Вопрос 2. Назначение, устройство и применение пакеров и якорей

Пакеры  — специальные устройства, предназначенные для разобщения отдельных участков ствола скважины, разобщения пластов и изоляции подъемной колонны труб от воздействия среды в процессе эксплуатации скважин и при ремонтно-изоляционных работах в них. Их широко применяют при проведении многих технологических операций: гидроразрыве, кислотных и термических обработках пласта, изоляционных работах и т. д. Для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной по параллельным рядам подъемных труб используют двухпроходные пакеры.

В зависимости от направления действующих усилий различают пакеры следующих типов.

ПВ — перепад давлений направлен вверх;

ПН — перепад давлений направлен вниз;

ПД — перепад давлений направлен как вниз, так и вверх.

Якоря — устройства, предназначенные для закрепления колонны подъемных труб за стенку эксплуатационной колонны с целью предотвращения перемещения скважинного оборудования под воздействием нагрузки.

Якоря применяют преимущественно с пакерами типа ПВ и ПН.

Шифр пакеров означает: буквенная часть — тип пакера (ПВ, ПН, ПД), способ посадки и освобождения (Г — гидравлический, М — механический, ГМ — гидромеханический) и наличие якорного устройства (буква Я); цифра перед буквами — номер модели; первое число после букв — наружный диаметр (в мм); второе число — рабочее давление (максимальный перепад давлений, воспринимаемый пакером); последние буква и цифра — сероводородостойкое исполнение (К2). Например, ПН-ЯМ-150-500, ПН-ЯГМ-118-210, 1ПД-ЯГ-136-500; ПД-Г-136-210К2.

Посадка пакера проводится путем приподъема труб на расстояние, необходимое для создания на него расчетной осевой нагрузки, поворота на 1,5—2 оборота вправо и затем спуска труб вниз. в исходное положение. При подъеме труб и повороте их влево на 1,5—2 оборота

Якорь ЯГ. На стволе его установлен конус, имеющий направляющие для плашек, вставленных в Т-образные пазы плашкодержателя. Якорь, спускаемый в скважину на колонне подъемных труб, закрепляется при подаче жидкости в трубы под давлением. Жидкость, попадая под поршень, срезает винты, перемещает плашкодержатель и плашки вверх, которые, натягиваясь на конус, расходятся в радиальном направлении и заякориваются на внутренней стенке эксплуатационной колонны труб.

Якорь освобождается при подъеме колонны труб. При этом ствол движется вверх совместно с конусом, конус вытягивается из-под плашек, освобождая их.

Якорь ЯГ1 состоит из корпуса, в окна которого вставлены плашки, удерживаемые пружиной в утопленном положении. Планки, ограничивающие ход плашек в радиальном направлении, крепятся на корпусе при помощи винтов. Закрепление якоря в колонне происходит при выдвижении плашек наружу в радиальном направлении и внедрении в стенку эксплуатационной колонны. После прекращения нагнетания жидкости плашки под действием пружин возвращаются в исходное положение, в результате чего освобождается якорь.

Эксплуатация пакеров и якорей.

Прежде чем спустить в скважину пакер, необходимо обследовать колонну конусной печатью и установить проходимость шаблоном с устья до верхних отверстий фильтра. Длина и диаметр шаблона должны быть несколько больше соответствующих размеров пакера и якоря. При этом шаблон должен свободно проходить до необходимой глубины. В противном случае устраняют повреждении или очищают стенки колонны труб от цементной корки, отложений парафина, солей и продуктов коррозии.

Перед каждым спуском пакера проверяют: подвижность фонаря и штока; целостность уплотнительных элементов (манжеты, имеющие дефекты заменяют новыми); надежность крепления резьбовых соединений. При этом особое внимание обращает на резьбовое соединение головки со штоком. В качестве смазки применяют графитную УСА или заменитель — смесь 80% жирового солидола УС-2 или УС-3 с 20% графита.

Перед каждым спуском якоря проверяют: надежность крепления резьбовых соединений корпуса с головкой и хвостовиком; герметичность уплотнений и выдвижение плашек при избыточном внутреннем давлении. С этой целью якорь спрессовывают в течение 5 мин, вставляя его в отрезок обсадной трубы соответствующего диаметра. Давление опрессовки должно быть на 25% больше максимального рабочего давления для данного якоря. Утечки через резьбовые соединения не допускаются, их устраняют. Затем якорь спрессовывают вторично и, лишь убедившись в отсутствии утечек, спускают в скважину. При большой скорости спуска гидравлического якоря и малом диаметре труб вследствие возникновения избыточного давления возможно произвольное его закрепление. Во избежание этого скорость спуска должна быть примерно 3 м/с для 89-мм труб и 4 м/с для 102-мм труб. Пакер следует поднимать на поверхность через 1—2 ч после того, как будет снято давление на забое. Якорь от связи с колонной освобождают созданием давления в затрубном пространстве.

После подъема этих устройств их тщательно промывают и очищают от грязи, песка и парафина. Особенно тщательно очищают от нефти резиновые манжеты. Затем пакер и якорь разбирают для осмотра или замены вышедших из строя деталей; смазывают трущиеся поверхности и резьбу.

В настоящее время широкое применение получили пакера разрабатываемые НПФ «Пакер» - пакера типа ПРО-ЯМО