Пакер

Полезная модель относится как к области строительства для устройства буроинъекционных свай, цементационном закреплении грунтов, манжетной технологии инъекции растворов через скважины, выполнении проникающей и инъекционной отсечной гидроизоляции, так и к области нефтегазодобывающей промышленности для проведения селективных обработок пласта под давлением, поинтервальной опрессовки эксплуатационной колонны и поиска ее негерметичности.
Предлагаемая конструкция пакера позволяет герметично перекрывать внутреннее пространство инъектора (эксплуатационной колонны) с двух сторон между заданным отверстием перфорации во время инъекции раствора.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому является пакер RU 160942 U1 МПК Е21В 33/12, опубл. 10.04.2016 принятый за прототип, состоящий из пяти полых наращиваемых посредством резьбовых соединений секций, одной центральной секции с пазами и боковыми отверстиями, закрытыми резиновой манжетой, выступающей в роли обратного клапана, через который осуществляется выход раствора, двух торцевых секций с пазами и резьбами, к одной из которых присоединяется заглушка, а к другой - шланг высокого давления, двух рабочих секций с боковыми отверстиями, диаметр которых превышает диаметр отверстий центральной секции, закрытых резиновыми мембранами, герметично зафиксированными в пазах центральной и торцевой секций. Основными недостатками принятого за прототип пакера являются: 1. Трудоемкость быстрой замены резиновых мембран рабочих секций пакера в случае их порыва во время работы, поскольку для этого требуется разъединение всех секций пакера (торцевых, рабочих и центральной);
2. При резких перепадах давления во время работы пакера возможно внезапное проскальзывание резиновых мембран из пазов центральной и торцевых секций, для чего возникает необходимость дополнительного наружного крепления резиновых мембран к данным секциям (в виде хомутов, проволоки, скоб и т.д.), что резко снижает технологичность производства работ, затрудняет какую-либо трансформацию пакера и свободное его перемещения по внутреннему пространству трубы, ухудшает герметичность фиксации резиновых мембран.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является разработка конструкции пакера, которая способна устранить выявленные недостатки.
Технический результат заключается в модификации конструкции пакера, принятого за прототип, позволяющей исключить проскальзывание резиновых мембран из пазов секций пакера за счет доработки соединения (без необходимости дополнительного крепления), что позволяет оперативно производить замену рабочих мембран пакера без длительных технологических пауз при выполнении работ.
Технический результат достигается за счет изменения конструкции соединения секций пакера и защемления рабочих резиновых мембран.
Рабочий модуль пакера состоит из одной рабочей и двух торцевых полых секций, свободно наращиваемых по глубине за счет центральных секций и резьбовых соединений, обеспечивающих герметичную фиксацию резиновых мембран. Рабочая секция пакера состоит из полого металлического цилиндра с округлыми буртиками на поверхности, значение выступа которых определяется в зависимости от значения конусности фиксационных фитингов и требуемой степени обжатия резиновых мембран при затягивании прижимных фитингов в месте соединения, и боковыми отверстиями, диаметр которых превышает диаметр отверстий в центральной секции. Конструкция торцевых секций состоит из фиксационных и прижимных фитингов. Фиксационные фитинги имеют конические скосы для защемления резиновых мембран рабочей секции. Прижимные фитинги имеют внутренний диаметр, соответствующий наружному диаметру резьбы рабочей секции, и наружный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру центральной секции. Центральная секция выполняется без пазов с боковым отверстием для инъекции растворов.
Фиксационный фитинг прижимает резиновую мембрану к округлым буртикам рабочей секции за счет конических скосов на внутренней поверхности во время соединения прижимного фитинга с рабочей секцией.
Причинно-следственная связь между заявленными существенными признаками и техническим результатом следующая. При поступлении раствора в пакер во время инъекции резиновые мембраны рабочих секций под давлением увеличиваются в размерах (раскрываются) и герметично (плотно) перекрывают внутреннюю поверхность стенки трубы-инъектора (эксплуатационной колонны) с двух сторон между заданным отверстием перфорации, из которого осуществляется выход раствора. После прекращения инъекции раствора в пакере уменьшается давление, эластичная рабочая мембрана возвращается в исходное положение и пакер может свободно перемещаться внутри трубы-инъектора (эксплуатационной колонны), а также извлекаться из нее. После завершения работ при помощи гаечного ключа откручивается заглушка и осуществляется промывка пакера от раствора.
Технология сборки пакера следующая.
Все элементы конструкции пакера соединяются посредством резьбовых соединений. Сборку пакера необходимо начинать с монтажа резиновых мембран рабочих секций. Затем рабочие секции с резиновыми мембранами защемляются торцевыми секциями посредствам фиксационных и прижимных фитингов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен рабочий модуль пакера.
На фиг. 2 изображена рабочая секция пакера.
На фиг. 3 изображены торцевые секции пакера.
На фиг. 4 изображена центральная секция пакера.
На фиг. 5a, b изображена собранная конструкция пакера из двух рабочих модулей.
Рабочий модуль пакера состоит из одной рабочей 3 и двух торцевых 7 полых секций, свободно наращиваемых по глубине за счет центральной секции 1. Рабочая секция 3 состоит из полого металлического цилиндра 4 с округлыми буртиками 12 на поверхности и боковыми отверстиями 5 для выхода раствора и раскрытия резиновой мембраны 6. Торцевые секции 7 состоят из фиксационных 8 и прижимных 9 фитингов, на торцах которых имеется резьба для соединения с центральной секцией 1, заглушкой 10 и шлангом высокого давления 11. Фиксационные фитинги 8 прижимают резиновую мембрану 6 к округлым буртикам рабочей секции 12 за счет конических скосов 13 на внутренней поверхности во время соединения прижимного фитинга 9 с полым металлическим цилиндром 4 рабочей секцией 3. Центральная секция 1 выполняется без пазов с боковым отверстием 2 для инъекции растворов. Соединения пакера с насосом осуществился посредством шланга высокого давления 11. Для промывки пакера после выполнения работ необходимо открутить заглушку 10.