ПАКЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЛЯ МАНЖЕТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Полезная модель «Пакер гидравлический для манжетного цементирования» относится к области строительства и эксплуатации скважин различного назначения в том числе, к области нефтяных и газовых скважин, в частности к области строительства боковых стволов скважин.
Одной из проблем строительства боковых стволов скважин является крепление этого ствола. Как правило, крепление вторых боковых стволов скважин осуществляется путем спуска и цементирования потайной обсадной колонны - «хвостовика». Особое значение при этом приобретает надежное разобщение пластов при цементировании скважины. Рациональным решением этой проблемы является крепление скважин с применением заколонных проходных пакеров. Конструкция пакера предусматривает надежное крепление уплотнительного элемента пакера к его корпусу. Непосредственно уплотнительный элемент пакера перекрывающий затрубное пространство выдерживает перепады давления между разобщающими зонами в несколько раз больше, чем цементное кольцо аналогичной высоты.
Известен пакер двухступенчатого и манжетного цементирования ПДМ, разработанный ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ, выбранный нами в качестве прототипа, содержащий уплотнительный элемент и клапанный узел. Уплотнительный элемент содержит корпус, резинотканевый или резинотросовый уплотнитель, надетый на корпус и герметично соединенный с ним с помощью обжимных колец. Клапанный узел включает: корпус с каналами и отверстиями, нижнюю втулку с кольцом, уплотнительными кольцами и впускными отверстиями, установленную в корпусе на срезных винтах; втулку с уплотнительными кольцами и отверстиями, установленную внутри нижней втулки на срезных штифтах; верхнюю втулку с уплотнительными кольцами, седлом и кольцом, установленную на срезных штифтах на гильзе с разрезным пружинным фиксатором и фиксирующими канавками. Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний и нижний переводники.
Недостатком данного пакера является то, что в процессе цементирования участвуют две пробки ПДМ.060 и ПДМ.050, а сам процесс цементирования проходит в сложных эксплуатационных условиях для пакера.
Задачей настоящей полезной модели является создание универсального устройства для оперативного улучшения качества разобщения пластов в строго заданных интервалах затрубного пространства т.е. гидравлического пакера.
На фиг.1 показан общий вид пакера гидравлического для манжетного цементирования в разрезе.
Пакер гидравлический для манжетного цементирования состоит из двух объединенных в одно целое устройств: уплотнительного элемента с обратным тарельчатым клапаном и цементировочной муфты (клапанного узла). Муфтовая часть (клапанный узел) состоит из следующих частей: корпуса 1, внутри которого на срезном винте 4 размещена перекрывающая втулка 2 с седлом 3 под полую цементировочную пробку. Цементировочные отверстия б перекрыты втулкой 5 размещенной внутри корпуса 1 на срезном винте 7. Втулка 5 механически связана с расположенной ниже втулкой 8 имеющей седло 9 под шар. Втулка 8 закреплена полым срезным штифтом 11 со втулкой 10 имеет уплотнительные кольца 14 и перекрывает доступ жидкости к уплотнительному элементу 23 через тарельчатый обратный клапан 18. Втулка 10 соединена по резьбе с дистанционной втулкой 12, которая верхним концом соединена с корпусом 1, а вторым концом с корпусом узла уплотнения 13. Внутренняя полость муфты перекрыта разбуриваемой заглушкой 16. Уплотнительный элемент состоит из корпуса 13, распорной втулки 24, резинотканевого или резинотросового уплотнителя 23, надетого на корпус 13 и герметично соединенного с ним с помощью обжимных колец 22, корпуса тарельчатого клапана 17 с прокладкой 19, самого тарельчатого клапана 18, поджатого пружиной 20, расположенной в стакане 21 и распорной втулки 24.
Для соединения с обсадными трубами пакер имеет верхний 26 и нижний 25 переводники. Устройство работает следующим образом. Перед цементированием вовнутрь транспортировочной колонны сбрасывают шар
диаметром 25 мм (для ПГМЦ ⌀102 мм и диаметром 32 мм для ПГМЦ ⌀114 или ⌀127 мм), который прокачивается до посадки в седло 9. Повышением давления до 4,0 МПа±10% срезаются полые штифты 11, втулка 8 перемещается вниз, до упора в буртик связанной с ней втулки 5, открывая, таким образом, доступ жидкости к резинотканевому или резинотросовому уплотнителю 23. При этом отверстия А совмещаются с отверстиями полых срезных штифтов 11. После этого давление сбрасывается до 0, и клапанная система подготавливает пакер к срабатыванию. При повторном наращивании давления 6-8 МПа, производится закачивание рабочей жидкости через отверстия А, полые штифты 11 в кольцевую полость, образованную втулками 10 и 12, отверстия Б и В в корпусе тарельчатого клапана 17 к полости Г. При этом рукав 23 раздувается, герметично разобщая цементируемую и не цементируемую части хвостовика по затрубному пространству. Последующий сброс давления до 0 переключает клапанную систему, пружина 20 прижимает клапан 18 к прокладке 19, перекрывая доступ рабочей жидкости к отверстиям В и сохраняет давление между корпусом 13 и уплотнителем 23. В начальный период цементирования, срезается винт 7 и втулка 5 перемещается вниз, открывая цементировочные окна 6. После затворения и продавки тампонажного раствора, полая цементировочная пробка (на чертеже не показана) садится в гнездо 3, и повышением внутреннего избыточного давления до 5 МПа срезные винты 4 разрушаются, а втулка 2 перемещается вниз, перекрывая цементировочные окна 6. От обратного перемещения при разбуривании втулка 2 фиксируется фиксатором 15.
Удаление из проходного канала пробки, седла 3, втулки 8 и т.д. производится путем их разбуривания после окончания времени ОЗЦ.
Техническая или иная эффективность.
1. Простота конструкции и отсутствие дополнительных пробок.
2. Надежное сохранение давления между корпусом и уплотнителем пакера.