Взрывной пакер

Взрывной пакер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к геологоразведочной области и может быть использовано для изоляции ствола в разведочной скважине. Цель изобретения - упрощение конструкции взрывного пакера при использовании фугасного взрывчатого вещества и повышение надежности работы в глубокой скважине. Для этого пакер имеет отсекатель кабеля. Последний установлен в полом заглушенном в нижней части корпусе 1 между его головкой 2 и узлом крепления кабеля. Последний состоит из конического держателя 11 и вкладыша 12с наружной конической поверхностью под поверхность держателя, связанных накидной гайкой 13. Полость корпуса связана каналом 3 с пространством скважины. Отсекатель кабеля выполнен в виде неподвижной опоры 7 и последовательно установленных под ней цилиндрической втулки 8 и поршня 9 с хвостовиком. Корпус, отсекатель и держатель кабеля имеют канал для пропуска кабеля. При взрыве расположенного под поршнем фугасного заряда 10 ударная волна воздействует на корпус, раздувая его, и на поршень. Поршень выталкивает вверх установленную над ним цилиндрическую усеченную под углом 45° втулку. Последняя срезает кабель 4. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (лил Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

40Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНР Я,":„", с

3 1/17 15 1 14 70

4 ,о

1 )

j00

1 ! бд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4300963/03 (22) 27.02.87 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (71) Совместное вьетнамо-советское предприятие "Вьетсовпетро" (72) Э.Н,Дергунов. K,А.Шишин (SU), Нгуен

Ван Туен (VN), Г.М.Фомин, Н.М.Кязимов, B,È.Ðåøåòíèêîâ (SU) и Кау Фам Тхе (VN) (56) Левин Е.А. и Ловля С,А. Применение взрывного пакера для разобщения пластов с обсаженных скважинах. М., Недра, 1973, c,43 — 44. (54) ВЗРЫВНОЙ ПАКЕР (57) Изобретение относится к геологоразведочной области и может быть использовано для изоляции ствола в разведочной скважине. Цель изобретения — упрощение конструкции взрывного пакера при использовании фугасного взрывчатого вещества и повышение надежности работы в глубокой скважине. Для этого пакер имеет отсекатель г

„„. Ы„„1768748 АЗ кабеля, Последний установлен в полом заглушенном в нижней части корпусе 1 между его головкой 2 и узлом крепления кабеля, Последний состоит из конического держателя 11 и вкладыша 12 с наружной конической поверхностью под поверхность держателя, связанных накидной гайкой 13. Полость корпуса связана каналом 3 с пространством скважины, Отсекатель кабеля выполнен в виде неподвижной опоры 7 и последовательно установленных под ней цилиндрической втулки 8 и поршня 9 с хвостоаиком.

Корпус, отсекатель и держатель кабеля имеют канал для пропуска кабеля. При взрыве расположенного под поршнем фугасного заряда 10 ударная волна воздействует на корпус, раздувая его, и на поршень, Поршень выталкивает вверх установленную над ним цилиндрическую усеченную под углом

45 втулку. Последняя срезает кабель 4.

1 ил.

1768748

Изобретение относится к геологоразведочной области, преимущественно связано с промыслово-геофизическими работами в скважинах. Может использоваться для изоляции нижележащих объектов в скважинах при переходе на испытание верхних объектов, изоляции подошвенных вод в эксплуатационных скважинах и пластов в нагнетательных скважинах при переходе на закачку в другие пласты, для создания искусственных забоев в скважинах, в качестве опоры бурильного инструмента при распакеровке трубного пластоиспытателя и т.п.

Известен взрывной пакер, включающий полый заглушенный в нижней части корпус, связанную с корпусом головку с гнездом, имеющую канал для пропуска кабеля, узел крепления кабеля в корпусе, состоящий из конического держателя и вкладыша с нарезной конической поверхностью под поверхностью держателя, связанных накидной гайкой и размещенное в корпусе взрывчатое вещество.

Недостатками существующего взрывного пакера являются: ограничения в применении по диапазонам возможного внешнего сминающего давления на герметичный корпус пакера, обусловленные и рочностными характеристиками испол ьзованных для корпуса материалов, сложность и многодетальность конструкции, требующих заводского изготовления и высокого класса точности изделий, необходимость применения пакеров с малыми зазорами между ними и внутренними стенками обсадных колонн из-за ограничений в пределах возможного раздутия корпусов пакеров при применении пороховых зарядов, в результате чего взрывные пакеры нельзя применять в стволах скважин, имеющих самые малейшие препятствия для их прохождения.

Целью изобретения является упрощение конструкции при использовании фугасного взрывчатого вещества и повышение надежности работы в глубокой скважине.

Материалом для изготовления корпуса выбрана сталь вязкой марки, позволяющая использовать в качестве взрывного заряда для раздутия корпуса пакера — торпеду негерметичную термостойкую типа ТШТ или другие негерметичные взрывчатые вещества, Поставленная цель достигается тем, что пакер снабжен отсекателем кабеля, который установлен в корпусе между его головкой и узлом крепления кабеля и выполнен в виде неподвижной опоры, размещенной в седле головки и последовательно установленных под неподвижной опорой цилинд5

55 рической, усеченной с двух сторон под углом 45 втулки и поршня с хвостовиком, неподвижная опора, втулка и хвостовик с поршнем имеют канал для пропуска кабеля, а сопряженные со втулкой торцы неподвижной опоры и хвостовики поршня имеют конические срезы под срезы втулки, при этом головка пакера в месте пропуска кабеля имеет канал, сообщающий полость корпуса с пространством за ним, а взрывчатое вещество размещено под поршнем, На чертеже представлен предлагаемый взрывной пакер.

Пакер состоит из корпуса 1, головка 2 пакера имеет гнездо для установки отсекателя (нож среза) каротажного кабеля, выше которого в корпусе нарезается резьба для навинчивания головки пакера. В нижней части корпуса нарезается резьба для навинчивания хвостовика.

Головка пакера 2 представляет собой заглушку, имеющую канал 3 для пропускания кабеля 4 и посадочное седло для установки отсекателя (ножа среза) кабеля.

Верхняя часть головки выполнена в виде полусферы для улучшения проходимости пакера, в нижней части головки нарезана резьба для ввинчивания в корпус пакера, В месте пропуска кабеля головка имеет канал, сообщающий полость корпуса с пространством за ним.

Хвостовик пакера 5 представляет собой цельнометаллическую заглушку, имеющую резьбу для ввинчивания в корпус пакера.

Нижняя часть хвостовика выполнена в виде полусферы для улучшения проходимости пакера. После ввинчивания хвостовика в корпус производится сварка стыка 6 между хвостовиком и корпусом, Отсекатель (нож среза) каротажного кабеля предназначен для отсоединения взрывного пакера от каротажного кабеля и состоит из неподвижной опоры 7, вгулки 8, поршня 9, внутри которых высверливаетсо канал для пропускания каротажного кабеля.

При взрыве внутри корпуса пакера фугасного заряда 10 образуется ударная волна, которая действует снизу на поршень 9 с хвостовиком. Движущийся в направлении неподвижной опоры 7 поршень 9 выталкивает усеченную с обеих сторон втулку 8, которая срезает кабель. Наибольший положительный эффект при срезе кабеля достигается при углах скоса втулки, неподвижной опоры и поршня, равных 45 .

Узел крепления пакера с карогажным .кабелем состоит из конического держателя

11, конусного вкладыша 12, накидной гайки

13. Узел предназначен для крепления пакера к каротажному кабелю. Принцип крепле1768748 или (4) бз = бтрвн(0,2 + — н-) х тр

dc

385 10 P х е

45 (5) (2) к

К О от (6) 55 ния состоит в том, что верхний ряд проволочек каротажного кабеля загибается на конусный вкладыш 12, который зажимается между держателем 11 и накидной гайкой 13, При взрыве от взрывного патрона 14 5 фугасного заряда 10, расположенного по центру полости взрывного пакера, происходит раздутие корпуса пакера, в результате .чего герметизируется трубное пространст- 10 во обсадной колонны. Выбор величины и типа взрЫвчатого фугасного вещества зависит от диаметров обсадных труб и пакера, Ниже, в качестве примера, приводится методика определения фугасного заряда (из 15 детонирующего шнура типа ДШВ) для взрывного пакера, изготовленного из стальной утяжеленной бурильной трубы (УБТ)

Выбор размера фугасного заряда выполняется в несколько этапов. Сначала on- 20 ределяются размеры заряда, собранного из детонирующих шнуров ДШВ, необходимого для создания максимальной деформации стального корпуса пакера (до образования трещин на его поверхности), затем — раз- 25 меры заряда из другого ВВ, равного по мощности и фугасному действию вышеуказанному заряду из детонирующих шнуров.

Затем производится учет влияния обсадной колонны, так как из общей теории о взрыве 30 известного, что чем меньше зазор между наружной поверхностью пакера и внутренней поверхностью обсадной колонны, тем больше препятствие деформации корпуса пакера, вызванное действием отраженных 35 волн взрыва.

1. Определение параметров заряда, собранного из ДШВ.

Для создания максимальной деформации корпуса пакера, в зависимости от тол- 40 щины его стенки используется одна из нижепредставленных формул расчета согласно (2):

Для тонкой стальной трубы:

8 10 Pã

n = 0,25(3трЬтЕдоп е (1) для пакера, изготовленного целиком из УБТ

8 10 Рг ) = 4 б т р Ь г Е до и е где n — число ниток детонирующего шнура

ДШВ;

dTp — наружный диаметр корпуса пакера, мм;

h,— толщина стенки корпуса пакера, мм;

Едоп — допустимая относительная деформация стали;

Рт — гидростатическое давление, МПа; у — величина заряда ДШВ на единицу длины, г/м, Коэффициент Европ берется равным 0,04 (до образования трещин).

2. Определение эквивалентного заряда из других BB.

Пересчет на заряд малогабаритных торпед, в частности ТШТ. производится из условия, чтобы энергия зарядов на 1 м обеих торпед были равны, Пересчет можно выполнять с помощью одной из двух нижеприведенных, формул согласно (3) и 13 1400= — dg 100рз Qy

1Г .2

4 бз=15 (3)

0ч Ps где n — число ниток ДШВ;

d — диаметр заряда торпеды ТШТ;

Рз — плотность заряда торпеды ТШТ;

Q÷ — теплота взрыва взятого BB.

3. Учет влияния колонны.

Для учета влияния колонны на деформацию корпуса пакера применяются формулы, используемые для определения диаметра заряда торпеды ТШТ с целью ликвидации прихватов обрывом труб. Согласно (2) для стальных труб всех групп прочности в незакрепленном интервале:

da = с1трвн(0,23+0,4 — -) х

dc

385 10 Pð х е и для тех же стальных труб в закрепленном колоннами интервале:

Тогда К вЂ” коэффициент, учитывающий влияние кОлОнны на деформацию корпуса пакера, вызванную фугасным действием взрыва будет: где d> — диаметр заряда торпеды в открыот том стволе, мм; бз — диаметр заряда торпеды в закрепленном интервале, мм;

1768748

dTpBH — внутренний диаметр трубы, мм;

dTp — наружный диаметр трубы, мм;

dc — диаметр скважины, мм.

Разделив (5) на (4), получаем

02+ бт2

dc (Л

0,23 + 0,4- — бс

35

45

Составитель Э,Дергунов

Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор

Заказ 3627 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где dip — наружный диаметр пакера;

dc — внутренний диаметр обсадной колонны.

Внедрение негерметичного взрывного фугасного пакера с отсекателем кабеля показало простоту в технологии изготовления и применения пакеров, их надежность и возможность точного выбора глубины при установке разобщающихся мостов в скважинах, а также — их дешевизну по сравнению с существующими герметичными взрывными пакерами, Формула изобретения

Взрывной пакер, включающий полый заглушенный в нижней части корпус, связанную с корпусом головку с гнездом, имеющую канал для пропуска кабеля, узел крепления кабеля в корпусе, состоящего из конического держателя и вкладыша с наружной конической поверхностью над поверхностью держателя, связанных

5 накладной гайкой, и размещенное в корпусе взрывчатое вещество, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции при использовании фугасного взрывчатого вещества и повышения надежности работы

10 в глубокой скважине, пакер снабжен отсекателем кабеля, который установлен в корпусе между его головкой и узлом крепления кабеля и выполнен в виде неподвижной опоры, размещенной в седле головки, и установ15 ленных последовательно под неподвижной опорой цилиндрической, усеченной с двух сторон под углом 45О, втулки и поршня с хвостовиком, неподвижная опора, втулка и хвостовик с поршнем имеют канал для про20 пуска кабеля, а сопряженные с втулкой торцы неподвижной опоры и хвостовика поршня имеют конические срезы под срезы втулки, при этом головка пакера в месте пропуска кабеля имеет канал, сообщающий

25 полость корпуса с пространством за ним, а взрывчатое вещество размещено под поршнем,