ПАКЕР

Полезная модель относится к области строительства, в частности позволяет герметично перекрывать межтрубное пространство инъекторов во время закачки инъекционного раствора при устройстве буроинъекционных свай, цементационном закреплении грунтов, инъекции растворов через скважины с манжетными колоннами и других технологических операций.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому является надувной пакер, содержащий корпус с осевым каналом и радиальным нагнетательным отверстием, и уплотнительный элемент, образующий с корпусом и нагнетательным отверстием камеру [RU 2078924 С1 МПК6 Е21В 49/00, опубл. 10.05.1997].
Основными недостатками данного пакера являются:
1. Давление наполнения расширяющихся элементов рабочей средой (водой) всегда должно быть выше давления закачки инъекционного раствора - чего невозможно достичь при проведении работ в глинистых грунтах при закачке раствора в режиме «гидроразрывов», с резкими перепадами давления 1-5 МПа;
2. Наличие оригинальных деталей (расширяющихся элементов со стальными фитингами) и сложная технология их изготовления, осуществляемая только в заводских условиях;
3. Невозможность быстрого перемещения пакера в полости инъектора: для того чтобы пакер герметично перекрыл межтрубное пространство инъектора необходимо отдельным ручным насосом в начале по дополнительным каналам закачать рабочую среду (воду), только после это можно переходить к подаче инъекционного раствора с обязательным выполнением условия: давление наполнения должно быть всегда выше давления закачки. Для того чтобы переместить пакер в другую точку внутренней полости инъектора необходимо его опорожнить, т.е. выпустить рабочую среду (воду) из расширяющихся элементов.
4. Увеличение времени продолжительности выполнения работ связанное с закачкой рабочей среды (воды) в расширяющиеся элементы перед каждым горизонтом с последующим обязательным их опорожнением.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является разработка конструкции пакера, устраняющей выявленные недостатки известного надувного пакера.
Технический результат заключается в улучшении герметизации перекрытия.
Указанный технический результат достигается за счет изменения механизма раскрытия пакера при подаче инъекционного раствора под давлением. Пакер содержит верхнюю и нижнюю секции, центральный сердечник и эластичную мембрану, закрывающую сердечник и заходящую в пазы, размещенные в секциях при их соединении с центральным сердечником посредством резьбового соединения. Внутри центрального сердечника пакера имеется перегородка, разграничивающая два ряда отверстий перфорации диаметром в соотношении 1:2, расположенных от отверстий большого диаметра к отверстиям меньшего диаметра по ходу перетекания закачиваемого раствора.
Причинно-следственная связь между заявленными существенными признаками и техническим результатом следующая.
Выполнение перегородки внутри центрального сердечника и наличие мембраны, закрывающей сердечник, вместо расширяющихся элементов со стальным фитингами и дополнительных каналов, соединенных со специальным ручным насосом обеспечивает раскрытие пакера за счет подаваемого инъекционного раствора, который при перетекании из отверстий перфорации большего диаметра в отверстия перфорации меньшего диаметра сгущается и заставляет увеличиваться в размерах эластичную мембрану до размеров, позволяющих герметично перекрывать межтрубное пространство инъектора. После прекращения подачи инъекционного раствора эластичная мембрана возвращается в исходное положение. Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена конструктивная схема пакера в исходном положении.
На фиг. 2 изображен пакер в рабочем состоянии, раскрывшийся под давлением инъекционного раствора.
Пакер содержит четыре части: верхнюю 1 и нижнюю 2 секции, выполненные в виде полых труб, между которыми расположен центральный сердечник 3 и эластичная мембрана 4, закрывающая сердечник и заходящая в пазы, размещенные в секциях 1 и 2 при их соединении с центральным сердечником 3 посредством резьбового соединения.
Внутри центрального сердечника 3 имеется перегородка 5, разграничивающая два ряда отверстий перфорации диаметром в соотношении 1:2 исходя из требований к подвижности (минимальной растекаемости) инъекционных растворов.
Пакер работает следующим образом.
Раскрытие пакера происходит за счет подаваемого инъекционного раствора. Раствор попадает в центральный сердечник 3 внутри которого расположена перегородка 5, заставляющая его перетекать из отверстий перфорации большего диаметра сердечника 6 в отверстия перфорации меньшего диаметра 7. При этом раствор сгущается и под действием давления нагнетания увеличивает в размерах эластичную мембрану 4 до размеров, позволяющих герметично перекрывать межтрубное пространство инъектора. После прекращения подачи инъекционного раствора эластичная мембрана 4 возвращается в исходное положение.