ПАКЕР Советский патент 1995 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к пакерам, предназначенным для герметизации затрубного пространства в нефтяных и газовых скважинах.

Целью изобретения является повышение надежности в работе пакера.

На фиг.1 показана конструкция пакера; на фиг.2 сердечник вторичных обмоток (вид А на фиг.1); на фиг.3 схема электрической цепи пакета с электровоспламенителем, герконом и тремя параллельно включенными между собой вторичными катушками.

Конструкция (см. фиг.1) включает корпус 1, выполненный из высокопрочного немагнитного материала, например из титанового сплава. На корпусе размещены резиновый герметизирующий элемент 2, пороховая камера 3 с пороховым зарядом 4, электровоспламенителем 5 и узлом электрического воспламенения, выполненным по трансформаторной схеме с вторичной обмоткой трансформатора, сердечник которой выполнен в виде двух колец 6, между которыми находятся стержни 7 с вторичными обмотками 8. В нижней части пакер оборудован наконечником 9. В пороховой камере размещен также поршень 10 со стопорным элементом 11. Герметизацию посадок осуществляют уплотнительные кольца 12. Спуск пакера в скважину 13 осуществляют на трубах 14.

Первичная обмотка 15 трансформатора размещается на сердечнике, выполненном в виде катушки 16, длина которой равна расстоянию между кольцами 6, что обеспечивает замыкание магнитного потока. Спуск первичной обмотки трансформатора осуществляют на кабеле 17. Конструкция содержит несколько вторичных обмоток (см. фиг.2), на наружной поверхности некоторых из них могут размещаться герконы 18. Для достижения требуемой силы тока в цепи электровоспламенителя (ЭВ) две или более вторичных катушек L1, L2, L3 соединяют параллельно (см. фиг.3). Геркон 18, включенный последовательно в цепь электровоспламенителя, размыкает цепь на все время сборки и спуска пакера в скважину.

Работа пакера происходит следующим образом.

Пакер спускают в скважину 13 в заданный интервал вместе с колонной труб 14. Для приведения пакера в действие в скважину на кабеле 17 спускают первичную обмотку 15. В предполагаемом интервале размещения пакера в первичную обмотку подают переменное напряжение. При прохождении катушки 15 через интервал размещения колец 6 сердечника трансформатора во вторичных обмотках наводится электродвижущая сила. Одновременно от электромагнитного поля первичной катушки замыкаются контакты геркона, подключая электровоспламенитель 5 к вторичной катушке, что приводит к срабатыванию электровоспламенителя. Луч огня его поджигает пороховой заряд 4 и давлением пороховых газов поршень 10 сжимает герметизирующий элемент 2, увеличивая его диаметр до герметичного перекрытия кольцевого зазора между пакером и скважиной. Стопорный элемент 11 удерживает поршень в этом положении и после уменьшения давления пороховых газов.

Какого-либо специального ориентирования первичной катушки относительно вторичной не требуется. Для приведения пакера в действие достаточно через интервал, в котором размещается вторичная обмотка, пропустить первичную обмотку, подключенную в этот момент к источнику переменного напряжения. При совмещении полюсов катушки первичной обмотки с кольцами сердечника вторичной обмотки создаются наиболее благоприятные условия для возбуждения максимального переменного напряжения во вторичной обмотке.

Размещение нескольких групп вторичных катушек, каждая из которых подсоединена к своему электровоспламенителю, дополнительно увеличивает надежность воспламенения заряда пакера.

Отсутствие каких-либо сквозных отверстий в корпусе пакера обеспечивает всей спускаемой в скважину колонне труб равную прочность и герметичность, а наличие в цепи электровоспламенителя геркона обеспечивает безопасность проведения работ.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к пакерам, предназначенным для герметизации затрубного пространства в нефтяных и газовых скважинах. Цель - повышение надежности пакера. Пакер включает корпус 1 с герметизирующим элементом 2, пороховую камеру 3 с пороховым зарядом 4, электровоспламенитель (ЭВ) 5 и узел электрического инициирования. Последний выполнен на трансформаторной схеме с вторичной обмоткой трансформатора, сердечник которой выполнен в виде двух колец 6, между которыми находятся стержни 7 с вторичными обмотками 8. В нижней части пакер оборудован наконечником 9. В пороховой камере 3 размещен поршень 10 со стопорным элементом 11. Сердечник первичной обмотки трансформатора имеет длину, равную расстоянию между кольцами 6 сердечника вторичной обмотки 8. Пакер спускают в скважину. Затем на кабеле 17 в скважину спускают первичную обмотку и подают в нее переменное напряжение. При прохождении катушки 15 через интервал размещения колец 6 сердечника трансформатора во вторичных обмотках 8 находится электродвижущая сила. Одновременно от электромагнитного поля первичной катушки 15 замыкаются контакты геркона, подключая ЭВ 5 к вторичной обмотке. Происходит срабатывание ЭВ 5, поджигается пороховой заряд 4 и давлением пороховых газов поршень 10 сжимает герметизирующий элемент 2, увеличивая его диаметр до герметичного перекрытия кольцевого зазора между пакером и скважиной. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ПАКЕР, содержащий корпус с герметизирующим элементом, пороховой камерой с пороховым зарядом, электровоспламенителем и узлом электрического инициирования, выполненным по трансформаторной схеме, вторичная обмотка и ее сердечник установлены в пороховой камере, а сердечник первичной обмотки трансформатора выполнен в виде катушки, спускаемой в скважину на кабеле, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе пакера, сердечник вторичной обмотки выполнен в виде двух электрически связанных между собой колец и стержней для соединения этих колец, а сердечник первичной обмотки трансформатора имеет длину, равную расстоянию между кольцами сердечника вторичной обмотки, которая размещена на стержнях. 2. Пакер по п. 1, отличающийся тем, что вторичная обмотка выполнена в виде секций, которые соединены между собой параллельно. 3. Пакер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен герконом, который подключен последовательно в цепь электровоспламенителя во вторичной обмотке трансформатора.