Буровое оборудование. Пакер должен выдерживать максимально необходимый перепад давле ния, действующий на него в экстремальных условиях (рабочее давление)
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
434 11 ?????? ? ????? Пакеры применяют для разобщения пластов, изоляции обсадных ко- лонн от воздействия скважинной среды в процессе эксплуатации нефтя- ных, газовых, газоконденсатных скважин, а также для проведения в них ремонтно-профилактических работ и ликвидации поглощений. Пакеры используют для проведения технологических операций по гидроразрыву, кислотной и термической обработкам продуктивного пласта, для выполнения изоляционных работ, гидропескоструйной перфорации, установки проволочных фильтров и клапанов-отсекателей, очистки забоев скважин, газлифтной эксплуатации и т.д. Пакеры спускают в скважину на колонне поднимаемых труб либо вместе с трубами. Проходное отверстие пакера должно позволять беспрепятственно спускать инструмент и обору- дование для проведения необходимых операций освоения и эксплуатации скважин, для ликвидации осложнений или выполнения необходимых тех- нологических операций. Пакер должен выдерживать максимально необходимый перепад давле- ния, действующий на него в экстремальных условиях (рабочее давление). Различают пакеры следующих типов: ПВ – пакер, воспринимающий усилия от перепада давления, направ- ленного вверх; ПН – направленного вниз; ПД – направленного как вниз, так и вверх. Герметичное разобщение пространства эксплуатационной или проме- жуточной обсадной колонны обеспечивается подбором диаметра пакера в соответствии с внутренним диаметром труб, создающим оптимальный за- зор между пакером и стенкой колонны труб, приведенных в табл. 11.1. Для восприятия усилия от перепада давления, действующего на пакер в одном или двух направлениях, пакер должен иметь соответствующее зая- коривающее устройство (якорь), наличие которого в шифре пакера обо- значается буквой «Я». Якори в основном применяют с пакерами типов ПВ и ПН. По способу посадки пакеры подразделяют на гидравлические Г, меха- нические М и гидромеханические ГМ. В зависимости от среды, в которой применяют пакеры, предусматри- ваются следующие исполнения: К1 – углекислотостойкое; К2 и К3 – сероводородостойкое (содержание Н 2 S и CO 2 соответст- венно до 6 и до 25 % по объему каждого); Т – термостойкое. 435 Т а б л и ц а 11.1 Основные параметры пакеров [29] Внутренний диаметр обсадной трубы (мм) по ГОСТ 632–80, при перепаде давления, МПа Условный диаметр обсадной трубы, мм 14 21 35 50 70 Наружный диаметр па- кера, мм 93,9 88 97,1; 99,5 90 114 102,9; 103,9 101,5 – 94 105,6 100 108,6; 112,0 103 127 115,8 114,2 – 107 121,3 118,7 112 121,3 114 140 127,3 125,7 124,3 118 127,1 124,7 118 146 132,1; 133,1 130,7 129,1 122 144,1 136 150,5 147,1 140 168 153,7 150,5 145 148 140 152,4; 154,8 150,4 145 159,4 157,0 150 178 164; 166 161,6 – – 155 163,5 155 168,3 160 174,7 171,9 165 194 178,5 177,1 – 170 190,7 180 196,3 193,7 185 201,3 198,7 – 190 219 203,7; 205,7 – – – – – – 195 195 212,7; 216,9 205 220,5; 222,3 – 210 224,5; 226,7 – – – – – – 215 215 245 228,7 – – – 220 240,1; 242,9 230 245,5; 247,9 – 235 252,7 250,3 – 240 273 258,9 255,3 – – – 245 Пакеры, способные воспринимать усилие от перепада давления, на- правленное как вниз, так и вверх, могут оказаться в скважине и выполнять свои функции и без колонны подъемных труб, которую извлекают после посадки пакера. В таком случае для отсоединения колонны труб от пакера и повторного соединения с ним используют разъединители колонн типов РК, IРК и 3РК, которые устанавливают над пакером. Для подготовки стенок обсадной колонны труб под посадку пакера и якоря с целью обеспечения их надежной работы применяют скважинные инструменты – скребки типа СК и инструмент колонный типа 2НК. Условные обозначения. Пакеры. Первая цифра – номер модели; буквы после цифры – тип пакера (ОСТ 26-16-1615–81); буква Я – наличие заякоривающего устрой- 436 ства; следующая буква – способ посадки пакера (Г – гидравлический, М – механический); буква Р – разбуриваемый пакер; число после тире – наружный диаметр пакера, мм (ОСТ 26-16-1615–81); следующее число – рабочее давление, МПа; последние буквы с цифрой – исполнение по кор- розионной стойкости; НКМ – резьба гладких высокогерметичных насос- но-компрессорных труб по ГОСТ 633–80. Например: 2ПД-ЯГ-136НКМ-35К1. Якори. Я – якорь; Г – с гидравлическим способом посадки; цифра после букв – номер модели; число после тире – наружный диаметр якоря, мм; последующее число – рабочее давление, МПа. Например: ЯГ-118–21. 11.1. ПАКЕРЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ 11.1.1. ПАКЕР ЗАКОЛОННЫЙ ПРОХОДНОЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДВУХМАНЖЕТНЫЙ ТИПА ПГМД Основная область применения пакера типа ПГМД – повышение каче- ства разобщения двух пластов, разделенных тонкими (не более 2–3 м) глинистыми прослоями. Пакер типа ПГМД отличает высокая технологичность в эксплуатации, надежное формирование высокопрочной самоуплотняющейся манжетно- цементной перемычки, свободное регулирование длины перемычки (мини- мальная длина – 500 мм), сохранение герметизирующих свойств перемыч- ки при ее частичном размещении в интервале перфорации. Пакер типа ПГМД (рис. 11.1) состоит из основного корпуса, прикреп- ляемого к обсадной трубе, съемного центратора, уплотнительной манжеты, поршня-клина для расширения манжеты, фиксатора, узла защиты пакера Рис. 11.1. Пакер гидромеханический двухманжетный типа ПГДМ конструкции ОАО НПО « Буровая техника» : 1, 17 – труба обсадная; 2, 16 – фиксатор; 3, 15 – поршень- клин для расширения манжеты; 4, 14 – клапан для подачи ра- бочей жидкости к поршню-клину; 5, 13 – узел защиты пакера от преждевремнного срабатывания; 6, 12 – манжета уплотни- тельная; 7, 11 – корпус составной; 8, 10 – полость для расши- ряющей добавки к тампонажному раствору; 9 – центратор съемный 437 Т а б л и ц а 11.2 Технические характеристики пакеров типа ПГМД Тип пакера Диаметр обсадной колонны, оборудо- ванной пакером, мм Наружный диаметр D, мм Диаметр центратора D ц , мм Диаметр D в , мм Максимальный диаметр скважи- ны в зоне устано- вки пакера, мм ПГДМ-140 ПГДМ-146 ПГМД-146-1 ПГДМ-168 140 146 146 168 184 184 184 200 210 210 210 210 124 124 130 124 220 220 220 240 от преждевременного срабатывания (включает образованное раздвигаемы- ми лепестками подвижное седло для взаимодействия с цементировочной пробкой), клапана для подачи рабочей жидкости к поршню-клину (сраба- тывает при уменьшении давления в обсадной колонне после окончания процесса цементирования скважины), полость для расширяющей добавки к тампонажному раствору (добавка впрыскивается в заколонное межман- жетное пространство при пакеровке скважины). Основные технические характеристики пакера типа ПГМД, устанавли- ваемых на обсадные колонны диаметром 140, 146 и 168 мм, приведены в табл. 11.2. Разработчик и поставщик: ОАО НПО « Буровая техника» . 11.1.2. ПАКЕР ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДВУХМАНЖЕТНЫЙ ПГМД1 Пакер типа ПГМД1 (рис. 11.2) аналогичен по конструкции пакеру типа ПГМД и предназначен для надежной изоляции близкорасположенных про- дуктивных пластов и обеспечивает оптимальные условия формирования цементного кольца в прилегающих зонах, тем самым исключает проникно- вение пластового газа и агрессивных жидкостей в твердеющую тампонаж- ную смесь. Защищает цементный камень от ударной волны при перфора- ции эксплуатационной колонны, сохраняет его контакт с трубами при из- Т а б л и ц а 11.3 Технические характеристики пакеров типа ПГМД1 Показатель ПГМД1.140 ПГМД1.146 ПГМД1.168 Наружный диаметр пакера, мм 184 184 204 Наружный диаметр центратора, мм 210 210 210 Диаметр проходного канала, мм 124 130 144 Длина пакера в рабочем положении, мм 2400 2400 2400 Масса пакера в рабочем положении, кг 80 80 110 Максимальный перепад давления между ра- зобщенными зонами при номинальном ко- эффициенте пакеровки, р, МПа 17,5 17,5 17,5 Управляющее давление установки пакера р упр , МПа, не менее 2,0 2,0 2,0 Максимальное избыточное давление на кор- пус пакера, МПа: внутреннее наружное 35,0 30,0 35,0 30,0 35,0 30,0 Максимальная растягивающая осевая на- грузка на корпус пакера, кН 800 850 950 Коэффициент пакеровки 1,23 1,23 1,23 438 менении осевых нагрузок на обсадную колон- ну, центрирует смежные участки колонны. Введение расширяющейся добавки в межман- жетное пространство при пакеровке скважины позволяет увеличить объем твердеющего там- понажного раствора. Область применения па- керов типа ПГМД1 – скважины с номиналь- ным диаметром 216 мм с обсадными колоннами диаметром 140–168 мм. Основные технические характеристики пакеров типа ПГМД1 приведены в табл. 11.3. Разработчики пакеров типа ПГМД1: АООТ « Тяжпрессмаш» и ОАО НПО « Буровая техни- ка» . Изготовитель: АООТ « Тяжпрессмаш» . 11.1.3. ПАКЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОХОДНОЙ С МАЛОГАБАРИТНЫМ КЛАПАННЫМ УЗЛОМ ТИПА ПГПМ1 Заколонный проходной гидравлический пакер типа ПГПМ1 (рис. 11.3) предназначен для повышения качества изоляции продуктив- ных пластов при креплении скважин с целью предотвращения межпластовых перетоков и затрубных проявлений пластовых флюидов в период твердения цементного раствора, освое- ния и эксплуатации скважин. Основные элементы пакера типа ПГПМ1 – верхний переводник 1, уплотнительный узел 2, узел 3 защиты пакера от преждевременного срабатывания, узел клапанный 5, переводник нижний 6. Основные технические показатели пакера типа ПГПМ1 приведены в табл. 11.4. На рис. 11.4 приведен график изменения давления р на устье скважины в зависимости от времени Т продавливания тампонажного раствора и при приведении пакера ПГПМ1 в действие (1, 2, 3 – операции по приведению пакера в действие). Пакер спускается в скважину в составе эксплуатационной колонны диаметром 146 или 168 мм и устанавливается в заданном интервале. В полость уплотнительного элемента пакера в заво- дских условиях закачивается отверждаемый гидрофобный полимерный со- Рис. 11.2. Пакер гидромеханический двухманжетный типа ПГМД1: 1, 6 – труба обсадная; 2 – поршень-клин для расширения манжеты; 3 – уплотнительная манжета; 4 – муфта соеди- нительная; 5 – втулка защитная 439 Рис. 11.3. Пакер гидравлический проходной с малогабарит- ным клапанным узлом (ПГПМ1): 1 – переводник верхний; 2 – узел уплотнительный; 3 – узел защиты пакера от преждевременного срабатывания; 4 – корпус клапанного узла; 5 – клапанный узел; 6 – пере- водник нижний Рис. 11.4. График изменения давления ( р ) на устье скважи- ны в зависимости от времени Т продавливания тампонаж- ного раствора и при приведении пакера ПГПМ1 в действие: р пр , р пр.к – давление соответственно в процессе продавлива- ния тампонажного раствора и при его окончании (момент «стоп»); 1, 2, 3 – операции по приведению пакера в дейст- вие 440 Т а б л и ц а 11.4 Технические характеристики пакеров типа ПГПМ1 Показатель ПГПМ1-146-1 ПГПМ1-146-2 ПГПМ1-168-1 ПГПМ1-168-2 Наружный диаметр обсадной колонны, мм 146 168 Максимальный перепад давления между разоб- щенными зонами при номинальном коэффициенте пакеровки (1,27), МПа: в пакере, заполненном ОГПС в пакере без заполнения ОГПС 25 15,0 ? /17,5 25 15,0 ? /17,5 Диаметр проходного канала пакера, мм 124–127 144 Давление избыточное внутри уплотнительного элемента при пакеровке скважины, МПа 2–15 2–15 Максимальный коэффициент пакеровки 1,45 1,45 Максимальная рабочая температура, °С 100 ? /150 100 ? /150 Максимальное избыточное давление на корпусе пакера, МПа: внутреннее наружное 35 30 35 30 Максимальная растягивающая нагрузка на корпус пакера, тс 85 95 Длина в рабочем положении, мм 5080 ? /3260 3500 Масса, кг 230 275 ? В числителе приведены показатели, относящиеся к пакерам ПГПМ1-146-1 и ПГПМ1- 168-1. став (ОГПС), полимеризация которого происходит только в присутствии продавочной жидкости, попадающей в пакер из внутреннего колонного пространства при его срабатывании. Таким образом существенно повыша- ется долговечность и надежность работы пакера. Разработчик: ОАО НПО « Буровая техника» . Изготовитель: АООТ « Тяжпрессмаш» . 11.1.4. ПАКЕРЫ ЗАКОЛОННЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТИПОВ ПЗГ И ПЗМ Пакер типа ПЗГ (рис. 11.5) предназначен для установки в составе об- садной колонны как в интервале цементирования, так и вне его, для обес- печения надежной изоляции продуктивных пластов. Кроме функции ра- зобщения пластов и предотвращения межпластовых перетоков жидкостей и газа пакер обеспечивает оптимальные условия для формирования Т а б л и ц а 11.5 Технические характеристики пакеров типа ПЗГ Показатель ПЗГ-140-1 ПЗГ-140-2 ПЗГ-140-3 ПЗГ-146-1 ПЗГ-146-2 ПЗГ-168-1 ПЗГ-168-2 ПЗГ-168-3 ПЗГ-178-1 ПЗГ-178-2 Наружный диаметр, мм, не более 177 177 172 177 177 200 198 200 203 209 Диаметр проходного канала, мм, не менее 120 124 120 126 130 144 144 150 155 155 Максимальный перепад давления между разобщенными пакером зонами, МПа 17,5 17,5 12,0 17,5 12,0 17,5 12,0 12,0 15,0 12,0 441 цементного кольца в прилегающей к пакеру зоне затрубного пространства. В частности, исключает возможность проникновения газа и агрессивных жидкостей в твердеющую тампонажную смесь, центрирует обсадную колонну в скважине и вы- зывает образование над ним зоны седиментаци- онного уплотнения смеси. В составе обсадной колонны, при необходи- мости, может быть больше одного пакера типа ПЗГ. Пакер может быть использован отдельно, а также совместно с муфтой ступенчатого или манжетного цементирования. Пакер типа ПЗГ состоит из корпуса 2, на обеих концах которого выполнены присоедини- тельные резьбы обсадных труб по ГОСТ 632–80. Сверху к корпусу навинчивается муфта 1. На корпус установлен уплотнительный элемент 4, крепление которого осуществляется с помощью подвижного 3 и неподвижного 6 обжимных ста- канов. Фиксация нижнего стакана осущест- вляется с помощью полого срезного штифта 9, в котором установлен клапанный узел 7, исполь- зуемый для подачи жидкости к каналу 5 подвода жидкости под уплотнитель. По своему назначению и способу приведе- ния в действие пакер типа ПКЗ аналогичен се- рийному пакеру типа ПГП и отличается меньшей длиной, весом, отсутствием в проходном канале подвижных деталей, которые могут быть сдвину- ты или повреждены в процессе эксплуатации. Кроме того, отличительной особенностью этого пакера является возможность его использования вне зоны цементирования, пакеровка давлением, не превышающим допустимого для уплотнитель- ного элемента и возможность ступенчатой пакеровки с разрывом во вре- мени после цементирования. Пакер типа ПЗГ создан для обсадных колонн диаметром 140, 146, 168 и 178 мм. Основные параметры пакера типа ПЗГ приведены в табл. 11.5. Изготовитель: ОАО НПО « Буровая техника» . Пакер типа ПЗМ предназначен для обеспечения высокой технологич- ности изоляции продуктивного пласта перед гидравлическими разрывами или нагнетанием вытесняющих агентов при особо интенсивных режимах эксплуатации скважин. В составе пакера устанавливаются один или несколько модулей надув- Рис. 11.5. Пакер типа ПЗГ: 1 – муфта обсадной колонны; 2 – корпус; 3 – подвижный обжимной стакан; 4 – уплотнительный элемент; 5 – канал для подвода жидкости; 6 – неподвижный обжимной стакан; 7 – узел клапанный; 8 – резьба обсадных труб; 9 – полый срезной штифт 442 ных уплотнительных элементов рукавного типа. Уплотнительные элементы автоматически заполняются тампонажным раствором из заколонного про- странства скважины при заданных изменениях давления в обсадной ко- лонне сразу после окончания процесса цементирования скважины. На рис. 11.6 показаны пять позиций последовательности выполнения Рис. 11.6. Последовательность выполнения операций при использовании пакера заколонного проходного гидравлического многомодульного типа ПЗМ: а – раствор тампонажный; б – жидкость продавочная; I – процесс цементирования сква- жины; II – момент окончания цементирования скважины; III – приведение в действие за- трубного перекрывателя; IV – процесс пакеровки скважины (продавливания тампонажного раствора через модули уплотнительных элементов); V – момент окончания пакеровки сква- жины; 1 – клапан регулировочный; 2, 4, 8 – модули уплотнительных элементов; 3, 6 – кла- паны редукционные; 5 – пробка цементировочная специальная; 7 – корпус пакера; 9 – впу- скной канал; 10 – затрубный перекрыватель; 11 – клапан, защищенный сбивным элементом; 12 – верхний ограничитель перемещения цементировочной пробки; 13 – нижний ограничи- тель перемещения цементировочной пробки; 14 – обратный клапан обсадной колонны; 15 – башмак обсадной колонны 443 Т а б л и ц а 11.6 Технические характеристики пакеров типа ПЗМ Тип пакера Диаметр обсадной колонны, обору- дованной паке- ром, мм Наружный диаметр пакера, мм Внутренний диаметр па- кера, мм Максимальный диаметр скважи- ны в зоне уста- новки пакера, мм Длина пакера в рабочем положении, мм ПЗМ-140 ПЗМ-146 ПЗМ-168 140 146 168 178 178 198 124 124 144 245 245 275 9300 9300 9300 работ по цементированию обсадных колонн диаметром 140–168 мм с ис- пользованием пакера типа ПЗМ. В частности, на нем показаны: корпус па- кера, комплекты уплотнительных элементов (могут содержать расширяю- щуюся добавку для тампонажного раствора), затрубный перекрыватель (направляет в модули уплотнительных элементов поток тампонажного рас- твора, вытесняемого из-под пакерной зоны), клапан, защищенный сбивным элементом (обеспечивает приведение в действие затрубного перекрывате- ля), регулировочный клапан (поддерживает заданное давление в модулях уплотнительных элементов при продавливании через них тампонажного раствора), редукционные клапаны (обеспечивают рациональный режим за- полнения модулей уплотнительных элементов тампонажным раствором и поддержание в них необходимого рабочего давления), впускной клапан, специальная цементировочная пробка, верхний ограничитель перемещения цементировочной пробки (снабжен разрушаемым фиксатором пробки, обеспечивающим создание в обсадной колонне давления, необходимого для приведения в действие затрубного перекрывателя), нижний ограничитель перемещения цементировочной пробки (после окончания процесса цемен- тирования скважины обеспечивает открытие дополнительных циркуляци- онных отверстий обсадной колонны для отбора в нее рабочей порции там- понажного раствора), обратный клапан обсадной колонны, башмак обсад- ной колонны. Основные технические характеристики пакеров типа ПЗМ приведены в табл. 11.6. Разработчик: ОАО НПО « Буровая техника» . Изготовитель: АООТ « Тяжпрессмаш» . 11.1.5. ЗАКОЛОННЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПАКЕР ТИПА ПДМ ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО И МАНЖЕТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН Пакеры типа ПДМ (рис. 11.7) обеспечивают проведение двухступенча- того и манжетного цементирования скважины с созданием герметичной перемычки в заколонном пространстве над поглощающими и проявляю- щими пластами. Конструктивная простота уплотнительного элемента соче- тается с его надежностью при пакеровке в устойчивом стволе скважины и предыдущей обсадной колонне. Эффективность пакера доказана при цементировании скважин на ме- сторождениях Северного Кавказа, Пермской области и шельфа Вьетнама. Разработан размерный ряд пакеров на эксплуатационные колонны. Основные технические характеристики пакера приведены в табл. 11.7. Выполняется разработка размерного ряда пакеров на обсадные колонны, используемые для промежуточных колонн. 444 Разработан также размерный ряд гидромеханических пакеров типа ПДМ1 на эксплуатационные колонны. Основные параметры пакера типа ПДМ1 приведены в табл. 11.8, а общий вид – на рис. 11.8. Изготовители: ОАО НПО « Буровая техника» . АООТ « Тяжпрессмаш» – типа ПДМ. Рис. 11.7. Заколонный гидравлический па- кер типа ПДМ для ступенчатого и манжет- ного цементирования скважин: 1 – переводник верхний; 2 – втулка защит- ная; 3 – корпус патрубка; 4 – седло верх- нее; 5 – втулка верхняя; 6 – отверстие циркуляционное; 7 – винт срезной; 8 – втулка нижняя (верхняя); 9 – седло нижнее; 10 – кольцо упорное; 11 – канал корпуса впускной; 12 – канал осевой; 13 – уплотни- тель рукавный; 14 – патрубок уплотнителя; 15 – переводник нижний; 16 – пробка за- порная; 17 – пробка падающая; 18 – пробка продавочная Рис. 11.8. Пакер гидромеханический типа ПДМ1 для ступенчатого и манжетного це- ментирования скважин: 1 – переводник верхний; 2 – втулка защит- ная; 3 – корпус клапана; 4 – седло верхнее; 5 – втулка верхняя; 6 – отверстия цирку- ляционные; 7 – винты срезные; 8 – втулка нижняя; 9 – седло нижнее; 10 – кольцо упорное; 11 – канал впускной; 12 – кожух; 13 – поршень кольцевой; 14 – фиксатор; 15 – упоры верхний и нижний; 16 – уплот- нительный элемент секционный; 17 – кор- пус уплотнительного элемента; 18 – пере- водник нижний; 19 – пробка (запорная) верхняя; 20 – пробка падающая; 21 – проб- ка продавочная нижняя 445 Т а б л и ц а 11.7 Технические характеристики пакеров типа ПДМ Тип пакера Диаметр обсадной колонны, мм Наружный диаметр пакера, мм Внутренний диаметр пакера, мм Длина паке- ра, мм Масса паке- ра, кг Длина уп- лотнителя пакера, мм ПДМ 140 139,7 172 120 3250 200 1190 ПДМ 140-1 139,7 177 120 3320 230 1190 ПДМ 140-2 139,7 177 124 3320 215 1190 ПДМ 146 146,0 177 130 3250 230 1190 ПДМ 146-1 146,0 177 126 3320 250 1190 ПДМ 146-2 146,0 183 126 3250 250 1190 ПДМ 168-1 168,3 200 150 3250 270 1190 ПДМ 168-2 168,3 198 144 3250 280 1190 ПДМ 168-3 168,3 200 144 3250 300 1190 ПДМ 178-1 177,8 203 155 3320 245 1190 ПДМ 178-2 177,8 209 155 3320 280 1190 Т а б л и ц а 11.8 Технические характеристики пакеров типа ПДМ1 Тип пакера Диаметр обсад- ной колонны, мм Наружный диа- метр пакера, мм Внутренний диаметр пакера, мм Длина пакера в рабочем поло- жении, мм ПДМ1-127 127,0 162 108 2150 ПДМ1-140 139,7 175 120 2650 ПДМ1-146 146,0 190 130 2650 ПДМ1-168 168,3 200 150 2650 ПДМ1-178 177,8 210 160 2650 ПДМ1-219 219,1 250 195 2650 ПДМ1-245 244,5 275 220 2650 ПДМ1-273 273,1 305 250 2650 11.1.6. ПАКЕР ТИПА ПДМ-114 (127, 140) ДЛЯ МАНЖЕТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИН Пакеры типа ПДМ-114 (127, 140) (рис. 11.9) предназначены для ман- жетного цементирования при креплении дополнительных стволов скважин хвостовиками (потайными колоннами) диаметром 114, 3 мм, 127 и 139,7 мм с подвеской их в обсадных колоннах диаметром 168,3 мм, 193,7 и 219,1 мм. Хвостовик с технологической оснасткой и на его нижнем конце пакером и устройством для спуска и подвески хвостовика на его верхнем конце спус- кается в скважину на колонне бурильных труб диаметром 89,3–114,3 мм. Конструктивная надежность пакеров сочетается с технологичностью и эффективностью их применения с устройством для их спуска и подвески Т а б л и ц а 11.9 Технические характеристики пакеров типа ПДМ-114 (127, 140) Тип пакера Диаметр обсад- ной трубы, мм Наружный диа- метр пакера, мм Внутренний диа- метр пакера, мм ? Длина пакера в рабочем положе- нии, мм ПДМ-114 114,3 130 94 2950 ПДМ-127 127,0 150 106 3170 ПДМ-140 139,7 170 120 3170 ? Без учета разбуриваемых деталей (не менее). 446 хвостовиков, особенно при креплении дополнительных стволов скважин. Основные технические характеристики параметров типа ПДМ-114 (127, 140) приведены в табл. 11.9. Изготовитель: ОАО НПО « Буровая техника» . 11.1.7. ПАКЕРЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ТИПОВ ПГБ И ПГБ1 ДЛЯ БАШМАКА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ Пакеры типов ПГБ и ПГБ1 (рис. 11.10) предназначены для герметиза- ции заколонного пространства скважины за башмаком промежуточной об- садной колонны и предотвращения разрушения цементного кольца за ним при ее дальнейшем углублении. Пакеры устанавливаются непосредственно над башмаком технической колонны и приводятся в действие в момент окончания процесса цементи- рования скважины. Конструктивная простота пакера сочетается с технологичностью его применения при креплении скважин промежуточными обсадными колон- нами. В отличие от ПГБ пакер типа ПГБ1 снабжен специальным башмач- Рис. 11.9. Пакеры типа ПДМ-114 (127, 140) для манжетного цементирования дополни- тельных стволов: 1 – переводник верхний; 2 – корпус; 3 – седло верхнее; 4 – фиксатор; 5 – втулка верхняя; 6 – втулка нижняя; 7 – отверстие циркуляционное; 8 – винт стопорный; 9 – кольцо упорное; 10 – винт срезной; 11 – седло нижнее; 12 – клапан впускной; 13, 14 – каналы впускные; 15 – кольцо упорное; 16 – корпус уплотнителя; 17 – уплотнитель рукавный; 18 – кольцо; 19 – переводник нижний; 20 – пробка продавочная; 21 – пробка подвесная; 22 – пробка падающая; 23 – шток падающий 447 Т а б л и ц а 11.10 Технические характеристики пакеров типа ПГБ Тип пакера Диаметр обсадной колонны, мм Наружный диа- метр пакера, мм Внутренний диа- метр пакера, мм Длина пакера, мм ПГБ-219 219,1 250 195 2860 ПГБ-245 244,5 275 220 2860 ПГБ-273 273,1 305 250 2860 ПГБ-299 298,5 335 275 2860 ПГБ-324 323,9 360 300 2860 ПГБ-340 339,7 375 315 2860 ным патрубком для цементирования обсадных колонн с двумя продавоч- ными пробками. Разработан размерный ряд пакеров типа ПГБ (ПГБ1) для обсадных ко- лонн диаметром от 219 до 340 мм. Основные технические характеристики пакеров типа ПГБ приведены в табл. 11.10. Изготовитель: ОАО НПО « Буровая техника» . Рис. 11.10. Пакер гидромеханический типа ПГБ (ПГБ1) конструкции ОАО НПО « Буровая техника» для изоля- ции башмака обсадной колонны: 1 – пробка; 2 – корпус клапана; 3 – пробка срезная; 4 – золотник; 5 – корпус пакера; 6 – поршень кольце- вой; 7 – кожух; 8 – фиксатор; 9 – пакерующий элемент; 10 – упор; 11 – переводник; 12 – пробка прода- вочная; 13 – патрубок с упорным кольцом 448 11.1.8. ПАКЕРЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН В НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ Пакер типа ПЗКН предназначен для защиты эксплуатационных ко- лонн диаметром от 114,3 до 168,3 мм от динамического давления при закач- ке воды в нагнетательную скважину. Пакер состоит из корпуса с набором резиновых уплотнителей, якорного узла, верхнего и нижнего присоедини- тельных переводников и ряда других комплектующих деталей. Основные технические характеристики пакеров типа ПЗКН приведен в табл. 11.11. Изготовитель: АООТ « Тяжпрессмаш» . Пакеры гидравлические типа ПНС и ПНСМ предназначены для ра- зобщения подпакерной зоны и межтрубного кольцевого пространства на- гнетательной скважины с целью предотвращения воздействия высокого давления на эксплуатационную колонну. Пакеры также применяются для проведения различных обработок призабойной зоны и выполнения ряда технологических операций при строительстве и ремонте нефтяных и газо- вых скважин. Конструкция пакера рассчитана на многократное примене- ние в эксплуатационных колоннах диаметром 146 (ПНС-01, ПНСМ-01), 168 (ПНС-02, ПНСМ-02) и 140 (ПНС-03, ПНСМ-03) мм при перепаде давле- ния до 35 МПа и температуре до 100 ° С [49]. Применение пакера позволяет исключить порывы эксплуатационной колонны и увеличить давление закачки жидкости в пласт. Посадка пакера осуществляется с помощью гидравлики. Глубина по- садки пакера в скважине не ограничивается. Съем осуществляется пере- мещением вверх тяговым усилием до 7 т. Для аварийного отсоединения колонны НКТ от пакера предусмотрен переводник с левой резьбой. Основные параметры пакеров типа ПНС (ПНСМ) приведены в табл. 11.12. Изготовители: ОАО « Нефтемаш» (Тюмень) – пакер ПНСМ. ОАО « Опытный завод « Электрон» – пакер ПНС. Пакер гидравлический типа ПВ-ЯГ-Г-122–70 предназначен для уста- новки в эксплуатационной колонне диаметром 146 мм с целью защиты от воздействия высокого давления в процессе проведения технологических операций при гидравлическом разрыве пласта [49]. Пакер длиной 2150 мм с наружным диаметром корпуса 122 мм и внут- Т а б л и ц а 11.11 Технические характеристики пакеров типа ПЗКН Показатель ПЗКН-114 ПЗКН-127 ПЗКН-146 ПЗКН-168 Условный диаметр обсадной колонны, мм 114 127 140 и 146 168 Наружный диаметр пакера, мм 94 (90) 103 (107) 122 (118) 144 (140) Длина пакера, мм 1340 ±8 1390 ±8 1500 ±8 1540 ±8 Масса пакера, кг 28 ±3 35 ±3 53 ±5 72 ±5 Максимальный перепад давления на уп- лотнительные элементы пакера, МПа 35 35 35 35 Максимальная рабочая температура, °С 120 120 120 120 Примечания: 1. В скобках указан наружный диаметр, имеющий комплект сменных частей ПЗКН.080. 2. Погрешность измерения величины давления ± 2,5 % по ГОСТ 14169–79. 449 Т а б л и ц а 11.12 Технические характеристики пакеров типа ППГУ и ПНС Показатель ППГУ-140 ППГУ-146 ППГУ-168 ПНС-01 ПНС-02 ПНС-03 Наружный диаметр, мм, не бо- лее 180 180 200 120 140 114 Диаметр проходного канала, мм 120+0,22 124+0,25 144+0,25 – – – Длина в рабочем положении, мм, не более 4100 4100 4100 1300 1300 1300 Максимальный перепад давле- ния между разобщенными зо- нами при номинальном коэф- фициенте пакеровки (1,27), МПа 21 21 21 35 35 21 Максимальное внутреннее из- быточное давление на корпус пакера, МПа 35 35 35 35 35 35 Максимальная растягивающая осевая нагрузка на корпус па- кера, кН 800 850 950 800 800 800 Масса в сборе, кг, не более 220 220 260 75 95 60 ренним проходом 50 мм рассчитан на рабочее давление 70 МПа и имеет две секции гидроприводных фиксирующих устройств. Максимальная тем- пература применения пакера – до 100 ° С. Масса – 118 кг. Изготовитель: ОАО « Сарапульский машзавод» . 11.1.9. ПАКЕР ПРОХОДНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТИПА ППГУ Пакер ППГУ (рис. 11.11) предназначен для проведения следующих работ: исключения заколонных перетоков и проявлений пластовых флюидов во всей зоне цементирования скважины; заданного (оптимального) уменьшения репрессии на пласт – эксплуа- тационный объект в период ОЗЦ с сохранением под пакером столба там- понажного раствора, исключающего возникновение заколонных перетоков между разнонапорными пластами продуктивной зоны; разобщения пластов выше и ниже зоны цементирования, а также без цементирования скважины; сохранения уровня столба тампонажного раствора в заколонном про- странстве; высокотехнологичного (без бурения в обсадной колонне) манжетного и ступенчатого цементирования скважин (в комплексе с проходной цемен- тировочной муфтой типа МЦП); дополнительного повышения или восстановления герметизирующей способности крепи с наименьшими затратами путем допакеровки скважи- ны при ее освоении и эксплуатации. Пакер состоит из двух основных узлов: клапанного и уплотнительного. Клапанный и уплотнительный узлы пакера соединены между собой с по- мощью резьбы. Основные технические характеристики пакеров типа ППГУ приведены в табл. 11.12. Пакер устанавливается в составе колонны обсадных труб в любом за- данном интервале глубины ствола скважины. 450 Рис. 11.11. Пакер заколонный универсальный типа ППГУ: 1 – переводник присоединительный верхний; 2 – пробка срезная (полая); 3 – седло; 4 – втулка; 5 – корпус-патрубок; 6 – клапан предохранительный; 7 – клапан уплотнительный; 8 – клапан пакеровки- допакеровки; 9 – обжимная обойма стальная подвиж- ная; 10 – корпус; 11 – элемент уплотнительный; 12 – обжимная обойма стальная неподвижная; 13 – пере- водник присоединительный нижний Наибольший эффект достигается при при- менении пакеров в средней и верхней зонах интервалов скважин диаметром от 190,5 до 244,5 мм, которые крепятся обсадными ко- лоннами диаметром 140 и 146 мм, и скважин диаметром от 216 до 270 мм, которые кре- пятся обсадной колонной диаметром 168 мм. Изготовители: ОАО НПО « Буровая техника» . АООТ « Тяжпрессмаш» . 11.1.10. ПАКЕР ППДС Пакер типа ППДС (рис. 11.12) предна- значен для поддержания пластового давления в нагнетательных скважинах, а также для защиты эксплуатационных колонн от дина- мических нагрузок в нагнетательных и экс- плуатационных скважинах при закачке жид- костей и газожидкостных смесей и гидрав- лических разрывах пластов. Пакер типа ППДС разработан и выпус- кается для эксплуатационных колонн диа- метром 140, 146 и 168 мм. Основные техни- ческие характеристики этих пакеров приве- дены в табл. 11.13. Разработчик и изготовитель: ОАО НПО « Буровая техника» . Т а б л и ц а 11.13 Технические характеристики пакеров типа ППДС Показатель ППДС-146 ППДС-168 Диаметр эксплуатационной колонны, мм 140, 146 168 Наружный диаметр пакера (по уплотнительным манжетам), мм 122 (118) 144 (140) Наружный диаметр пакера (по корпусу), мм 116 136 Длина пакера, мм 1500 1540 Масса пакера, кг 55 75 Максимальный перепад давления на уплотнительные элементы пакера, МПа 50 50 Максимальная рабочая температура, °С 100 100 451 Рис. 11.12. Пакер типа ППДС в сборе конструкции ОАО НПО « Буровая техника» : 1 – переводник верхний; 2 – якорный узел верхний; 3 – узел уплотните- лей; 4 – якорный узел нижний; 5 – резьба присоединительная 11.1.11. ПАКЕР ПВМ-ЯГ Пакер типа ПВМ-ЯГ представляет собой извлекаемый подвесной пакер с механическим приводом и предназначен для проведения работ по гидроразрыву пластов при капи- тальном ремонте и восстановлении скважин с эксплуатаци- онной колонной диаметром 146 мм (ПВМ-ЯГ122Ч700) и 140 мм (ПВМ-ЯГ118Ч700). Основные технические характерис- тики пакера типа ПВМ-ЯГ приведены в табл. 11.14. Пакер типа ПВМ-ЯГ можно использовать для цементи- рования скважин под давлением, кислотной обработки при- забойной зоны и опрессовки обсадных труб на давление в пределах его характеристики. Изготовители: АООТ « Тяжпрессмаш» . ОАО « Нефтекамский завод НиГМаш» – типа ПВМ-118 (122, 136, 140). АО « Синергия» – типа 2ПВМ-118(122, 140)-50. Т а б л и ц а 11.14 Технические характеристики пакера типа ПВМ-ЯГ Показатель ПВМ-ЯГ122х700 ПВМ-ЯГ118х700 Внутренний диаметр эксплуатационной колонны, в которой устанавливается пакер, мм, не более 132 124 Условный проход, мм, не менее 45 45 Рабочее давление, МПа 70 70 Максимальная осевая нагрузка (сверху) на пакер, кН, не более 120 120 Рабочая среда Нефть, газоконденсат, пластовая вода, растворы специальные Максимальная температура рабочей среды, °С, не более 90 90 Температура окружающей среды, °С От –40 до +45 Наибольший наружный диаметр корпуса пакера, мм, не более 122 118 Длина пакера, мм, не более 1600 1600 Масса пакера, кг 78 75 11.1.12. ПАКЕР ВЕРХНИЙ РАЗБУРИВАЕМЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ТИПА ПВРМ Пакер типа ПВРМ (рис. 11.13) предназначен для герметизации обсад- ной колонны. В состав его входит клапан, позволяющий осуществлять це- ментирование при ремонте скважины. Установка пакера, а также откры- 452 Рис. 11.13. Пакер верхний разбуриваемый механический типа ПВРМ с установочным устройством: а – пакер ПВРМ с якорным устройством; б – установочное устройство тие и закрытие клапана производится с помощью устано- вочного устройства. Основные параметры пакеров типа ПВРМ приведены в табл. 11.15. Изготовитель: ЗАО завод « ИЗМЕРОН» . 11.1.13. ПАКЕРЫ ЗАКОЛОННЫЕ ТИПОВ ПЗ-168Ц И ПЗ-216 Пакер заколонный типа ПЗ-168Ц (рис. 11.14) предназначен для на- дежного разобщения вскрытых продуктивных пластов от затрубного про- странства спущенной обсадной колонны на период затвердения цементного раствора с целью исключения возможности возникновения заколонных перетоков пластового флюида. Климатическое исполнение пакера – УХЛ по категории размещения 1 и группе условий эксплуатации 5 по ГОСТ 15150–69. Пакер состоит из цилиндрического ствола 1 с центральным осевым и ступенчатым радиальным каналами, а также присоединительными резьба- ми на концах. Снаружи на стволе концентрично установлены металличе- ские корпусы 3 и 5, концы которых крепятся к стволу с помощью конусов и гаек 2 и 6. А между ними установлена металлическая гильза 4, играющая функции пакера. В ступенчатом радиальном канале ствола размещен об- ратный клапан. Пакер устанавливается в нижней части обсадной колонны выше коль- ца «стоп». Колонну труб спускают в скважину, осуществляют промывку, а затем закачивают цементный раствор. После продавки разделительной пробки и посадки ее на кольцо «стоп» продолжают плавно увеличивать из- быточное давление внутри обсадной колонны до расчетной величины. При этом продавочная жидкость из трубного канала через обратный клапан по- ступает в полость между стволом и внутренней гильзой пакера. Под дейст- вием избыточного внутреннего давления оба цилиндра начинают деформи- Т а б л и ц а 11.15 Технические характеристики пакеров типа ПВРМ ЗАО завод « ИЗМЕРОН» Параметр ПВРМ-120 ПВРМ-140 Разность давлений над пакером и под ним, МПа 21; 35; 70 21; 35 Наружный диаметр, мм 120 140 Длина, мм 510 640 Присоединительная резьба по ГОСТ 633–80 Гладких НКТ 60 Гладких НКТ 73 453 Рис. 11.14. Пакер заколонный типа ПЗ-168Ц: 1 – ствол; 2, 6 – гайки верхняя и нижняя; 3, 5 – корпус; 4 – цилиндрическая гильза роваться в радиальном направлении, увеличивая свой наружный диаметр, и плотно прижимаются к стенкам скважины. Это обеспечивает на- дежную герметизацию заколонного пространства над продуктивным пластом. После достижения расчет- ной величины избыточного давления процесс закачки продавочной жид- кости прекращают и после 5-ми- нутной выдержки избыточное дав- ление внутри обсадной колонны стравливают полностью. При этом обратный клапан обеспечивает со- хранение избыточного давления внутри пакера. Скважину оставляют в покое на время ОЗЦ, необходимое для схватывания цементного раствора. Дальнейшие работы на скважине проводятся в соответствии с принятым регламентом. Основные параметры пакера ПЗ-168Ц приведены в табл. 11.16. Разработчик: ООО « Фирма « Подземнефтегазсервис» . Изготовитель: Воронежский механический завод. Пакер заколонный типа ПЗ-216 предназначен для герметизации зако- лонного пространства обсадных колонн диаметром 140 и 146 мм с целью разобщения пластов в вертикальных, наклонно направленных и горизон- тальных скважинах. Число устанавливаемых пакеров зависит от особенностей строения геологического разреза скважины. Основные параметры пакера ПЗ-216 приведены в табл. 11.16. Изготовитель: ОАО « Татнефть» . |