Вопрос 6.7. Эксплуатационные пакеры

Пакеры применяют для разобщения пластов и изоляции эксплуа­тационной колонны труб от воздействия среды в процессе эксплуата­ции нефтяных, газовых, газоконденсатных и нагнетательных скважин, а также для проведения в них ремонтно-профилактических работ.

Пакеры используют для проведения технологических операций по гидроразрыву, кислотной и термической обработке пласта, для выполнения изоляционных работ, гидропескоструйной перфорации, установки проволочных фильтров и клапанов-отсекателей, очистки забоев скважин, газлифтной эксплуатации и др. Их спускают в сква­жину на колонне подъемных труб.

Различают пакера следующих типов:

ПВ - пакер, воспринимающий усилие от перепада давления, на­ правленного вверх;

ПН - то же, направленного вниз;

ПД - то же, направленного как вниз, так и вверх.

Условное обозначение пакеров включает: буквенную часть, состо­ящую из обозначения, типа пакера (ПВ, ПН, ПД), способа посадки и освобождения пакера (Г, М, ГМ) и наличия якорного устройства (буква Я); первая цифра после обозначения типа пакера - число прохо­дов, цифра перед буквами - номер модели; первое число после букв -

-375-

н аружный диаметр пакера (в мм), второе число - рабочее давление (максимальный перепад давлений, воспринимаемый пакером); после­дние буква и цифра в обозначении -сероводородостойкое исполнение.

Пакер типа ПН-ЯМ предназначен для разобщения пространств эксплу­атационной колонны нефтяных и га­зовых скважин и защиты ее от воздей­ствия пласта, состоит из уплотнительного устройства, плашечного ме­ханизма и фиксатора типа байонетно-го замка (рис. 6.35). На ствол пакера свободно насажены конус и уплотнительные манжеты. Плашки входят в пазы плашкодержателя и в пакерах с наружным диаметром 118 и 136 мм (см. рис. 6.35, б) прижимаются к ко­нусу за счет усилия пружин плашко­держателя. В остальных пакерах (см. рис. 6.35, а) плашкодержатель фикси­руется со стволом и цилиндром зах­ватами. Корпус фонаря соединен с замком, имеющим фигурный паз, в котором может перемещаться па­лец, связанный со стволом. Посадка пакера проводится путем приподъема труб на величину, необходимую для создания на пакер расчетной осе­вой нагрузки, поворота его на 1.5...2 оборота вправо и затем спуска труб вниз. Благодаря трению башмаков о стенку эксплуатационной колонны обеспечивается неподвижность кор­пуса фонаря и плашек. Палец при по­вороте скользит по фигурному пазу и опускается вниз совместно со стволом.

В пакере (см. рис. 6.35, б) при дви­жении ствола конус раздвигает плаш­ки и последние заякориваются на стенке эксплуатационной колонны. В пакере (см. рис. 6.35, а) ствол совме-

-376-

стно с головкой, упором, манжетами, конусом, плашками и плашкодержателем, опускаясь, доходит до упора в ци­линдр.

При этом захваты заходят в паз а, ос­вобождая ствол, а конус раздвигает плашки в радиальном направлении и заякоривает их. Сжатие манжет и гер­метизация пакером разобщаемых про­странств происходит при дальнейшем опускании ствола пакера за счет массы колонны подъемных труб. Пакер извле­кается из скважины в результате подъе­ма труб. При этом освобождаются ман­жеты, а ствол своим буртом вытягивает конус из-под плашек, которые освобож­даются и одновременно приводят кор­пус плашек с захватами в исходное по­ложение. При подъеме труб и повороте их влево на 1Д..2 оборота палец на ство­ле автоматически входит в фигурный паз замка, благодаря чему пакер может быть посажен повторно без извлечения из скважины.

Пакер ПН-ЯГМ (рис. 6.36) предназ­начен для разобщения пространств эк­сплуатационных колонн нефтяных и газовых глубоких вертикальных и на­клонных скважин, состоит из уплотня­ющего, заякоривающего, клапанного устройств и гидропривода. Для посад­ки пакера в подъемные трубы сбрасы­вается шарик и создается давление. Жидкость через отверстие а в стволе попадает под поршень. При давлении 10 МПа поршень толкает плашкодержа-тель, срезает винты, плашки надвигают­ся на конус и, упираясь в стенку эксп­луатационной колонны, создают упор для сжатия уплотнительных манжет. Под действием массы труб плашки вне­дряются в стенку эксплуатационной колонны, обеспечивая заякоривание

-377-

и герметичность разобщения. Проходное отверстие пакера открыва­ется при увеличении давления до 21 МПа. При этом срезаются вин­ты, и седло с шариком выпадает. Пакер извлекается в результате подъема колонны труб. При снятии осевой нагрузки освобождаются манжеты и, ствол, двигаясь вверх тянет за собой конус, который ос­вобождает плашки.

Пакер механический ПВМ применяют для уплотнения колонны насосно-компрессорных и бурильных труб в обсадной колон­не скважины при проведении технологичес­ких операций по воздействию на призабойную зону. Пакер (рис. 6.37) состоит из ство­ла 3, шлипсодержателя 9, в радиальных па­зах которого установлены шлипсы 8 с пру­жинами 11. Шлипсы удерживаются ограни­чителем 10 и крышкой 12. К шлипсодержа-телю крышка прикреплена болтами 14, в нее ввинчен фиксатор 13, входящий в направля­ющий паз на стволе. На ствол надеты конус 7, уплотнительная манжета 6, шайба 5, за­щитная манжета 4 и навинчена головка 1 с опорой 2. Защитная манжета пакера коро­че уплотнительной манжеты и имеет более высокую твердость. Нижняя резьба ствола защищена предохранительным кольцом 15. В скважину, предварительно проверен­ную и очищенную скребком, спускают на колонне труб пакер, при этом фиксатор удер­живает шлипсодержатель в крайнем нижнем положении относительно ствола. При пово­роте колонны труб по часовой стрелке (2...3 оборота) фиксатор выходит в длинную про­резь паза на стволе, освобождая шлипсодер­жатель. При опускании колонны труб шлип­сы под действием пружин прижимаются

К стенке скважины и удерживаются на месте, и конус заклинивает их в обсадной трубе. Приложенная к пакеру нагрузка от веса колонны труб (от 7 до 12т) через голов­ку и опору передается манжетам, которые деформируются и уплотняют пакер. При натяжении колонны труб манжета восста-

-378-

навливает свою первоначальную форму, конус освобождает шлипсы, и пакер снимается с места.