ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Механический пакер содержит ствол 1 с автономными фигурными пазами 2 на наружной поверхности, имеющими прямые продольные, короткий транспортный 3 и длинный рабочий 4 участки. Со стволом 1 жестко связана опора 5, под которой расположены нажимной уплотнительный элемент 6 и конус 7. Конус 7 установлен с возможностью осевого перемещения относительно ствола 1. На стволе 1 с возможностью осевого перемещения установлена обойма 8. На обойме 8 равномерно по ее окружности размещены шлипсы 9, поджимаемые в радиальном направлении относительно обоймы 8 пружиной 10 и в средней части удерживаемые ограничители 11. Нижняя часть шлипсов 9 выполнена в виде заходного направляющего кулачка 12. Кольцо 13 выполнено разъемным и установлено в нижней части обоймы 8с возможностью радиального вращения относительно последней (8), но жестко связанное с ней (8) в осевом направлении. На внутренней поверхности кольца 13 выполнена канавка 14 прямоугольного профиля, а на наружной поверхности обоймы 8, в виде отдельных секторов, выполнены буртики 15 прямоугольного профиля. Буртики 15 с канавкой 14 образуют пару скольжения и дополнительно играют роль очистки канавки 14 от шлама. Во внутренней части кольца 13 вдоль одной оси, перпендикулярно оси пакера, жестко, по посадке с натягом, установлены два диаметрально противоположных направляющих штифта 16. Для обеспечения перехода штифтов 16 из коротких транспортных 3 в длинные рабочие 4 участки и наоборот на стволе 1 выполнены наклонные участки 17, 18, 19, 20 и прямые участки 21 и 22. Короткие транспортные участки 3 переходят в наклонные 17, которые примыкают к прямым участкам 21 под острым углом. Прямые участки 21 переходят в наклонные 18, которые в свою очередь примыкают к длинным рабочим участкам 4 под острым углом. Длинные рабочие участки 4 переходят в наклонные участки 19, которые затем примыкают к прямым участкам 22 под острым углом. Прямые участки 22 переходят к наклонным участкам 20, которые примыкают к коротким транспортным участкам 3 под острым углом. В торце кольца 13 выполнена выемка 23 для фиксации заходных направляющих кулачков 12. Передний угол буртиков 15 равен 10 ^о.

Механический пакер работает следующим образом.

Перед началом работ на скважинах ППД пакер находится в вертикальном положении (фиг.1), при этом направляющие штифты 16 за счет собственного веса обоймы 8 занимают начальное положение в точках «А» (фиг.4).

Пакер спускают на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважину. Направляющие штифты 16 находятся в точках «А» короткого транспортного участка 3.

При спуске к зоне пакерования в контакте со стенкой колонны находятся заходные направляющие кулачки 12 шлипсов 9, а верхние части, содержащие зубья, прижаты к стволу 1 пакера, образуя гарантированный зазор со стенкой колонны, который обеспечивает исключение контакта и износа зубьев шлипсов 9. При достижении заданной глубины пакерования производят подъем инструмента на 0,7 м. При этом обойма 8 со шлипсами 9 перемещается вниз вдоль оси ствола пакера за счет движения направляющих штифтов 16 по коротким транспортным участкам 3 и наклонным участкам 17 фигурных пазов 2 в точки «В». Причем за счет силы трения направляющих кулачков 12 о стенки скважины обойма 8 остается неподвижной, а радиальное движение совершает кольцо 13, проходя буртиками 15 по канавке 14. Дополнительно буртики 15 за счет выполнения переднего угла равным 10 ^о при прохождении по канавке 14 очищают ее от набившегося шлама, который может привести к заклиниванию деталей. Спуск колонны продолжают. При этом направляющие штифты 16 из точек «В» фигурных пазов 2 перемещаются по прямым участкам 21, затем наклонным участкам 18 и попадают в длинные рабочие участки 4 фигурных пазов 2 в точки «С» (рабочее положение).

Радиальное движение берет на себя кольцо 13 (при прохождении направляющих штифтов 16 по наклонным участкам 18).

Шлипсы 9 входят в контакт с конусом 7, воздвигаясь от центра к стенкам скважины, и прижимаются к внутренней поверхности стенки колонны, что обеспечивает установку пакера в рабочее положение. Нижняя часть заходных направляющих кулачков 12 погружается в выемки 23 кольца 13. Верхняя часть шлипсов 9, содержащая зубья, входит в зацепление с колонной труб. Приложенная к пакеру нагрузка в 16 тонн отвеса инструмента через опору 5 и конус 7 передается нажимному уплотнительному элементу 6. Он деформируется и герметизирует межтрубное пространство скважины.

Для перемещения инструмента вверх или вниз по стволу скважины производят его движение вверх на 0,7 м. Направляющие штифты 16 перемещаются вниз в точке «Д» по длинным рабочим участкам 4 и наклонным участкам 19 фигурного паза 2. При прохождении направляющих штифтов 16 по наклонному участку 19 кольцо 13 совершает радиальный поворот. Во время перемещения направляющих штифтов 16 по длинным рабочим участкам 4 нажимной уплотнительный элемент 6 восстанавливает свою форму, конус 7 освобождает шлипсы 9. Для перемещения пакера вниз по стволу скважины направляющие штифты 16 из точек «Д», пройдя прямые 22 и наклонные 20 участки, попадают в точки «А» коротких транспортных участков 3. Пакер переведен в транспортное положение для перемещения вниз. Перемещение пакера вверх по стволу скважины производят тогда, когда направляющие штифты 16 находятся в точках «Д».