ПАКЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Российский патент 1996 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для герметизации затрубного пространства в нефтяных и газовых скважинах.

Цель повышение надежности пакеровки за счет обеспечения гарантированного срабатывания электровоспламенителей порохового заряда при одновременном упрощении конструкции.

На фиг. 1 показан общий вид пакера и узла электрического инициирования; на фиг. 2 сечение их по А А фиг. 1; на фиг. 3 предпочтительное расположение вторичных катушек в пакере и электрическая схема их включения.

Пакерное оборудование содержит пакер и узел электрического инициирования.

Пакер включает корпус 1 с нажимным уплотнительным элементом 2, опору 3, наконечник 4, нажимную гильзу 5 с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 1 со стопорным узлом, состоящим из стопорной гайки 6 и обоймы 7. В кольцевой камере между корпусом 1 и нажимной гильзой 5 размещены пороховой заряд 8 с электровоспламенителями 9 и сплошной кольцевой элемент 10, на котором расположены вторичные катушки 11, соединенные на электровоспламенители 9. Герметизация кольцевой камеры осуществляется уплотнительными кольцами 12. К опоре 3 подсоединена колонна труб 13.

Узел электрического инициирования выполнен по трансформаторной схеме и включает вторичные катушки 11, сплошной кольцевой элемент 10, электровоспламенители 9 и индуктор с кабелем 14, содержащий первичную катушку 15, размещенную на металлическом сердечнике 16, немагнитные шайбы 17, отделяющие первичную катушку 15 от заглушки 18, кабельной головки 19 и корпуса индуктора 20.

Продольная ось 0-0 первичной катушки 15 индуктора расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса индуктора, а вторичные катушки 11 равномерно размещены по окружности корпуса 1 в кольцевой камере на сплошном кольцевом элементе 10. Вторичные катушки 11 выполнены в виде четырех пар обмоток. Обмотки каждой пары соединены параллельно и диаметрально расположены относительно друг друга. Обмотки L₁ и L₅ образуют первую пару, обмотки L₂ и L₆ вторую, L₃ и L₇ - третью, а L₄ и L₈ четвертую пару. Каждая пара вторичных обмоток подсоединена к своему электровоспламенителю 9 (ЭВ1, ЭВ2, ЭВ3 и ЭВ4, соответственно). Размещение обмоток вторичных катушек 11, например, следующее: обмотки L₂, L₄, L₆ и L₈ составляют нижний слой и каждая из них расположена на сплошном кольцевом элементе 10 в секторе с углом 90^o, а обмотки L₁, L₃, L₅ и L₇ размещены в оставшихся промежутках с частичным перекрытием соседних витков нижних обмоток.

Для нормальной работы пакера необходимо, чтобы корпус 1, нажимная гильза 5 и корпус индуктора 20 были изготовлены из немагнитного материала, а сердечник 16 и элемент 10 изготовлены из магнитного материала.

Пакерное оборудование работает следующим образом.

Спуск пакера осуществляется на колонне труб 13, в которые после этого спускают на кабеле 14 индуктор с первичной катушкой 15 несколько ниже пакера. Кабель 14 подключают к источнику переменного тока и, поднимая кабель 14, пропускают индуктор через пакер. В момент прохождения первичной катушки 15 мимо вторичных катушек 11 в последних возбуждается электрический ток, который имеет максимальное значение только в обмотках пары вторичной катушки 11, расположенных по оси О₁- О₁, перпендикулярной продольной оси О-О первичной катушки 15. При этом, посредством электровоспламенителя 9 поджигается пороховой заряд 8. Под действием давления пороховых газов нажимная гильза 5 через обойму 7 и стопорную гайку 6 сжимает нажимной уплотнительный элемент 2, герметизирующий затрубное пространство скважины. Нажимной уплотнительный элемент 2 удерживается в сжатом состоянии посредством стопорного узла. ЫЫЫ2

Использование: для герметизации затрубного пространства в нефтяных и газовых скважинах. Сущность изобретения: пакер состоит из корпуса с нажимным уплотнительным элементом и нажимной гильзой. Между корпусом и нажимной гильзой установлены сердечники в виде сплошного кольцевого элемента, на которых расположены вторичные катушки узла электрического инициирования. Оборудование включает кабельную головку, установленную в полости корпуса пакера, содержащую индуктор с кабелем и первичную катушку 1. Продольная ось первичной катушки расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса индуктора. Вторичные катушки равномерно размещены по окружности корпуса пакера. Каждая вторичная катушка имеет дополнительную обмотку, расположенную на сплошном кольцевом элементе диаметрально противоположно основной обмотке и подключенную параллельно ей. Основные и дополнительные обмотки вторичных катушек перекрывают друг друга в соседних обмотках. 3 ил.

Пакерное оборудование, включающее корпус с опорой на его наружной поверхности, установленный под ней нажимной уплотнительный элемент со стопорным узлом, размещенную под нажимным уплотнительным элементом с возможностью осевого перемещения относительно корпуса нажимную гильзу, образующую со стенками корпуса кольцевую камеру с расположенным в ней пороховым зарядом с электровоспламенителями и узел электрического инициирования в виде установленных в кольцевой камере корпуса равномерно по его окружности вторичных катушек с сердечниками, подключенных к электровоспламенителям порохового заряда, и кабельного индуктора с первичной катушкой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности пакеровки путем обеспечения гарантированного срабатывания электровоспламенителей порохового заряда при одновременном упрощении конструкции, продольная ось первичной катушки расположена в плоскости, перпендикулярной к продольной оси корпуса индуктора, а сердечники вторичных катушек выполнены в виде сплошного кольцевого элемента, причем каждая вторичная катушка имеет дополнительную обмотку, расположенную на сплошном кольцевом элементе диаметрально противоположно основной, подключенную параллельно последней, а основные и дополнительные обмотки вторичных катушек перекрывают одна другую в соседних обмотках.