верхнего и нижнего механических якорей, в транспортное положение.The mechanical packer with a dust protection unit is transferred to the transport position by tensioning the pipe string. In this case, rod 1 moves upward relative to the upper and lower mechanical anchors. As a result, the cuff 23 and the sealing elements 12 take their original shape, and the upper 4 and lower 15 rams, respectively, the upper and lower mechanical anchors, transition to the transport position.
Заявляемое изобретение позволяет сохранить полноценное функционирование и обеспечить защиту пакера механического в процессе эксплуатации его в скважине, исключить передавливание и вырывание манжеты при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания, равномерно сжимать манжету по объему и закреплять манжету в месте зацепления при эксплуатации пакера механического с узлом защиты от присыпания.The claimed invention makes it possible to maintain full functioning and ensure protection of the mechanical packer during its operation in the well, to eliminate squeezing and tearing out of the cuff when operating a mechanical packer with an anti-dust protection unit, to evenly compress the cuff in volume and to secure the cuff at the point of engagement when operating a mechanical packer with the unit protection against powdering.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2817926C1 true RU2817926C1 (en) | 2024-04-23 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3339637A (en) * | 1965-10-14 | 1967-09-05 | Halliburton Co | Well packers |
GB2384256A (en) * | 2001-03-01 | 2003-07-23 | Baker Hughes Inc | Collet-cone slip system for releasably securing well tools |
RU2441974C2 (en) * | 2006-11-21 | 2012-02-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Protection from foreign substances for spring-actuated retrievable packer |
RU138428U1 (en) * | 2013-09-10 | 2014-03-20 | Игорь Александрович Малыхин | MECHANICAL DOUBLE PACKER |
RU192466U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-09-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Mechanical packer |
RU2739175C1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Downhole mechanical packer |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3339637A (en) * | 1965-10-14 | 1967-09-05 | Halliburton Co | Well packers |
GB2384256A (en) * | 2001-03-01 | 2003-07-23 | Baker Hughes Inc | Collet-cone slip system for releasably securing well tools |
RU2441974C2 (en) * | 2006-11-21 | 2012-02-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Protection from foreign substances for spring-actuated retrievable packer |
RU138428U1 (en) * | 2013-09-10 | 2014-03-20 | Игорь Александрович Малыхин | MECHANICAL DOUBLE PACKER |
RU192466U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-09-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Mechanical packer |
RU2739175C1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Downhole mechanical packer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4791992A (en) | Hydraulically operated and released isolation packer | |
US2637402A (en) | Pressure operated well apparatus | |
US5253705A (en) | Hostile environment packer system | |
US5044441A (en) | Pack-off well apparatus and method | |
CA2434346C (en) | Retrievable packer having a positively operated support ring | |
GB2405884A (en) | Hydraulic setting tool for packers | |
RU2656276C1 (en) | Hydraulic packer | |
US3029872A (en) | Telescopic bridging plug-pressure set | |
US7198110B2 (en) | Two slip retrievable packer for extreme duty | |
RU2817926C1 (en) | Mechanical packer with protection against impurity | |
RU2676108C1 (en) | Hydraulically installed packer | |
RU191401U1 (en) | Mechanical packer | |
RU138428U1 (en) | MECHANICAL DOUBLE PACKER | |
US5044433A (en) | Pack-off well apparatus with straight shear release | |
RU2294427C2 (en) | Mechanical packer | |
GB2280461A (en) | Hydraulically set packer | |
RU2739175C1 (en) | Downhole mechanical packer | |
CA3088964C (en) | Method and apparatus for diverting load within a cut-to-release packer | |
RU2120023C1 (en) | Packer | |
RU192466U1 (en) | Mechanical packer | |
RU2254441C1 (en) | Packing device of additional casing column | |
RU2753915C1 (en) | Self-contained downhole packer | |
RU2787672C1 (en) | Retrievable packer | |
RU2301321C2 (en) | Anchor packer | |
RU219630U1 (en) | PACKER |