1.2 Пакерлердің классификациясы

Пакерлерді ұңғымаларда орнату әдісіне, тығыздағыш элементті деформациялау тәсіліне, пакер қабылдайтын қысымның төмендеуіне, пакерді ұңғымаларға түсіру әдістеріне байланысты пакерлер конструкциясын келесі топтарға ажыратуға болады: Ұңғымаларда орнату әдісі бойынша пакерлер тіректері бар соймалы пакерлер және тіректері жоқ немесе «ілінбелі» деп аталатын соймалы пакерлер болып бөлінеді.

Тіректері бар соймалы пакерлердің ерекшелігі сол – пакер мен сойма арасындағы ұзындықта құбырлардан тұратын құйыршықты тіректер қажет етіледі. Осы түрдегі пакерлердің артықшылығына – конструкциясының қарапайымдылығы мен сенімділігі жатады, ал кемшілігіне – құйыршықты дайындауға қатысты қосымша құбырлардың қажет етілуі жатады. Әрі пакер астында құмды жинақтамалар түзілетін болса, құйыршық пакерлер ұңғымада тұрып қалуы мүмкін.

Тіректері жоқ соймалы пакерлердің ерекшелігі сол – олар ұңғымалардың тереңдігіне қарамастан және құйыршықсыз шегендеуіш саптың кез келген орындарында орнатыла береді. Осы пакерлер үшін құмды жинақтамалар да әсер етпейді.

Тығыздағыш элементтерді деформациялау және шегендеуіш сапты оқшаулау әдісі бойынша пакерлер механикалық және гидравликалық болып ажыратылады. Механикалық пакерлерге – тығыздағыш элементіне құбырдың салмағы әсер ететін кезде деформацияға ұшырайтын барлық пакерлер жатады. Осы пакерлердің артықшылығына – конструкциясының қараайымдылығы және жұмыс жасаудағы жоғарғы сенімділігі жатады, кемшідлігі – құбыр салмағымен оларды міндетті түрде жүктеп отыру қажет, ал мұны іске асыру үлкен емес тереңдіктерде мүмкінге соқпайды.

Гидравликалық пакерлерге – резеңкелі элементтері жоғарғы және төменгі бөлігінде қысымның түсуі есебінен деформацияланып, құбырды оқшаулайтын пакерлердің барлығы жатқызылады. Пакердің осы түрінің басты артықшылығы – 500 ат және одан да жоғары қысым түсуін қабылдау қабілеттілігінің болуы. Осы пакерлердің кемшілігіне – салыстырмалы түрдегі конструкциясының күрделілігі жатады.

Ұңғымаларға түсіру әдісі бойынша пакерлерді – құбырлар арқылы ұңғымаға түсірілетін және тасталынатын пакерлер деп жіктейді. Бірінші топтағы пакерлер ұңғымаға құбырдың саптары арқылы түсіріледі. Екінші топтың пакерлері – тартальды арқанға бекітілген жүк штангісі арқылы ұңғымаға итере отырып тасталынады.

Пакерлердің қабылдап, сенімді оқшаулауды қамтамасыз ете алатын қысым түсіру мәндеріне байланысты олар екі түрге ажыратылады: 300 ат мәндеріне дейінгі қысымды қабылдайтын – яғни орташа қысымдағы пакерлер, және 30МПа мәндерінен жоғарғы қысымды қабылдайиын – жоғарғы қысымдағы пакерлер.

Қандай да бір пакер түрін таңдау – оны қандай мақсатта қолдануына тікелей байланысты болады, мәселен, қаяртысты гидроүзу немесе ұңғымаларды эксплуатациялау және т.с.с. Сонымен бірге, ұңғыманың нақты жағдайына да – яғни қисықтығына, түсірілім тереңдігіне және күтілетін қысымға байланысты болмақ.

1.3 Қабатты гидравликалық жаруға арналған пакерлер

Мұндай пакерлердің мақсаты – ұңғыманың соймалы аумағын оқшаулау (герметизация) және қабатты гидравликалық жару кезінде пакер астынғы бөлікте сұйықтықтың жоғарғы қысымын жасау кезіндегі ұңғы зақымдалуының алдын алу үшін пакер мен ұңғыманың басы арасында орналасқан шегендеуіш саптың ұңғысынан оны бөліп алу болып табылады.

ҚР және шетелдерде шегендеуіш сапты оқшаулау үшін әр алуан түрдегі пакерлер қолданылады, олар екі топқа жіктеледі: оның бірінші тобына – құйыршықты тіректер жағдайында соймалы пакерлерде орнатылған құбыр сабының салмағы есебінен тығыздағыш элементтерді деформациялау кезінде жүзеге асырылады.

Төменде тіректері бар соймалы пакерлердің бірнеше конструкциясының сипаттамалары келтіріледі. ПМ типіндегі штангісіз сорғы бойынша ОКБ пакерлері (1 сурет)

– шток 5 және тіректі сақинамен 2 бұранда бойынша байланысқан бастан 1 тұрады. Бастың жоғарғы бөлігінде – якорды жалғастыруға арналған бұрғылау құбырларының сол жақтық бұрандалары орналасады. Бастың конфигурациясы және олардың өлшемдерін таңдау кезінде – сыртқы цилиндрлік мойында 2 ½ немесе 3^// үшін сорғылы компрессорлы құбырдың элеваторы біршама саңылау түрінде орналасуы қарастырылған. Штокқа екі резеңкелі манжеттер 3 кидіріледі, олардың араларында аралық сақиналар 4 бекітіледі. Төменгі манжеттер – конусты сақиналары 6 бұратылған негізге 7 жанасып тұрады. Бұрандада негіз түрінде – пакердің артқы тіректерін жалғауға арналған ауыстырғышы 10 бар кожух 9 жалғанады. 2,4, және 6 сақиналары дюралюминиден дайындалады, себебі ол – оның ұңғымада тұрып қалу жағдайына пакердің фрезермен бұрғылануын және оны ұңғымадан алып шығуын жеңілдетеді.

Ұңғымадағы пакердің орналасуы және шегендеуіш саптың оқшаулануы 2-суретте бейнеленген, әрі келесідей жолмен іске асырылады: пакер 4 сорғылы компрессорлы немесе бұрғылы құбырлар 2 көмегімен ұңғыма соймасындағы құйыршықтың тіректеріне 5дейін түсіріледі. Құбырлар саптарының салмағы әсерінен пакердің басы штокпен бірге төменге қарай қозғалады, осындай жағдайларда шток негіздің ішінде жылжиды, ал кожухы бар негіз өз орнында қозғалыссыз қала береді, себебі пакердің ауыстырғышымен жалғасқан құйыршық ұңғыманың соймасымен жанасқан түрде болады. Сығылмалы резеңкелі манжеттер 3 деформацияға ұшырап, пакер түсірілген шегендеуіш сап қабырғасы мен құбырлы саптың арасындағы сақиналы кеңістікті оқшаулайды. Ұңғыма басын оқшаулау орам 1 немесе (2- сурет) бастамалық бастың көмегімен жүргізіледі, себебі оларға сорғылы агрегаттар жалғасады. 3 тұрғысы бойынша пакер ілмегінің қозғалуына немесе гидрожару сұйықтық қысымынан пакердің жоғары қарай жылжуына кедергі болатын плашкілі якорь бейнеленген.

Пакерді шығару кезінде штокы бар бастар негіздерден ажырап кетпесі үшін – штоктың төменгі ұштарында муфта 8 бұрандалған. ПМ типіндегі пакерлер 300 кГ/см² дейінгі қысымның төмендеуіне есептелген. Штангісіз сорғы бойынша ОКБ – 6 және 8^// қатысты шегендеуіш сабы болатын ПМ типіндегі пакерлер конструкциясын жасап шығарды.

Штангісіз сорғы бойынша ОКБ- тіректері бар соймалы пакерлердің бірінші нұсқасы ретінде ОПМ пакерлерінің конструкциясын жасады, оның бір тығыздағыш резеңкелі манжеті бар еді.

Еліміздің әртүрлі мұнайлы аудандарында жүргізілген салалық сынақтар нәтижесі көрсеткендей, бір ұзын резеңкелі манжеті бар ОПМ типіндегі пакерлердің қаяршықтарын гидроүзуден кейін – жер бетіне шығару біршама қиындықтармен іске асырылады, мұның себебі шегендеуіш саптың қабырғалары мен пакердің металдық бөлшектері арасындағы сақиналы кеңістікке гидрожару сұйықтығы қысымының әсерінен манжет резеңкесінің бітелуі орын алған еді.

Сонымен қатар, ОКБ зертханаларында жүргізілген стендтік сынақтар бойынша ұзынцилиндр түрінде жасалған резеңкелі манжеті болатын пакерлер 300 ат қысым кезінде оқшаулы емес жағдайға өтеді, ал манжеттерді алдын ала сығуға қатысты күштемелер айтарлықтай мәндерге ие болады.

Осы себептерге байланысты ПМ пакерлерінің конструкциясындағы бір ұзын манжет екі қысқа манжеттерге ауыстырылды.

ПМ6^// және ПМ8^// пакерлері – ішкі диаметрлері сәйкесінше 148- 254 және 197- 203 мм құрайтын 168-218 мм –лік шегендеуіш саптарға түсірілу үшін арналған. Аталған мұндай пакерлерді қолдану кезінде ұңғымадағы шегендеуіш саптарының диаметрлері 148 және 197мм-лік пакерлердің дюралюминилік сақиналары мен резеңкелі манжеттерін сәйкесінше, 136 және 187мм-ге дейін қайрау керек.