Термостойкий пакер

Термостойкий пакер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) д114 Е 2l В 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3729150/22-03 (22) 12,04.84 (46) 23.08.86.Бюл. 9 31 (7l) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" (72) В.M.Ùàïèí, В.Н.Коршунов, В.А.Г финский и A.À.Áåëãîâ (53) 622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 768937, кл . В 21 В 33/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1153040, кл. F. 21 В 33/12, 1983. (54)(57) ТЕРМОСТОЙКИР ПАКЕР, содержащий корпус, установленные на нем посадочную головку, уплотнительную оболочку с кольцевыми выступами на наружной поверхности и с основанием и кольцевой гидроцилиндр с поршнем, соединенным жестко с основанием уплотнительной оболочки, о т л и ч аю шийся тем, что, с цепью повышения надежности герметизации в условиях циклического изменения температуры в скважине, пакер снабжен концентрично установленной относительно уплотнительной оболочки наружной оболочкой из легкоплавкого металла, образующей с уплотнительной оболочкой кольцевую полость, заполненную термитным зарядом с электрозапалом, и микровыключателем, установленным с возможностью взаимодействия с поршнем.

1 12

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к скважипным пакерую|пим устройствам, применяемым при эксплуатации скважин с помощью нагнетания в пласт теплоносителей.

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

На фиг.1 показан пакер в транспортном положении; на фиг.2 — то же в рабочем положении; на фиг ° 3 — то же после распакеровки и перед подъемом элементов пакера из скважины.

Термостойкий пакер состоит иэ корпуса 1, центральный канал которого является продолжением трубной полосг» насоснокомирессорных труб (liKT)

2, соединяемых с корпусом 1 посредством муфт 3. В верхней части корпуса 1 и ттолнена посадочная головка 4, в нижней — кольцевой цилиндр 5, по.тость которого сообщается через отверстие 6 с полостью ИКТ. В кольцеВоМ цилиндре 5 размещен поршень 7 с уплотнительными элементами 8 н дреI наж ым отверстием 9. Поршень 7 несет на себе кольцевую уплотнительную оболочку 10 с основанием 11. Кольцевая оболочка 10 образована стальной внутренней уплотнительной оболочкой, имеющей остроконечные кольцевые выступы

12, н наружной оболочкой из металла более легкоплавкого, чем сталь (например, цинк, латунь). Оболочка 10 заполнена зарядом термитной смеси, например-, следующего состава, мас.X:

Иатриевая селитра 19

Ллюминий, порошок 16,5

Древесные опилки 23,5

Отработанное ма1пишное масло 12,5

Керосин 4,5

Окись март анца Остальное

Терьп тный заряд имеет пастообразное и гидрофобное состояние с темпео ратурой воспламенения около 300 С и количеством выделяемого тепла

2647 ккал/кг.

Внутри термитного заряда помещен электроэапал 13, один токоподвод которого эаземлен", 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

55 среэной шпильки 18. Показана также обсадная колонна 19.

Пакер работает следующим образом, После опускания термостойкого пакера в скважину, заполненную жидкостью на заданную глубину, в НКТ бросают шаровой клапан 17, который, перекрывая отверстие в седле 16, прерывает циркуляционтяпй поток. Давление в НКТ вьппе клапана возрастает и воздействует через отверстие 6 на поршень 7, заставляя его подниматься ввех вместе с кольцевой оболочкой 10.

Надвигаясь снизу вверх на посадочную головку 4, кольцевая оболочка 10 своим основанием 11 приводит в действие микровыключатель 14, его контакты за-., иьц<аются и обеспечивают токоподвод от батареи 15 к электрозапалу 13, который при прохождении через него тока о развивает температуру свыше 300 С, чето достаточно для поджига термитного заряда в кольцевой оболочке 10.

Вь1деляемое тепло при горении заряда разогревает стальную массивную стенку оболочки 10 и расплавляет наружнюю оболочку из легкоплавкого металла. Металл степки кольцевой оболочки

10 приобретает под действием температуры (830-850 "С) пластичность и легко раздается, надвигаясь на посадочвую головку 4, при этом кольцевые. выступы 12 приходят в соприкосновение с внутренней стенкой обсадной колонны 19. Испытывая нормальное по отношению стенки давление со стороны посадочной головки 4, а также, имея высокую температуру, кольпевые гыступы 12 привариваются к стенке обсадной колонны 19. Под действием давления в ИКТ не только поршень 7 движется вверх относительно посадочной головки 4, но и сама головка 4 движется вниз относительно обсадной колонны, так как ИКТ удлиняется под действием давления. Причем в началь ный момент движения, когда поршень

7 легко поднимает кольцевую оболочку 10, давление в НКТ не возрастает, но в дальнейшем, когда кольцевая оболочка 10 встречает сопротивление утолптенной части посадочной головки

4, давление возрастает и HKT замет но удлиняется. В момент окончания движения поршня в результате сложного движения кольцевая оболочка 10 не перемещается относительно стенок обсадной колонны, что также способст1252477

11

19

5

8

Б

17

18

3

Фиа 2 вует созданию условий диффузионной сварки выступов 12 со стенкой обсадной колонны 19. В конце движения посадочная головка 4 распопагается на площадке основания ll. Вытесняемая при движении посадочной голонки 4 жидкость выходит в кольцевое пространство через дренажное отверстие 9.

Посадка головки 4 на площадку основания 11 создает герметичность над- 10 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 кО- . 15 лонна НКТ готова для эксплуатации скважины. В режиме циклической подачи пара герметичность сохраняется эа счет торцового, уплотнения кольцевого остроконечного выступа на посадочной головке 4 по площадке основания 11.

При подъеме НКТ под действием осеного усилия от кольцевогo цилиндра 5 основание ll разрушаетгя по кольцевой канавке, и колонна HKT с извлекаемыми деталями пакера перемещается вверх, а приваренная к обсадной колонне стенка оболочки 10 не препятствует этому (фиг.3).

При необходимости повторной установки пакера его спускают немного выше (на 0,3-0,5 и) или ниже после удаления со стенок обсадной колонны старой уплотнительной оболочки путеM ее разбуривания.

1252477

12

12

Составитель Л.Фарукшин

Техред N.Ходанич Корректор JI.Патай

Редактор Л.Сабо

Заказ 4600/34 Тираж 548 Подписное

В1!ИИПИ Государственногo комитета СССР по делам изобрегений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5

11роиаяолстяенно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4