11.5.1. ПАКЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТИПОВ ПРО-ЯМ-ЯГ, ПРО-ЯМ2-ЯГ, ПРО-ЯМЗ-ЯГ, ПРО-ЯМО-ЯГ, ПРО-ЯМО2-ЯГ [30]
Пакеры типов ПРО-ЯМ-ЯГ, ПРО-ЯМ2-ЯГ, ПРО-ЯМЗ-ЯГ, ПРО-ЯМО-ЯГ и ПРО-ЯМО2-ЯГ предназначены для применения в скважинах при температуре рабочей среды до 100 °С. По отдельному заказу могут быть изготовлены для условий с температурой до 150 °С. Пакеры рассчитаны на перепад давления до 100 МПа [30].
Пакерующее устройство оснащено двумя резиновыми элементами из
Таблица 11.25
Основные параметры пакеров типа ПРО конструкции НПФ « Пакер» при максимальном перепаде давления на пакер до 100 МПа и максимальной температуре рабочей среды до 100 °С [30]
Показатель |
ЯМЗ-ЯГ-88 |
ЯМЗ-ЯГ-92 |
ßÌ3-ßÃ-100 |
ßÌ3-ßÃ-104 |
ßÌ-ßÃ-112 |
ßÌ-ßÃ-112 |
ßÌ-ßÃ-116 |
ßÌ-ßÃ-116 |
Диаметр колонны труб, мм |
114 |
114 |
127 |
127 |
140 |
146 |
140 |
146 |
Толщина стенок колонны, мм |
8,6-10,2 |
6,4-7,4 |
9,2-10,7 |
6,4-7,5 |
9-11 |
12 |
7-9 |
10-12 |
Наружный диаметр, мм |
88 |
92 |
100 |
104 |
112 |
112 |
116 |
116 |
Диаметр проходного канала, мм |
34 |
34 |
40 |
40 |
46 |
46 |
46 |
46 |
Нагрузка при пакеровке, кН, не |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина пакера, мм, не более |
1900 |
1900 |
2010 |
2010 |
2280 |
2280 |
2280 |
2280 |
Масса пакера, кг |
50 |
51 |
60 |
61 |
85 |
85 |
87 |
87 |
Продолжение табл. 11.25
Показатель |
ßÌ-ßÃ-118 |
ßÌ-ßÃ-118 |
ßÌ-ßÃ-122 |
ßÌ2-ßÃ-136 |
ßÌ2-ßÃ-142 |
ßÌÎ-ßÃ-112 |
ßÌÎ-ßÃ-112 |
Диаметр колонны труб, мм |
140 |
146 |
146 |
168 |
168 |
140 |
146 |
Толщина стенок колонны, мм |
7-8 |
9-11 |
7-9 |
10-12 |
7-9 |
9-11 |
12 |
Наружный диаметр, мм |
118 |
118 |
122 |
136 |
142 |
112 |
112 |
Диаметр проходного канала, |
46 |
46 |
46 |
59 |
59 |
46 |
46 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка при пакеровке, кН, |
60 |
60 |
60 |
70 |
70 |
60 |
60 |
не менее |
|
|
|
|
|
|
|
Длина пакера, мм, не более |
2280 |
2280 |
2280 |
2160 |
2160 |
2540 |
2540 |
Масса пакера, кг |
90 |
90 |
92 |
118 |
123 |
87 |
87 |
Продолжение табл. 11.25 |
|||||||
Показатель |
ßÌÎ-ßÃ-116 |
ßÌÎ-ßÃ-116 |
ßÌÎ-ßÃ-118 |
ßÌÎ-ßÃ-118 |
ßÌÎ-ßÃ-122 |
ßÌÎ2-ßÃ-136 |
ßÌÎ2-ßÃ-142 |
Диаметр колонны труб, мм |
146 |
140 |
146 |
140 |
146 |
168 |
168 |
Толщина стенок колонны, мм |
7-9 |
10-12 |
7-8 |
9-11 |
7-9 |
10-12 |
7-9 |
Наружный диаметр, мм |
116 |
116 |
118 |
118 |
122 |
136 |
142 |
Диаметр проходного канала, |
46 |
46 |
46 |
46 |
46 |
59 |
59 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка при пакеровке, кН, |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
70 |
70 |
не менее |
|
|
|
|
|
|
|
Длина пакера, мм, не более |
2540 |
2540 |
2540 |
2540 |
2540 |
2410 |
2410 |
Масса пакера, кг |
89 |
89 |
92 |
92 |
94 |
128 |
134 |
специальной резиновой смеси. Нижнее заякоривающее устройство размещено под пакерующим устройством и предотвращает перемещение оборудования вниз. Для удержания оборудования от перемещения вверх в комплект пакера входит верхнее заякоривающее устройство, которое приводится в действие после пакеровки скважины созданием внутритрубного избыточного давления.
Пакеры типов ПРО-ЯМ-ЯГ, ПРО-ЯМ2-ЯГ и ПРО-ЯМЗ-ЯГ устанавливаются в скважине вращением колонны труб вправо на 1/4 оборота с одновременным перемещением вниз. Пакеры типов ПРО-ЯМО-ЯГ и ПРО-ЯМО2-ЯГ устанавливаются в скважине механическим способом, путем манипуляции осевых перемещений колонны труб без вращения.
Приводятся в транспортное положение все типы указанных пакеров натяжением колонны труб.
Преимущества пакеров следующие:
высокая надежность изоляции пласта при высоких перепадах давления на пакерующий элемент и температуры в скважине;
отсутствие затекания резинового элемента позволяет использовать их многократно;
легкая распакеровка скважины, без дополнительной растягивающей нагрузки;
возможность установки пакеров типов ПРО-ЯМО-ЯГ и ПРО-ЯМО2-ЯГ без упора на забой в наклонных, горизонтальных, а также в глубоких скважинах без вращения колонны труб;
отсутствие срезных шпилек;
простота обслуживания.
Пакеры могут применяться в нагнетательных скважинах, а также для проведения различных технологических операций.
В состав комплекта пакера входит 10 сменных резиновых пакерующих элементов.
Номенклатура пакеров и основные параметры приведены в табл. 11.25.
Изготовитель: НПФ « Пакер».
Пакер устьевой типа ПУ (рис. 11.31) предназначен для проверки герметичности приустьевой части обсадной колонны совместно с противовыб-росовым оборудованием при бурении нефтяных и газовых скважин. Пакер
Рис. 11.31. Пакер устьевой типа ПУ:
1 — корпус; 2 — упор; 3 — манжета; 4 — шайба; 5 — стабилизатор; 6 — гайка
состоит из корпуса 1, стабилизатора 5, манжеты 3, упора 2, двух гаек 6 и шайбы 4.
Основные параметры устьевого пакера приведены â òàáë. 11.24.
Физико-механические показатели резины, применяемой для изготовления манжет
Сопротивление разрыву, МПа, не менее 15,7
Относительное удлинение, не менее 350
Остаточное удлинение, %, не более 20
Твердость ïî Øîðó, ÌÏà ……….. 7,5
Пакер спускают в скважину на бурильной колонне до требуемой глубины и после закрытия пре-вентора, закачивая воду или иную рабочую жидкость, создают давление в затрубном пространстве. Трубное пространство оставляется открытым с целью предотвращения гидроразрыва или других осложнений в случае негерметичности уплотнительной манжеты.
Изготовитель: ОАО « Нефтебур».
Таблица 11.24
Технические характеристики пакера устьевого типа ПУ
Показатель |
ПУ 219 |
ПУ 245 |
ПУ 273 |
ПУ 299 |
ПУ 324 |
ПУ 340 |
Диаметр опрессовывае- |
219 |
245 |
273 |
299 |
324 |
340 |
мой обсадной трубы, мм |
|
|
|
|
|
|
Глубина спуска пакера в |
|
|
50 |
|
|
|
обсадную колонну, м |
|
|
|
|
|
|
Рабочее давление, удер- |
|
|
40 |
|
|
|
живаемое пакером, МПа |
|
|
|
|
|
|
Замковая резьба корпуса |
Ç-121 |
Ç-121 |
Ç-147 |
Ç-147 |
Ç-171 |
Ç-171 |
по ÃÎÑÒ 50864-96 |
|
|
|
|
|
|
Габаритные размеры, мм: |
|
|
|
|
|
|
длина |
925 |
925 |
930 |
930 |
980 |
980 |
диаметр |
192 |
217 |
246 |
272 |
296 |
312 |
Масса, кг, не более |
63 |
77 |
102 |
ИЗ |
156 |
165 |
Пакер (рис. 11.29) позволяет производить испытание обсадных колонн на герметичность на любой глубине. Пакер состоит из корпуса, в состав которого входят ствол 2 с центральным осевым каналом 19 и резьбой зам-
Рис. 11.29. Пакер для испытания обсадных колонн: 1 — резьба замковая; 2 — ствол; 3, 4 — выступы кольцевые; 5 — втулка клапанная; 6 — поршень кольцевой; 7 — кожух; 8 — толкатель; 9 — конус распорный; 10 — набор уплотнительных элементов; 11 — корзина ловильная; 12 — опора нижняя; 13 — пружина; 14 — кольцо уплотнительное; 15 — канал радиальный; 16 — канал перепускной; 17 — шар; 18 — элемент срезной; 19 — канал осевой; 20, 21 — сухари опорные |
ковой 1 для соединения с колонной бурильных труб, кожуха 7, нижней опоры 12 с ловильной корзиной 11. В верхней части корпуса в кольцевой полости, образованной кожухом и стволом и сообщенной с центральным осевым каналом радиальными каналами 15, помещен кольцевой поршень 6. Ниже поршня на стволе последовательно установлены толкатель 8, распорный конус 9 и набор уплотнительных элементов 10, упирающихся в ниж-
нюю опору. Пружина 13 установлена между буртом кожуха 7 и буртом толкателя 8 для поджатия последнего вверх к поршню. На внутренней поверхности центрального осевого канала выше радиальных каналов выполнены два кольцевых выступа 3, 4, причем верхний выступ выполнен большим диаметром. Выступы 3 и 4 являются седлами под опорные сухари 20, 21, закрепленные посредством срезных элементов 18. Срезные элементы, крепящие сухари 21, рассчитаны на меньшее усилие срабатывания, чем элементы, крепящие сухари 20. Опорные сухари закреплены на втулке 5, являющейся клапанным узлом пакера. В исходном положении пакера втулка 5 подвешена сухарями большего диаметра на седле корпуса, а после их срезания сухарями меньшего диаметра на седле, после чего происходит разобщение осевого и радиального каналов. На наружной поверхности втулки выполнены перепускные каналы в виде пазов 16 для сообщения (в исходном положении клапанной втулки) полости трубного канала с поршневой полостью. Во внутреннем канале втулки, в верхней его части размещен шариковый обратный клапан. Движение шара 17 вниз ограничено седлом, вверх — опорными сухарями 20. Кожух 7, поршень 6, клапанная втулка 5 снабжены уплотнительными элементами 14.
Пакер работает следующим образом. Пакер спускается в обсаженную скважину на колонне бурильных труб. При этом обратный клапан втулки не препятствует заполнению спускаемого инструмента промывочной жидкостью, находящейся в скважине. После достижения необходимой глубины насосным агрегатом в трубном канале создается избыточное давление для деформации набора уплотнительных элементов и разобщения зон затруб-ного пространства, расположенных выше и ниже пакера, промывочная жидкость при этом поступает в поршневую полость пакера по перепускным каналам втулки.
По достижении определенного давления, которое превышает давление срабатывания пакера, происходит разрушение срезных элементов сухарей и перемещение втулки до посадки опорных сухарей на нижний кольцевой выступ. Поршневая полость с этого момента отсекается от трубного канала и уплотнительные элементы пакера фиксируются в распакерованном состоянии. После этого противовыбросовое оборудование закрывается, в межтрубном пространстве выше пакера создается требуемое давление. Контроль процесса опрессовки осуществляется по манометру, а контроль герметичности пакера — по поступлению или не поступлению жидкости по трубному каналу на устье скважины. После окончания опрессовки давление в межтрубном пространстве сбрасывается, а в трубном канале создается давление разрушения срезных элементов сухарей 20. Втулка, освободившись от удерживаемых ее сухарей, перемещается по центральному каналу и попадает в ловильную корзину. Туда же падают опорные сухари. Радиальные каналы опять сообщаются с полостью центрального осевого канала. Толкатель и кольцевой поршень под действием пружины занимают исходное положение. Под действием внутренних сил уплотнительные резиновые элементы также примут исходную форму, освобождая пакер для перемещения в скважине. Для повторного применения пакера в трубный канал бурильных труб сбрасывается новая кольцевая втулка, оснащенная шаром и опорными сухарями. По достижении ею своего исходного положения в пакере описанный процесс опрессовки повторяется.
Изготовитель: ОАО « Нефтебур».
Рис. 11.30. Пакер типа ПГС-146 с гидродинамической стабилизацией конструкции ОАО « Татнефть»
Пакеры типов ПД-Г-О-122-20 и ПД-Г-О-140-20 предназначены для защиты эксплуатационных колонн диаметром 146 è 168 ìì [49]:
при поиске места негерметичности и его ликвидации путем закачки тампонирующих материалов;
при проведении технологических операций поинтер-вального воздействия на призабойную зону пласта различными химическими реагентами;
при поинтервальной закачке жидкости (вода, растворы полимеров и др.) в нагнетательных скважинах с целью поддержания пластового давления.
Рабочее давление пакеров — 20 МПа. Длина — 3200 мм. Масса, соответственно — 96 и 114 кг.
Изготовитель: ОАО « Сарапульский машзавод». Пакер термостойкий типа ПД-ГМШ-Т-140-30 предназначен для разобщения и защиты ствола скважины, обсаженной трубами диаметром 168 мм, от воздействия теплоносителя, закачиваемого в пласт при использовании тепловых методов интенсификации добычи нефти, в том числе в нагнетательных скважинах: теплового воздействия на пласт;
импульсного дозированного теплового воздействия на пласт; импульсного дозированного теплового воздействия на пласт с паузой; термополимерного воздействия на пласт;
в добывающих скважинах — теплового циклического воздействия на призабойную зону продуктивного пласта.
Основные параметры пакера следующие: рабочее давление — 30 МПа; температура рабочей среды — до 260 °С; тип управления — гидравличеñêèé; äëèíà — 3000 ìì; ìàññà — 210 êã.
Изготовитель: ОАО « Сарапульский машзавод».
Пакер с гидродинамической стабилизацией ПГС-146 (рис. 11.30) предназначен для применения в скважинах с обсадной колонной диаметром 146 мм в условиях температуры до 100 °С при исследовании методом поин-тервальных опрессовок, изоляции интервалов водопритока, отборе жидкости из скважины с отключением верхнего интервала, гидроразрыве и кислотной обработке продуктивных пластов.
Пакер работает на насосно-компрессорных трубах диаметром 73 мм. Пакеровка осуществляется самоуплотнением. Максимальный перепад давления — 20 МПа. Габаритные размеры пакера: длина — 900 мм; наружный диаметр 134 мм; масса 35 кг.
Изготовитель: ОАО « Татнефть».