1.2 Конструкция якоря япг -168 - 50

Якорь предназначен для восприятия осевого усилия, возникающего при нагнетании в скважину жидкости под давлением при производстве гидравли­ческого разрыва нефтяного пласта и других работах. Якорь дублирует работу платкового (шлипсевого) захвата и повышает надежность осевого закрепле­ния пакера. Якорь ЯПГ - 168 - 50 - платковый гидравлический, спускается в об­садную колонну с условным диаметром 168 мм, рассчитан на перепад давле­ний 50 МПа.

Якорь состоит из корпуса 1, в сквозных отверстиях кото­рого помещены поршни 2, уплотненные в корпусе резиновыми кольцами 3 и имеющие рифленую наружную поверхность (головку) с острыми насечками

4.Поршни от выпадения удерживаются утопленными планками (шпонками)

5, которые в свою очередь прихватываются винтами 6 к корпусу. От выпаде­ния во внутрь поршни удерживаются буртом корпуса, на которого упираются увеличенные по диаметру рифленые головки.

Рисунок 1.2 Якорь ЯПГ-168-50

Принцип работы якоря Якорь платковый гидравлического типа применяется только в сборе с паке- ром. После спуска оборудования на необ­ходимую глубину для сжатия уплотните­лей пакера и упора их в стенку, как из­вестно, подается под давлением жидкость. Давление жидкости через поршни, разме­щенные в корпусе, одновременно переда­ется и на плашки. Плашки, перемещаясь до соприкосновения с внутренней стенкой обсадной колонны, при дальнейшем уве­личении давления своими насечками вре­заются в обсадную колонну и удерживают всю систему от перемещения в осевом на­правлении.

Разборка якоря начинается с отсо­единения от корпуса присоединительных патрубков, после чего снимаются утоп­ленные планки, предварительно отвернув винты, удерживающие плашки. Затем вы­нимаются плашки. Сборка якоря производится в обратном порядке Рисунок 1.2 - Якорь гидравлический ЯПГ-168-50

1.3 Расчетная часть лабораторной работы

Пример представления исходных данных для расчетов и результаты расчетов приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

1. Рассчитать нагрузку, необходимую для предотвращения срыва пакера от действия перепада давления жидкости.

где Qi - нагрузка от сжатой части колонны НКТ длиной l₁,

D_BH - внутренний диаметр обсадной колонны;

Ар - перепад давления жидкости на концах уплотнителя;

к - коэффициент устойчивости пакеровки;

а - угол конусности конуса пакера;

р - угол трения;

f - коэффициент сцепления шлипсов с обсадной колонной.

Рассчитать нагрузку, достаточную для деформации уплотнительных элементов пакера и обеспечения герметизации кольцевого пространства.

Таблица 1.2 - Исходные и расчетные данные для расчета Q₁

Параметры	Значение
DBH- внутренний диаметр обсадной колонны, мм	7598,7
Dр - перепад давления у пакера, МПа	10,0
k - коэффициент устойчивости пакеровки	1,1
α- угол конусности конуса пакера, градус	18
β - угол трения, градус	6
f - коэффициент сцепления шлипсов с обсадной колонной	0,82
Q1 - осевая сила, кН
l - длина нижней части колонны НКТ, участвующая в де­формации уплотнительных элементов пакера	рассчитать

Рассчитать силу сцепления плашек якоря с обсадной колонной F

где Dp - перепад давления жидкости на плашки якоря;

S - площадь контакта одной плашки с обсадной колонной;

f_c - коэффициент сцепления плашек с обсадной колонной; п - количество плашек.

Рассчитать силу сцепления шлипсов захватного устройства пакера с обсадной колонной F

где Q - нагрузка, рассчитанная по формуле (1.2);

S- площадь контакта одной плашки с обсадной колонной;

f_c - коэффициент сцепления плашек с обсадной колонной; и - количество шлипсов в пакере.

Рассчитать силу трения резиновых уплотнительных элементов после деформации

где Dр - перепад давления жидкости на концах уплотнительных элементов;

S - площадь контакта одного уплотнительного элемента с обсадной колон­ной; - коэффициент трения резиновых уплотнительных элементов с обсад­ной колонной; п - количество резиновых уплотнительных элементов

К онтрольные вопросы

1. Пакер предназначен для изоляции интервалов, выше- и нижележащих от пакера, по затрубному пространству.

область применения:

- для проведения ГРП;

-для проведения опрессовки обсадной колонны и поиска негерметичности;

-для кислотной обработки под давлением и других технологических операций. Классификация пакеров:

Пакеры выпускаются следующих типов:

ПВ - перепад давления направлен вверх;

ПН - перепад давления направлен вниз;

ПД - перепад давления направлен вниз и вверх.

По принципу действия пакеры могут быть:

механические М,

гидравлические Г

гидромеханические ГМ.

По способу установки в скважину пакеры делятся на устанавливаемые на трубах или на канате.Пакеры могут быть извлекаемые и неизвлекаемые. Последние еще называют разбуриваемыми.По количеству проходных каналов пакеры могут быть одно- и двухствольными. Первые предназначены для работы с одной колонной труб, вторые — с двумя. Двухствольные пакеры могут быть с параллельным и концентричным расположением стволов.

2. Применение пакеров необходимо при:

-поиска мест негерметичности э/колонн;

- поинтервальных обработок призабойных зон, кислотных гидроразрывов пластов и других операций;

- закачки тампонажных материалов в заданные интервалы э/колонны для восстановления ее герметичности, ликвидации заколонных перетоков и ограничения водопритока из обводнившихся частей продуктивных пластов.

- гидравлической установки заколонных устройств и других операций при креплении скважин.

3. Основным признаком является уплотнительный элемент: у механического пакера он расширяется под действием осевой нагрузки создаваемой весом колонны;

у гидравлического обсадная колонна герметизируется при деформации гидр. манжеты от действия жидкости гидроразрыва;

у надувного пакера уплотнительный элемент расширяется под действием внутреннего избыточного давления.

Выводы:

На лабораторной работе мы изучили конструкции механического пакера и овладе­ли методикой подбора пакера в соответствии с условиями работы;

Проверили соответствия размеров уплотнительного элемента к эксплуа­тационным условиям в скважине;

Вычислили выталкивающую силу пакера от перепада давления жидко­сти (газа);

Вычислили нагрузки, необходимые для устойчивой посадки пакера на стенку скважины;

Вычислили нагрузки, необходимые для обеспечения уплотнения меж­трубного пространства.

Цель :

Овладение методикой подбора пакера для конкретных условий работы на основе его функциональных возможностей.

Задача лабораторной работы заключается:

• в изучении конструкции и проведения действий спуска в скважину, по­садки, деформирования уплотнительных элементов и съема с места по­садки;

• в измерениях конструктивных размеров элементов пакера (откидного клапана, разгрузочного клапана, перепускного отверстия, пружины), обеспечивающих нормальное функционирование клапана - отсекателя. Расчетная часть:

• проверку соответствия размеров уплотнительного элемента к внутрен­нему диаметру эксплуатационной колонны;

• определение нагрузки, необходимой для открытия разгрузочного и та­рельчатого откидного клапанов.

По программе на эту работу отводится 2 часа.