ПАКЕРЫ

Условное обозначение пакеров включает: буквенную часть, состоящую из обозначения типа пакера (ПВ, ПН, ПД), спо­соба посадки и освобождения пакера (Г, М, ГМ) и наличия якоря устройства (буква Я), первая цифра после обозначения типа пакера — число проходов, цифра перед буквами — номер модели; первое число после букв — наружный диаметр пакера (в мм); второе число — рабочее давление (максимальный пере­пад давлений, воспринимаемый пакером); К2 — конец обозна­чения— сероводородостойкое исполнение. Например- ПН-ЯМ-150-500, ПН-ЯГМ-118-210, 1ПД-ЯГ-136-500, ПД-Г-136-210К2.

   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 байонетного замка (рис. ). 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. ) прижимаются к конусу за счет усилия пружин плашкодержателя. В остальных пакерах (см. рис. 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.) при движении ствола конус раз­двигает плашки и последние заякориваются на стенке эксплуа­тационной колонны. В пакере (см. рис. а) ствол совместно с головкой, упором, манжетами, конусом, плашками и плашко-держателем, 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 1,5—2 оборота палец на стволе автома­тически входит в фигурный паз замка, благодаря чему пакер

Рис.  Пакер ПН-ЯМ:

Наружный диаметр, мм: а—150; 160; 185; 210; 236,; 265; 6 — 118 и 136; /—головка; 2— упор; 3— манжеты; 4 — конус; 5 — плашка; 6 — плашкодержатель; 7 — ци­линдр; 8 — захват; 9 — корпус фонаря,; 10— башмак; II —замок; 12— гайка; 13 — палец: 14 — ствол

Рис. 8.2.  Пакер  ПН-ЯГМ (ППГМ1):

/ — муфта; 2 — упор; 3 — манжета,; 4 — ствол; 5 — обойма; 6 — конус; 7—шпонка; 8 — плашка; 9 — плашкодержатель; 10 — винт,; // — кожух; /2 — поршень; 13 — корпус клапана; 14— шарик; 15 — седло; 16 — срезной винт

может   быть   посажен   повторно  без   извлечения   из   скважины.

Пакер  ПН-ЯГМ 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 a в стволе попадает под поршень. При давлении 10 МПа поршень толкает плашкодержатель, 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 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.

Рис. 8.3. Пакер ПД-ЯГ:

а, б— 1ПД-ЯГ с наружным диаметром 136, 140, 145 мм,; в — 2ПД-ЯГ-185-210; / — кор­пус якоря; 2 — круглая плашка; 3 — манжета; 4—ствол; 5 — шлипс; 6 — толкатель; 7 —цилиндр; 8 — поршень; 9 — захват; 10, 14, 17 и 19 — срезные винты; // — золотник; '2 — конус; 13 — плашка; 15 — плашкодержатель; 16 — седло; 18 — втулка фиксатора

   Пакеры 1ПД-ЯГ и 2ПД-ЯГ (рис. 8.3) предназначены для разобщения пространств эксплуатационной колонны труб и за­щиты ее от воздействия пласта в нефтяных и газовых скважи­нах, состоят из верхнего и нижнего якорных устройств, уплот­нения, гидроцилиндра и фиксатора. Посадка пакера осуществляв ется путем создания давления в колонне подъемных труб, при­чем предварительно проход пакера перекрывается шариком, сбрасываемым на седло (см. рис. 8.3, а, в) или в конус в (см. рис. 8.3, б). Под действием давления в трубах плашки верх­него якоря выдвигаются наружу, заякориваясь на стенке экс­плуатационной колонны.

   В пакере ШД-ЯГ (см. рис. 8.3, а) жидкость через отверстие б поступает под золотник, сдвигает его вниз, срезая винты, и позволяет захвату выйти из зацепления с поршнем. Поршень через толкатель сжимает манжеты, создавая уплотнение со стенкой эксплуатационной колонны. Одновременно золотник выдвигает конус в плашки, заставляя их внедриться в эксплу­атационную колонну и заякориться на ней. Совместно с кону­сом двигается вниз цилиндр и шлипсы, зацепляясь с насечками толкателя, фиксируют манжеты и плашки в рабочем положе­нии. Пакер освобождается при натяге и подъеме колонны труб, в результате чего срезаются винты и ствол освобождается от плашкодержателя. Дальнейшее движение ствола вверх осво­бождает манжеты от сжатия.   При этом ствол, упираясь в пор­шень, доводит его до упора в цилиндр, который, в свою очередь, вытягивает конус из-под плашек и освобождает их. Проходное отверстие пакера открывается при повышении давления в тру­бах и срезе винтов.

   В пакере (см. рис. 8.3,6) пластовый агент под давлением через отверстие б в стволе попадает в цилиндр. После среза винтов цилиндр с плашкодержателем поднимается вверх и плашки натягиваются на конус, одновременно сжимая манжету. Происходит заякоривание нижних плашек и уплотнение пакера в эксплуатационной колонне труб.    Обратному перемещению плашек препятствуют шлипсы, переместившиеся вместе с ко­нусом вверх по втулке фиксатора. Пакер освобождается при подъеме колонны труб после среза винтов, при этом бурт ствола упирается в конус и вытягивает его из-под плашек.

   Особенность пакера 2ПД-ЯГ (см. рис. 8.3, в)—постоянное заякоривающее усилие на плашки верхнего якоря благодаря сообщению полости под плашками с подпакерной зоной через отверстие а. При посадке пакера пластовый агент под давлением из полости труб через отверстие 6 поступает под золотник и конус. Золотник перемещается вверх, срезает винты и осво­бождает поршень и конус от захвата. Конус, уплотненный в цилиндре кольцами, под действием давления входит в плашки, заставляя раздвигаться и заякориться на стенке эксплуатационной колонны. Одновременно поршень совместно с золотни­ком и толкателем перемеща­ется вверх и сжимает ман­жеты. При этом шлипсы, за­цепляясь с насечками толка­теля, фиксируют манжеты и плашки в рабочем положении. Пакер освобождается при подъеме колонны подъемных труб, после среза винтов. Ствол совместно с корпусом якоря поднимается и освобож­дает манжеты, а бурт толка­теля тянет вверх цилиндр, ко­торый выводит конус ^из пла­шек, освобождая их. Т1лашки верхнего якоря освобожда­ются после разгерметизации манжет и выравнивания дав­ления на плашки (табл. 8.2). Пакер ЗПД-ЯГ (рис. 8.4) предназначен для разобщения пространств эксплуатацион­ной колонны труб и защиты ее от воздействия пласта в нефтяных и газовых скважи­нах. Состоит из верхнего и нижнего заякоривающих уст­ройств и гидроцилиндров, уп-лотнительного и фиксирую­щих устройств. Посадка па­кера осуществляется при по­даче в колонну подъемных труб жидкости под давлением. Предварительно на седло

Рис. 8.4. Пакер ЗПД-ЯГ:

/ — головка; 2 —шток; 3 ~ шлипс,; 4, 5, 8, 15, 22, 24, 26 — срезные винты; 5 — цилиндр; '—верхний ствол; 9 — верхний плашкодержатель; 10 — верхняя плашка; 11 — втулка; 12 — штифт; 13 — верхний конус; 14 — корпус; 16 — муфта; 17 — уплотнительная ман­жета; 18 — нижний конус; 19 — нижняя плашка; 20 — нижний ствол; 21 — плашко­держатель; 23 — поршень; 25 — седло

сбрасывается шарик. Давление в полости б нижнего гидроци­линдра перемещает поршень, который через плашкодержатель заставляет плашки натянуться на конус и, раздвигаясь ра-диально, заякориться за стенку эксплуатационной колонны. При возрастании давления срезаются винты, и шток, пере­мещаясь вниз со стволом, сжимает манжеты между муфтой и конусом, герметизируя пространство между пакером и стенкой эксплуатационной колонны. Шлипсы, перемещаясь по насечкам штока при движении его вниз, фиксируют его от возврата.

   При дальнейшем увеличении давления жидкость через от­верстие а попадает в цилиндр. Срезаются винты, и цилиндр пе­ремещает вниз плашкодержатель и плашки, которые натягива­ются на конус и заякориваются на эксплуатационной колонне. При этом срезаются винты, плашкодержатель освобождается от цилиндра и фиксируется шлипсами на стволе. Нижние и верхние плашки в заякоренном положении будут препятство­вать перемещению пакера как вверх, так и вниз. Проходное отверстие пакера открывается после среза винтов. Распакеровка осуществляется при подъеме труб после предварительного отвинчивания верхней части пакера в муфте и среза винтов. После среза штифта верхний ствол перемещается вверх и доводит втулку до плашкодержателя, последний стягивает плашки с ко­нуса, освобождая их. Затем бурт тянет вверх корпус и муфту, освобождая манжеты. Одновременно при движении нижнего ствола вверх бурт ствола доходит до нижнего конуса и вытя­гивает его из- плашек, освобождая их.

   

Пакер ПД-ЯГМ (см. табл. 8.1) состоит из верхнего и ниж­него заякоривающих устройств, уплотняющего и клапанного устройств и гидропривода. Пакер спускается в скважину на подъемных трубах, на седло сбрасывается шарик, и создается давление, под действием которого плашки раздвигаются радиально и заякориваются на стенке эксплуатационной колонны. Жидкость, попадая через отверстие б под поршень, перемещает его вверх, в результате чего срезаются винты и освобождается захват, а конус, перемещаясь вниз, раздвигает плашки и заякоривает их. Одновременно происходит сжатие манжет.

  

Герметичность разобщения обеспечивается осевой нагруз­кой, создаваемой массой труб, под действием которой среза­ются винты, и ствол, двигаясь совместно с втулкой вниз, до­полнительно сжимает манжеты. Фиксация рабочих положений плашек и манжет обеспечивается шлипсами, препятствующими обратному перемещению поршня и плашек. Проходное отвер­стие пакера освобождается после среза винтов. В пакере предус­мотрен клапан для промывки надпакерной зоны перед извлече­нием его из скважины. При натяге колонны труб шток, пере­мещаясь вверх, открывает отверстие а, через которое трубное пространство сообщается с затрубным. После промывки сбра-

сывается давление в трубах, в результате чего освобождаются плашки. При дальнейшем натяге колонны труб срезаются винты и освобождаются плашки и манжеты.

Пакер можно оставить в скважине без подъемных труб, так как благодаря заякориванию плашек пакер выдерживает давление как снизу, так и сверху. Для этого винты перед спуском пакера снимаются и колонну подъемных труб можно освободить после среза винтов. В этом случае пакер можно поднять после захватывания его труболовкой.

   

Пакеры ПД-Г и 1ПД-Г (рис. 8.5) предназначены для гер­метизации разобщаемых пространств эксплуатационной ко­лонны нагнетательных скважин. Пакер ПДТ (см. рис. 8.5, а) состоит из уплотнительного рукава и ствола, к верхней части которого присоединяется переводник с патрубком. На перевод­нике установлены поршень и головка, связанная с рукавом. Между патрубками и переводником установлено седло для ша­рика, служащего для опрессовки подъемных труб. При подаче давления в центральный канал жидкость попадает под рукав через отверстие в, раздувает его и прижимает к стенке экс­плуатационной колонны, разобщая затрубное пространство. Манжета выполняет роль обратного клапана и служит для со­хранения давления в подрукавной полости. Минимальное избы­точное давление, необходимое для срабатывания пакера, со­ставляет 1,5 МПа. Для освобождения пакера в затрубном про­странстве создается давление. Поршень перемещается вниз и сообщает подрукавную полость с внутритрубным пространством через отверстия а и б, когда расточка поршня окажется у от­верстия б.

  

  В пакере 1ПД-Г (см. рис. 8.5,6) из-за разности площадей поршня и головки, подверженных действию давления, поршень перемещается вниз. Когда кольца головки попадут в расточку поршня, подрукавная полость через отверстия  соединя­ется с полостью труб, разряжается и рукав принимает первона­чальное положение. Повторная посадка пакера возможна без извлечения его из скважины при создании давления в трубах, под действием которого поршень перемещается вверх в перво­начальное положение (табл. 8.3).