RU2201495C2

RU2201495C2 - Packer

Info

Publication number: RU2201495C2
Application number: RU2000125515/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Евгеньевич Ленкевич (UA); Юрий Евгеньевич Ленкевич; Анатолий Викторович Дитковский (UA); Анатолий Викторович Дитковский; Виктор Артемович Бондарев (UA); Виктор Артемович Бондарев; Данила Васильевич Рымчук (UA); Данила Васильевич Рымчук
Original assignee: Дочерняя Компания "Укргазвыдобування"
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry, closure of well bore without installation of cement plug. SUBSTANCE: given packer includes cylindrical body with central axial conduit, compressible sealing element placed on body, elements fixing packer in tube and hydraulic drive. Body of packer is fitted with split enclosure coming in the form of collet. Packer is equipped with toothed blocks anchored by sheared pins on internal surface of tabs of split enclosure. Hydraulic drive is fitted with sleeve which is made fast to ring piston, toothed cuts are made in external surface of sleeve. Toothed blocks are mounted for interaction with sleeve over their conjugate toothed cuts with formation of ratchet-and-pawl gear to fix sealing element in compressed state and elements fixing packer in tube in working position. Head end and rod end communicate with central axial conduit with use of radial conduits made in body of packer. Packer is provided with valve for its activation and valve for its unfitting, each valve being anchored on tubular rod and coming in the form of piston. Groove communicating with internal conduit of tubular rod through radial conduit made in body of valves is cut in external surface of valves. While valves are installed in central axial conduit in body of packer groove of valve for activation communicates with rod end of hydraulic drive and groove of valve for packer unfitting communicates with head end of hydraulic drive through radial conduits made in body of packer. Packer is also equipped with valve activated to communicate space of central axial conduit in body of packer above valve with head end. This valve is provided with retaining ring anchored on body of packer by means of sheared pins. EFFECT: increased reliability of fixing packer in tube in working position. 5 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины без установки цементного моста. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to shut off a wellbore without installing a cement bridge.

Наиболее близким является пакер по а.с. 832056, Е 21 В 33/12, содержащий цилиндрический корпус с центральным осевым каналом и расположенный на корпусе сжимаемый герметизирующий элемент, элементы фиксации пакера в трубе и гидравлический привод. Этот пакер применяется для перекрытия ствола скважины без установки цементного моста при ремонте колонной головки. Он имеет конструктивный недостаток, ограничивающий возможность его применения и технологию ведения ремонтных работ на скважинах. The closest is the A.S. packer 832056, Е 21 В 33/12, comprising a cylindrical body with a central axial channel and a compressible sealing element located on the body, elements for fixing the packer in the pipe and a hydraulic drive. This packer is used to shut off a wellbore without installing a cement bridge when repairing a casing head. It has a design flaw that limits the possibility of its application and the technology of conducting repair work in wells.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования пакера, в котором за счет введения в конструкцию храпового механизма фиксации герметизирующего элемента в сжатом состоянии и элемента фиксации пакера в трубе в рабочем положении обеспечивается надежность фиксации пакера в трубе в рабочем состоянии. The basis of the invention is the task of improving the packer, in which by introducing into the design of the ratchet mechanism for fixing the sealing element in the compressed state and the fixing element of the packer in the pipe in the working position, the reliability of the fixation of the packer in the pipe in working condition is ensured.

Поставленная задача решается за счет того, что в пакере, содержащем цилиндрический корпус с центральным осевым каналом, расположенный на корпусе сжимаемый герметизирующий элемент, элементы фиксации пакера в трубе и гидравлический привод, новым является то, что корпус пакера снабжен разрезным кожухом, который выполнен в виде цанги, устройство снабжено зубчатыми сухарями, которые закреплены срезными штифтами на внутренней поверхности лепестков разрезного кожуха, гидравлический привод снабжен гильзой, которая жестко соединена с кольцевым поршнем, на наружной поверхности гильзы выполнена зубчатая насечка, зубчатые сухари установлены с возможностью взаимодействия с гильзой по их сопряженным зубчатым насечкам с образованием храпового механизма фиксации герметизирующего элемента в сжатом состоянии и элементов фиксации пакера в трубе в рабочем положении, надпоршневая и подпоршневая полости сообщены с центральным осевым каналом радиальными каналами, которые выполнены в корпусе пакера, пакер снабжен золотником его срабатывания и золотником его расфиксации, каждый из которых закреплен на трубчатой штанге и выполнен в виде поршня, на наружной поверхности золотников выполнен паз, который сообщен с внутренним каналом трубчатой штанги посредством радиального канала, выполненного в корпусе золотников, при установке каждого из золотников в центральный осевой канал корпуса пакера паз золотника срабатывания сообщается с подпоршневой полостью гидравлического привода, а паз золотника расфиксации - с надпоршневой полостью гидравлического привода посредством радиальных каналов, выполненных в корпусе пакера, пакер снабжен сбрасываемым золотником для сообщения полости центрального осевого канала корпуса пакера над золотником с надпоршневой полостью, сбрасываемый золотник снабжен стопорным кольцом, закрепленным на корпусе пакера срезными штифтами. The problem is solved due to the fact that in the packer containing a cylindrical body with a central axial channel, a compressible sealing element located on the body, the packer fixation elements in the pipe and the hydraulic drive, new is that the packer body is equipped with a split casing, which is made in the form collets, the device is equipped with toothed crackers, which are fixed with shear pins on the inner surface of the petals of the split casing, the hydraulic drive is equipped with a sleeve that is rigidly connected to the rings m with a piston, a serrated notch is made on the outer surface of the sleeve, toothed crackers are installed with the possibility of interaction with the sleeve along their associated gear notches with the formation of a ratchet mechanism for fixing the sealing element in the compressed state and the elements of the packer fixing in the pipe in the working position, the over-piston and under-piston cavities are in communication with the central axial channel of the radial channels that are made in the packer body, the packer is equipped with a valve for its operation and a valve for its release, each of which They are mounted on a tubular rod and made in the form of a piston, a groove is made on the outer surface of the spools, which is in communication with the inner channel of the tubular rod by means of a radial channel made in the spool housing; when each of the spools is installed in the central axial channel of the packer housing, the actuation groove communicates with a sub-piston cavity of the hydraulic drive, and the groove of the release valve spool — with a sup-piston cavity of the hydraulic drive by means of radial channels made in the packer body, The acker is equipped with a resettable spool for communicating the cavity of the central axial channel of the packer body over the piston with the over-piston cavity, the resettable spool is equipped with a locking ring fixed to the packer body with shear pins.

Предлагаемый пакер снабжен герметизирующим элементом, который в разжатом состоянии имеет диаметр меньше, чем диаметр проходного канала крестовины колонной головки, что позволяет производить подачу пакера в любую скважину без снятия крестовины колонной головки. При срабатывании пакера герметизирующий элемент сжимается и плотно заполняет кольцевой зазор между корпусом пакера и обсадной трубой. При этом за счет введения храпового механизма фиксации пакера в рабочем положении герметизирующий элемент не имеет возможности самопроизвольно разжаться, а элементы фиксации (шлипсы) самопроизвольно расклиниться без дополнительных операций управления пакером. Это позволяет производить ремонтные работы колонной головки на устье скважины без опасности возникновения аварийного фонтанирования. The proposed packer is equipped with a sealing element, which in the expanded state has a diameter less than the diameter of the passage channel of the crosspiece of the column head, which allows the packer to be fed into any well without removing the crosspiece of the column head. When the packer is activated, the sealing element is compressed and tightly fills the annular gap between the packer body and the casing. At the same time, due to the introduction of a ratchet mechanism for fixing the packer in the working position, the sealing element does not have the ability to unclench itself spontaneously, and the fixing elements (slips) spontaneously wedge without additional packer control operations. This allows repair work of the casing head at the wellhead without the risk of emergency gushing.

На фиг.1 изображена верхняя часть предлагаемого пакера, продольный разрез, правая половина - в исходном положении, левая в рабочем; на фиг.2 изображена нижняя часть предлагаемого пакера, продольный разрез, при отсутствии в скважине давления, правая половина - в исходном положении, левая в рабочем; на фиг.3 изображена нижняя часть предлагаемого пакера, продольный разрез, при наличии в скважине давления, левая половина - в рабочем состоянии, правая в конечном; на фиг.4 изображен разрез А-А по фиг.3; на фиг.5 изображен разрез Б-Б по фиг.3. Figure 1 shows the upper part of the proposed packer, a longitudinal section, the right half in the initial position, the left in the worker; figure 2 shows the lower part of the proposed packer, a longitudinal section, in the absence of pressure in the well, the right half in the initial position, the left in the working; figure 3 shows the lower part of the proposed packer, a longitudinal section, if there is pressure in the well, the left half is in working condition, the right is in the final; figure 4 shows a section aa in figure 3; figure 5 shows a section bB in figure 3.

Пакер содержит цилиндрический составной корпус 1 с центральным осевым каналом 2. На корпусе 1 пакера в верхней его части размещен сжимаемый кольцевой герметизирующий элемент 3, установленный с возможностью заполнения зазора между корпусом 1 пакера и обсадной трубой 4 при осевом сжатии герметизирующего элемента 3. Верхний край кольцевого герметизирующего элемента 3 жестко связан с кольцевой подвижной в осевом направлении втулкой 5. На наружной поверхности подвижной втулки 5 выполнены наклонные продольные пазы. Такие же пазы выполнены на неподвижной кольцевой втулке 6, установленной на корпусе 1 пакера выше кольцевой подвижной втулки 5. В пазах кольцевых втулок 5 и 6 размещены элементы фиксации 7 пакера в трубе 4, установленные с возможностью взаимодействия со втулками 5 и 6 по наклонным поверхностям их пазов и с обсадной трубой 4. The packer comprises a cylindrical composite housing 1 with a central axial channel 2. On the packer housing 1 in its upper part is a compressible annular sealing element 3, which is installed to fill the gap between the packer housing 1 and the casing 4 with axial compression of the sealing element 3. The upper edge of the annular the sealing element 3 is rigidly connected with an annular axially movable sleeve 5. On the outer surface of the movable sleeve 5, inclined longitudinal grooves are made. The same grooves are made on a stationary annular sleeve 6 mounted on the packer body 1 above the annular movable sleeve 5. In the grooves of the annular sleeves 5 and 6 are placed the fixation elements 7 of the packer in the pipe 4, installed with the possibility of interaction with the sleeves 5 and 6 on their inclined surfaces grooves and casing 4.

Элементы фиксации пакера в трубе 4 выполнены в виде подпружиненных шлипсов с зубчатой насечкой. В нижней части пакера на корпусе 1 закреплены трубчатый кожух 8, в верхней части которого выполнены радиальные продольные надрезы (см. фиг.5), в результате чего кожух 8 представляет собой цангу. На внутренней поверхности лепестков цанги разрезного кожуха 8 закреплены зубчатые сухари 9 посредством срезных штифтов 10. Зубья сухарей 9 входят в ответные, сопряженные с ними кольцевые зубья, выполненные на наружной поверхности гильзы 11. Зубья сухарей 9 и гильзы 11 выполнены с односторонним скосом с возможностью их взаимодействия: проскакивания зубьев с расхождением лепестков цанги кожуха 8 при осевом перемещении гильзы 11 вверх и жесткой взаимной фиксацией зубьев от перемещения гильзы 11 вниз. The fixation elements of the packer in the pipe 4 are made in the form of spring-loaded slips with a serrated notch. In the lower part of the packer on the housing 1, a tubular casing 8 is fixed, in the upper part of which radial longitudinal cuts are made (see Fig. 5), as a result of which the casing 8 is a collet. Toothed crackers 9 are fixed on the inner surface of the petals of the collet of the split casing 8 by means of shear pins 10. The teeth of the crackers 9 are included in the reciprocal, conjugate ring teeth, made on the outer surface of the sleeve 11. The teeth of the crackers 9 and the sleeve 11 are made with one-sided bevel with the possibility of their interactions: slipping teeth with a divergence of the petals of the collet of the casing 8 with the axial movement of the sleeve 11 up and rigid mutual fixation of the teeth from the movement of the sleeve 11 down.

Таким образом, сухари 9 и гильза 11 образуют храповый механизм осевого перемещения гильзы 11. В средней части составной корпус 1 пакера выполнен в виде полого штока 12, образующего вместе с гильзой 11 кольцевую камеру гидроцилиндра гидравлического привода пакера. Thus, the crackers 9 and the sleeve 11 form a ratchet mechanism for axial movement of the sleeve 11. In the middle part, the packer body 1 is made in the form of a hollow rod 12, which together with the sleeve 11 forms an annular chamber of the hydraulic cylinder of the packer hydraulic drive.

Гильза 11 жестко соединена с кольцевым поршнем 13, установленным на полом штоке 12 с возможностью осевого перемещения. Кольцевая камера гидроцилиндра герметизирована с нижнего торца кольцевой крышкой 14, жестко закрепленной на полом штоке 13, а с верхнего торца - кольцевым уступом корпуса 1 пакера. Кольцевая камера гидроцилиндра разделена поршнем 13 на надпоршневую 15 и подпоршневую 16 полости. Верхний край гильзы 11 жестко связан с нижним краем герметизирующего элемента 3 посредством кольцевых подвижных в осевом направлении втулок 17 и 18. The sleeve 11 is rigidly connected to the annular piston 13 mounted on the hollow stem 12 with the possibility of axial movement. The annular chamber of the hydraulic cylinder is sealed from the lower end by an annular cover 14, rigidly fixed to the hollow stem 13, and from the upper end by the annular ledge of the packer body 1. The annular chamber of the hydraulic cylinder is divided by a piston 13 into a supra-piston 15 and a sub-piston 16 cavity. The upper edge of the sleeve 11 is rigidly connected with the lower edge of the sealing element 3 by means of annular axially movable bushings 17 and 18.

В зоне кольцевого гидроцилиндра гидравлического привода пакера центральный осевой канал 2 выполнен суженным 19 и образует сверху кольцевой уступ 20. Надпоршневая 15 и подпоршневая 16 полости гидроцилиндра сообщены с суженным каналом 19 радиальными каналами 21 и 22 соответственно, которые выполнены в полом штоке 12 корпуса 1 пакера. In the zone of the annular hydraulic cylinder of the packer hydraulic drive, the central axial channel 2 is narrowed 19 and forms an annular ledge 20 on top. The nadporshnevaya 15 and the piston 16 cavity of the hydraulic cylinder are in communication with the narrowed channel 19 by radial channels 21 and 22, respectively, which are made in the hollow rod 12 of the packer body 1.

Пакер снабжен золотником его срабатывания 23 и золотником его расфиксации 24 (см. фиг.2), каждый из которых закреплен на трубчатой штанге 25 и выполнены в виде поршня. В верхней части золотников 23 и 24 выполнен кольцевой уступ 26 с пазом 27. Кольцевой уступ 26 служит для ограничения перемещения золотников 23, 24 в суженном канале 19 пакера вниз при посадке кольцевого уступа 26 золотников 23 и 24 на кольцевой уступ 20 центрального осевого канала 2 корпуса 1 пакера. The packer is equipped with a spool valve of its operation 23 and a spool of its release 24 (see figure 2), each of which is mounted on a tubular rod 25 and made in the form of a piston. An annular ledge 26 with a groove 27 is made in the upper part of the spools 23 and 24. An annular ledge 26 serves to limit the movement of the spools 23, 24 in the packer narrowed channel 19 when the annular ledge 26 of the spools 23 and 24 is planted on the annular ledge 20 of the central axial channel 2 of the housing 1 packer.

Паз 27 служит для сообщения пространства над и под уступом 26 золотников 23 и 24. На наружной поверхности золотников 23, 24 выполнены пазы 28 и 29 соответственно, которые сообщены с внутренним каналом трубчатых штанг 25 посредством радиальных каналов 30 и 31, соответственно выполненных в золотниках 23, 24. При установке каждого из золотников 23, 24 в суженный канал 19 корпуса 1 пакера паз 28 золотника срабатывания 23 сообщается с подпоршневой полостью 16 гидроцилиндра гидравлического привода пакера, а паз 29 золотника расфиксации 24 - с надпоршневой полостью 15. На наружной поверхности золотника 23 также выполнен продольный паз 32, сообщающий надпоршневую полость 15 с центральным осевым каналом 2 корпуса 1 пакера над золотником 23. Пакер также снабжен сбрасываемым золотником 33 (см. фиг.3,4), выполненным в виде поршня. В верхней части сбрасываемого золотника 33 закреплено стопорное кольцо 34 посредством срезных штифтов 35. Стопорное кольцо 34 служит для ограничения перемещения золотника 33 в суженном канале 19 вниз при посадке стопорного кольца 34 сбрасываемого золотника 33 на кольцевой уступ 20 центрального осевого канала 2 корпуса 1 пакера. В стопорном кольце 34 выполнены пазы 36, сообщающие пространство над и под кольцом 34. На наружной поверхности сбрасываемого золотника 33 выполнен продольный паз 37, сообщающий надпоршневую полость 15 с центральным осевым каналом 2 корпуса 1 пакера над золотником 33. Ниже суженного канала 19 центральный осевой канал 2 образует расширительную камеру 38, прикрытую снизу улавливающей решеткой 39. The groove 27 serves to communicate the space above and below the ledge 26 of the spools 23 and 24. On the outer surface of the spools 23, 24, grooves 28 and 29 are made, which are in communication with the inner channel of the tubular rods 25 by means of radial channels 30 and 31, respectively, made in the spools 23 24. When each of the spools 23, 24 is installed in the narrowed channel 19 of the packer body 1, the groove 28 of the actuation spool 23 communicates with the sub-piston cavity 16 of the hydraulic drive of the packer, and the groove 29 of the release spool 24 - with the over-piston cavity 15. N the outer surface of the spool 23 also has a longitudinal groove 32, which tells the cavity above the piston 15 with a central axial bore 2 of the housing 1 above the packer 23. The packer spool is also provided with blow-off slide valve 33 (see. fig.3,4) formed as a piston. A retaining ring 34 is secured to the upper part of the discharged spool 33 by means of shear pins 35. The retaining ring 34 serves to limit the movement of the spool 33 in the narrowed channel 19 downward when the retaining ring 34 of the discharged spool 33 fits onto the annular ledge 20 of the central axial channel 2 of the packer body 1. Grooves 36 are made in the retaining ring 34, communicating the space above and below the ring 34. A longitudinal groove 37 is made on the outer surface of the discharged spool 33, which communicates the supra-piston cavity 15 with the central axial channel 2 of the packer body 1 above the valve 33. Below the narrowed channel 19, the central axial channel 2 forms an expansion chamber 38, which is covered from below by a catching grid 39.

Пакер работает следующим образом. The packer works as follows.

В исходном состоянии пакера (см. фиг.1,2 - правая половина) гильза 11 и жестко соединенный с ней кольцевой поршень 13, кольцевые подвижные втулки 17, 18 находятся в крайнем нижнем положении. Кольцевой герметизирующий элемент 3 разжат, жестко связанная с его верхним краем подвижная кольцевая втулка 5 находится в крайнем нижнем положении. Подпружиненные шлипсы 7 утоплены в наклонных продольных пазах подвижной 5 и неподвижной 6 кольцевых втулок. Центральный осевой канал 2 пакера открыт. In the initial state of the packer (see Fig. 1.2, the right half), the sleeve 11 and the annular piston 13 rigidly connected to it, the annular movable sleeves 17, 18 are in the lowest position. The annular sealing element 3 is unclenched, the movable annular sleeve 5 rigidly connected with its upper edge is in the lowermost position. The spring-loaded slips 7 are recessed in the inclined longitudinal grooves of the movable 5 and fixed 6 ring bushings. The central axial channel 2 of the packer is open.

В муфту корпуса 1 пакера вворачивают удлинительный патрубок с запорным устройством, например шаровым краном. An extension pipe with a locking device, for example a ball valve, is screwed into the sleeve of the packer housing 1.

Пакер спускают в заглушенную промывочной жидкостью скважину на требуемую глубину. На крестовине колонной головки установлены превентора с плашками под удлинительный патрубок. В исходном состоянии пакера герметизирующий элемент 3 пакера имеет минимальный диаметральный габарит и свободно проходит через отверстие в крестовине. The packer is lowered into the well muffled by the flushing fluid to the required depth. A preventer with dies for an extension pipe is installed on the crosspiece of the column head. In the initial state of the packer, the sealing element 3 of the packer has a minimum diametric dimension and freely passes through the hole in the crosspiece.

После этого в центральный осевой канал 2 корпуса 1 пакера вручную опускают трубчатую штангу 25 с закрепленным на ее нижнем конце золотником срабатывания 23. Промывочная жидкость при этом обтекает золотник 23, протекая по пазу 27, выполненному на золотнике срабатывания 23. After that, the tubular rod 25 is manually lowered into the central axial channel 2 of the packer body 1 with the actuating valve 23 fixed at its lower end. The flushing fluid flows around the valve 23, flowing along the groove 27 made on the actuating valve 23.

Последний войдет в суженный канал 19 корпуса 1 пакера и остановится, коснувшись кольцевым уступом 26 уступа 20 центрального осевого канала 2 пакера. При этом паз 28 золотника срабатывания 23 станет напротив кольцевой канавки, выполненной в стенке суженного канала 19, с радиальным каналом 22, а продольный паз 32 - напротив кольцевой канавки, выполненной в стенке суженного канала 19 с радиальным каналом 21. Затем во внутреннем канале трубчатой штанги 25 создают избыточное давление, которое подается через радиальный канал 30 и паз 28 золотника срабатывания 23 в кольцевую канавку, далее - через радиальный канал 22 полого штока 12 в подпоршневую полость 16 гидроцилиндра, герметизированную снизу кольцевой крышкой 14. Под действием давления кольцевой поршень 13 переместится вверх. Слив промывочной жидкости из надпоршневой полости 15 будет происходить через радиальный канал 21 полого штока 12 в кольцевую канавку, выполненную в стенке суженного канала 19, далее - по продольному пазу 32 золотника 23 в полость центрального осевого канала 2 пакера над золотником 23. Жестко соединенная с кольцевым поршнем 13 гильза 11, кольцевые втулки 17 и 18 переместятся вверх (см. фиг.1,2 - левая половина). Кольцевой герметизирующий элемент 3 сожмется и заполнит зазор между корпусом 1 пакера и обсадной трубой 4, обеспечив таким образом герметизацию скважины. При этом верхний край кольцевого герметизирующего элемента 3 переместит жестко связанную с ним кольцевую втулку 5 вверх. Шлипсы 7, взаимодействуя с подвижной 5 и неподвижной 6 кольцевыми втулками по наклонным поверхностям их продольных пазов, выдвинутся в радиальном направлении до контакта со стенкой обсадной трубы 4. Зубчатая насечка шлипсов 7 внедряется в тело обсадной трубы 4 и шлипсы 7 заклиниваются в этом положении, фиксируя пакер в обсадной трубе 4. При перемещении гильзы 11 вверх кольцевые зубья на ее наружной поверхности взаимодействуют с ответными зубьями сухарей 9; лепестки цанги кожуха 8, на которых закреплены сухари 9, расходятся и зубья проскакивают, не допуская этого при попытке перемещения гильзы 11 вниз. Таким образом, обеспечивается фиксация герметизирующего элемента 3 в сжатом состоянии, а шлипсов 7 - в заклиненном положении. После этого трубчатую штангу 25 с золотником срабатывания 23 извлекают из корпуса пакера. The latter will enter the narrowed channel 19 of the packer body 1 and stop by touching the annular ledge 26 of the ledge 20 of the central axial channel 2 of the packer. In this case, the groove 28 of the actuator 23 will be opposite the annular groove made in the wall of the narrowed channel 19, with the radial channel 22, and the longitudinal groove 32 - opposite the annular groove made in the wall of the narrowed channel 19 with the radial channel 21. Then in the inner channel of the tubular rod 25 create excess pressure, which is supplied through the radial channel 30 and the groove 28 of the actuator 23 in the annular groove, then through the radial channel 22 of the hollow rod 12 into the piston cavity 16 of the hydraulic cylinder, sealed from below the annular cover 14. Under pressure, the annular piston 13 moves up. The flushing fluid will be drained from the supra-piston cavity 15 through the radial channel 21 of the hollow rod 12 into the annular groove made in the wall of the narrowed channel 19, then along the longitudinal groove 32 of the spool 23 into the cavity of the central axial channel 2 of the packer above the spool 23. It is rigidly connected to the annular the piston 13 of the sleeve 11, the annular bushings 17 and 18 will move up (see Fig.1,2 - the left half). The annular sealing element 3 is compressed and fills the gap between the housing 1 of the packer and the casing 4, thereby ensuring the sealing of the well. In this case, the upper edge of the annular sealing element 3 will move the annular sleeve 5 rigidly connected with it upward. Slips 7, interacting with movable 5 and fixed 6 ring bushings along the inclined surfaces of their longitudinal grooves, extend radially to contact the wall of the casing 4. The serrated notch of the slips 7 is inserted into the body of the casing 4 and the slips 7 are wedged in this position, fixing the packer in the casing 4. When moving the sleeve 11 upward, the annular teeth on its outer surface interact with the counter teeth of the crackers 9; the petals of the collet of the casing 8, on which the crackers 9 are fixed, diverge and the teeth slip, avoiding this when trying to move the sleeve 11 down. Thus, the locking of the sealing element 3 is ensured in a compressed state, and the slips 7 in the jammed position. After that, the tubular rod 25 with the actuating valve 23 is removed from the packer body.

Так осуществляется фиксация пакера в скважине в загерметизированном состоянии. Thus, the packer is fixed in the well in a sealed state.

По окончании работ на устье скважины в случае отсутствия в ней давления пакер снимают следующим образом. At the end of work at the wellhead in the absence of pressure in it, the packer is removed as follows.

В центральный осевой канал 2 корпуса 1 пакера вручную опускают трубчатую штангу 25 с закрепленным на ее нижнем конце золотником расфиксации 24. Промывочная жидкость при этом обтекает золотник 24, протекая по пазу 27, выполненному на золотнике расфиксации 24. Последний войдет в суженный канал 19 корпуса 1 пакера и остановится, коснувшись своим кольцевым уступом 26 уступа 20 центрального осевого канала 2 пакера. The tubular rod 25 is manually lowered into the central axial channel 2 of the packer body 1 with the release valve 24 fixed to its lower end. The flushing fluid flows around the valve 24, flowing along the groove 27 made on the release valve 24. The latter will enter the narrowed channel 19 of the housing 1 the packer and stops by touching its ring ledge 26 ledge 20 of the Central axial channel 2 of the packer.

При этом паз 29 золотника расфиксации станет напротив кольцевой канавки, выполненной в стенке суженного канала 19, с радиальным каналом 21. In this case, the groove 29 of the release valve will be opposite the annular groove made in the wall of the narrowed channel 19, with a radial channel 21.

Затем во внутреннем канале трубчатой штанги 25 создают избыточное давление, которое подается через радиальный канал 31 и паз 29 золотника расфиксации 24 в кольцевую канавку, далее - через радиальный канал 21 полого штока 12 в надпоршневую полость 15 гидроцилиндра гидравлического привода пакера. Под действием давления кольцевой поршень 13 и жестко соединенная с ним гильза 11 стремятся переместиться вниз, но их держат сухари 9, чьи зубья вошли в зацепление с ответными кольцевыми зубьями на наружной поверхности гильзы 11. По достижении определенного давления усилие смещения сухарей 9 вниз достигает величины, при которой происходит срезание штифтов 10, посредством которых зубчатые сухари 9 закреплены на внутренней поверхности лепестков цанги разрезного кожуха 8. Гильза 11 со сцепленными с ней зубчатыми сухарями 9 переместится вниз в исходное положение (см. фиг.3, правая половина). Слив промывочной жидкости из подпоршневой полости 16 будет происходить через радиальный канал 22 полого штока в полость суженного канала 19 корпуса 1 пакера под золотником 24. При перемещении вниз гильза 11 потянет за собой кольцевые втулки 17 и 18 и нижний край кольцевого герметизирующего элемента 3. Под действием внутренних упругих сил последний разожмется и примет исходные размеры. Then, in the internal channel of the tubular rod 25, excessive pressure is created, which is supplied through the radial channel 31 and the groove 29 of the release valve 24 into the annular groove, then through the radial channel 21 of the hollow rod 12 into the over-piston cavity 15 of the hydraulic cylinder of the packer hydraulic drive. Under the action of pressure, the annular piston 13 and the sleeve 11 rigidly connected to it tend to move downward, but they are held by crackers 9, whose teeth mesh with the reciprocal ring teeth on the outer surface of the sleeve 11. Upon reaching a certain pressure, the force to shift the crackers 9 down reaches at which the pins 10 are cut, by means of which the toothed crackers 9 are fixed on the inner surface of the petals of the collet of the split casing 8. The sleeve 11 with the toothed crackers 9 connected to it will move downstream Noe position (see FIG. 3, right half). The flushing fluid will be drained from the piston cavity 16 through the radial channel 22 of the hollow rod into the cavity of the narrowed channel 19 of the packer body 1 under the spool 24. When moving downward, the sleeve 11 will pull the ring bushings 17 and 18 and the lower edge of the annular sealing element 3. The action of internal elastic forces, the latter will unclench and take on its original dimensions.

При этом верхний край кольцевого герметизирующего элемента 3 потянет кольцевую втулку 5 вниз. При перемещении последней вниз подпружиненные шлипсы 7 расклинятся и отойдут от стенки обсадной трубы 4. Таким образом, пакер расфиксируется и освобождается для извлечения из скважины. После этого трубчатую штангу 25 с золотником расфиксации 24 извлекают из корпуса 1 пакера. In this case, the upper edge of the annular sealing element 3 will pull the annular sleeve 5 down. When the latter moves downward, the spring-loaded slips 7 are wedged and move away from the wall of the casing 4. Thus, the packer is released and released for removal from the well. After that, the tubular rod 25 with the spool release 24 is removed from the housing 1 of the packer.

Так осуществляется расфиксация и разгерметизация пакера. Если во время работ на скважине с установленным пакером появилось давление, запорное устройство, закрепленное на удлинительном патрубке, закрывают. Под действием скважинного давления шлипсы 7 дополнительно заклиниваются между подвижной кольцевой втулкой 5 и стенкой обсадной трубы 4, что препятствует перемещению пакера вверх. This is how the packer is unlocked and depressurized. If during work in the well with the packer installed, pressure has appeared, the shut-off device mounted on the extension pipe is closed. Under the action of borehole pressure, the slips 7 are additionally wedged between the movable annular sleeve 5 and the wall of the casing 4, which prevents the packer from moving upward.

В случае, если давление в скважине закачкой промывочной жидкости снизить не удается, возникает необходимость снятия пакера под давлением с целью последующего спуска насосно-компрессорных труб в скважину под давлением и осуществления промывки скважины. If it is not possible to reduce the pressure in the well by pumping the flushing fluid, it becomes necessary to remove the packer under pressure with the aim of lowering the tubing into the well under pressure and flushing the well.

Для этого на устье дополнительно устанавливают превентор с удлинительной катушкой, образующие шлюзовую камеру. Затем на устье устанавливают герметизирующую головку, уплотняющую удлинительный патрубок по наружной поверхности. Далее на устье скважины устанавливают домкратный блок для спуска труб в скважину под давлением. Удерживая удлинительный патрубок от выталкивания домкратным блоком, пакер снимают следующим образом. For this, a preventer with an extension coil forming an airlock is additionally installed at the mouth. Then, a sealing head is installed on the mouth, sealing the extension pipe on the outer surface. Next, at the wellhead, a jack block is installed to lower the pipes into the well under pressure. Holding the extension pipe from being pushed out with a jack block, the packer is removed as follows.

Через лубрикатор в удлинительный патрубок опускают сбрасываемый золотник 33. Затем во внутреннем канале удлинительного патрубка создают избыточное давление и прокачивают сбрасываемый золотник 33 вниз. A drop valve 33 is lowered through the lubricator into the extension pipe. Then, excess pressure is created in the internal channel of the extension pipe and the discharge valve 33 is pumped down.

Последний войдет в суженный канал 19 корпуса 1 пакера и остановится, коснувшись стопорным кольцом 34 уступа 20 центрального осевого канала 2 пакера. При этом продольный паз 37 сбрасываемого золотника 33 станет напротив кольцевой канавки с радиальным каналом 21. Давление, создаваемое в полости удлинительного патрубка, подается через пазы 36 стопорного кольца 34, по продольному пазу 37 золотника 33, далее - в кольцевую канавку, выполненную в стенке суженного канала 12, и через радиальный канал 21 полого штока в надпоршневую полость 15 гидроцилиндра гидравлического привода пакера. По достижении определенного давления произойдет срезание штифтов 10 и пакер расфиксируется и разгерметизируется описанным выше образом, освобождаясь для извлечения из скважины. The latter will enter the narrowed channel 19 of the packer body 1 and stop by touching the retaining ring 34 of the step 20 of the central axial channel 2 of the packer. In this case, the longitudinal groove 37 of the discharged spool 33 will be opposite the annular groove with the radial channel 21. The pressure generated in the cavity of the extension pipe is supplied through the grooves 36 of the retaining ring 34, along the longitudinal groove 37 of the spool 33, then into the annular groove made in the narrowed wall channel 12, and through the radial channel 21 of the hollow rod into the over-piston cavity 15 of the hydraulic cylinder of the hydraulic drive of the packer. Upon reaching a certain pressure, the pins 10 will be cut off and the packer will be released and depressurized in the manner described above, freed up for extraction from the well.

Затем пакер поднимают в шлюзовую камеру. После закрытия нижнего превентора с глухими плашками сбрасывают давление в шлюзовой камере и извлекают пакер. Then the packer is lifted into the lock chamber. After closing the lower preventer with blank dies, the pressure in the lock chamber is relieved and the packer is removed.

В случае, если необходимо иметь сообщение с полостью центрального осевого канала 2 пакера ниже сбрасываемого золотника 33 после расфиксации пакера под давлением (если к пакеру, например, снизу была подвешена колонна насосно-компрессорных труб), в удлинительном патрубке создают еще более высокое давление, чем при срезании штифтов 10. If it is necessary to have a message with the cavity of the central axial channel 2 of the packer below the discharge valve 33 after the packer has been fixed under pressure (if, for example, a tubing string was suspended from the packer below), an even higher pressure is created in the extension pipe than when cutting pins 10.

При этом произойдет срезание штифтов 35, посредством которых на сбрасываемом золотнике 33 закреплено стопорное кольцо 34. Золотник 33 переместится вниз по суженному каналу 19, попадет в расширительную камеру 38 и упадет на улавливающую решетку 39. Таким образом произойдет открытие центрального осевого канала 2 пакера. In this case, the pins 35 will be cut off, by means of which a snap ring 34 is fixed on the spool 33. The spool 33 will move down the narrowed channel 19, enter the expansion chamber 38 and fall onto the catch grate 39. Thus, the central axial channel 2 of the packer will open.

Claims

A packer comprising a cylindrical housing with a central axial channel, a compressible sealing element located on the housing, packer fixation elements in the pipe and a hydraulic drive, characterized in that the packer housing is equipped with a split casing, which is made in the form of a collet, the device is equipped with toothed crackers, which are secured by shear with pins on the inner surface of the petals of the split casing, the hydraulic drive is equipped with a sleeve that is rigidly connected to the annular piston, on the outer surface of the sleeve on the serrated notch, the serrated crackers are installed with the possibility of interaction with the sleeve along their associated serrated notches with the formation of a ratchet mechanism for fixing the sealing element in the compressed state and the elements for fixing the packer in the pipe in the working position, the over-piston and under-piston cavities are communicated with the central axial channel by radial channels, which made in the packer body, the packer is equipped with a valve for its operation and a valve for its release, each of which is mounted on a tubular rod and is made in de piston, on the outer surface of the spools a groove is made that communicates with the inner channel of the tubular rod by means of a radial channel made in the spool housing, when each of the spools is installed in the central axial channel of the packer housing, the groove of the spool valve communicates with the piston cavity of the hydraulic drive, and the groove of the spool release - with a piston cavity of the hydraulic drive by means of radial channels made in the packer body, the packer is equipped with a triggered spool for Ia cavity central axial channel of the packer body cavity above the piston with the spool, the spool is provided with a resettable locking ring attached to the packer body via shear pins.