Термостойкий пакер Советский патент 1986 года по МПК E21B33/12 

I

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к скважииным пакеруюгаим устройствам, применяег-1ым при эксплуатации скважин с noMODibio нагнетания в пласт теплоносителей .

Цель изобретения - повышение надежности герметизации пакера в условиях циклического изменения температуры в скважине.

На фиг, показан пакер в транспортном положении; на фиг.2 - то же в рабочем положе ши; на фиг.З - то же после распакеровки и перед подъемом элементов пакера из скважины.

Термостойкий пакер состоит из кор пуса 1, центральный канал которого является продолжением трубной полости насоснокомпрессорных труб (ИКТ) 2, соединяемых с корпусом 1 посредством муфт 3. В верхней части корпуса 1 цыгюлнена посадочная головка 4, в нижней - кольцевой цилиндр 5, полость которого сообщается через отверстие 6 с полостью НКТ. В кольцевом цилиндре 5 размещен поршень 7 с уплотнительными элементами 8 и дренажным отверстием 9. Поршень 7 несет на себе кольцевую уш1отш1тельную оболочку 10 с основанием 11. Кольцевая оболочка 10 образована стальной внутренней уплотнительпой оболочкой, имеющей остроконечные кольцевые выступы 12, и наружной оболочкой из металла более легкоплавкого, чем сталь (например, цинк, латунь). Оболочка 10 заполнена зарядом термитной смеси, напримерт следующего состава, мас.%: Натриевая селитра 19 , порошок 16,5 ДревеС -1ые опилки 23,5 Отработанное ное масло12,5

Керосин. 4,5

Окись марганца Остальное Tep штный заряд имеет пастообразное и гидрофобное состояние с температурой воспламенения около 300 С и количеством выделяемого тепла 2647 ккал/кг.

Внутри термитного заряда помещен электрозапал 13, один токоподвод которого зазештен, т.е. прикреплен к массе, а второй через микровыключатель 14 подсоединен к батарее 15. Корпус 1 в нижней части имеет седло 16 под шаровой клапан 17, которое соединяется с корпусом посредством

52477

срезной шпильки 18. Показана также обсадная колонна 19.

Пакер работает следующим образом. После опускания термостойкого па5 кера в скважину, заполненную жид- Костью на заданную глубину, в НКТ бросают шаровой клапан 17, который, перекрывая отверстие в седле 16, прерывает циркуляционный поток. Давле10 ние JJ НКТ вьппе клапана возрастает и воздействует через отверстие 6 на поршень 7, заставляя его подниматься ввех вместе с кольцевой оболочкой 10. Надвит аясь снизу вверх на посадочную

15 головку 4, кольцевая оболочка 10 своим основанием 11 приводит в действие №п ровыключатель 14, его контакты М лка1отся и обеспечивают токоподвод от батареи 15 к электрозапалу 13, кото20 рый при прохождении через него тока развивает температуру свыше 300 С, чего достаточно поджига термитного заряда в кольцевой оболочке 10. Выделяемое тепло при горении заряда

2 разогревает стальную массивную стенку оболочки 10 и расплавляет наруж- 1-гюю оболочку из легкоплавкого металла. Металл степки кольцевой оболочки 10 приобретает под действием темпе30 ратуры (830-850 с) пластичность и легко раздается, надвигаясь па посадочную головку 4, при этом кольцевые, выступы 12 приходят в соприкосновение с внутренней стенкой обсадной

35 колонны 19. 1-1с1Ц.1тывая нормальное по отноще1шю стенки давление со стороны посадочной головки 4, а также, имея высокую температуру, кольцевые выступы 12 привариваются к стенке об40 садной колонны 19. Под действием - давления в НКТ не только поршень 7 движется вверх относительно посадочной головки 4, но и сама головка 4 д7Я1жстся вниз относительно обсадной

45 коло1 ны, так как НКТ удлиняется под действием давления. Причем в началь 1а1Й момент движения, когда поршень 7 легко поднимает кольцевую оболочку 10, давление в НКТ не возрастает,

50 по в дальнейшем, когда кольцевая оболочка 10 встречает сопротивлетте утолщенной части посадочной головки 4, давление возрастает и НКТ замет- но удлиняется. В момент окончания

55 движения поршня в результате сложного движения кольцевая оболочка 10 не перемещается относительно стенок об- садпой колонны, что также способст3

вует созданию условий диффузионной сварки выступов 12 со стенкой обсадной колонны 19. В конце движения посадочная головка 4 располагается на площадке основания 11. Вытесняемая при движении посадочной головки 4 жидкость выходит в кольцевое пространство через дренажное отверстие 9. Посадка головки 4 на площадку основания 11 создает герметичность над пакерного кольцевого пространства. Между тем возрастающее давление в НКТ срезает шпильку 18, удерживающую седло 16, которое вместе с шаровым клапаном 17 падает на забой, и колонна НКТ готова для эксплуатации скважины. В режиме циклической подачи пара герметичность сохраняется за

4774

счет торцового -уплотнения кольцевого остроконечного выступа на посадочной головке 4 по площадке основания 1I.

При подъеме НКТ под действием осе- вого усилия от кольцевого цилиндра 5 основание 1I разрушается по кольцевой канавке, и колонна НКТ с извлека- е1-1ыми деталями пакера перемещается вверх, а приваренная к обсадной колонне стенка оболочки 10 fie препятствует этому (фиг.З).

При необхо;ц1мости повторной уста- НОВ1Ф пакера его спускают немного выше (на 0,3-0,5 м) или ниже после удаления со стенок обсадной колонны CTapoJi уплотнительной оболочки путем ее разбуривания.

т

Редактор Л.Сабо

Составитель Л.Фарукшин

Техред М. ХодаН№1 Корректор Л.Патай

Зака-з (4600/34Тираж 5Д8 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раутаскап наб., д. 4/5

Ироизводствснно-пол 1графическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фмг.З