Пакер - приспособление предназначенное для перекрытия и герметизации отдельных зон скважин.
Назначение пакеров:
- для разобщения пластов в скважинах;
- для изоляции от воды или отработанного объекта;
- для изоляции пласта при необходимости закачки жидкости в другие пласты;
- для исключения перетока флюида из одной части обсадной колонны в другую.
Одним из наиболее удобных пакеров является взрывной пакер шлипсовый (ВПШ). Его основными достоинствами являются:
- обеспечивает быструю и надежную установку разобщающего моста небольшой высоты без цементной заливки;
- помимо резиновых манжет, пакер снабжен раздвижными чугунными плашками, благодаря чему еще больше улучшается сцепление с колонной;
- резиновые манжеты в этих пакерах снабжены с обеих сторон металлическими упорными чашками, которые препятствуют затеканию резины в зазор между пакером и обсадной трубой, улучшая тем самым герметизацию.
Ниже представлен общий вид пакера типа ВПШ с посадочной камерой.
Рис.1 - Пакер шлипсовый взрывной с посадочной камерой
1 - кабельный наконечник; 2 - груз; 3 - переходник; 4 - пробка; 5 - электроввод; 6 - пиропатрон; 7 - пороховой заряд; 8 - уплотнительное кольцо; 9 - гильза; 10 - корпус; 11 - поршень; 12 - соединительная шпилька; 13 - фиксатор; 14 - нажимное кольцо; 15 - плашка; 16 - конус; 17 - манжета; 18 - шток
Одной из важнейших частей является пороховой заряд с пиропатроном. Данные детали обеспечивают надежное функционирование посадочной камеры и установку пакера.
Однако у пороховых зарядов был выявлен ряд недостатков:
- Заряд, используемый в ВПШ относится к классу взрывчатых т.е. является опасным;
Поэтому был разработан заряд лишенный данных недостатков.
Рис.2 - Разработанный заряд
Ниже приведена таблица для сравнения характеристик штатного (порохового) и разработанного заряда.
Наименование |
T, K
|
Q, кДж/кг
|
W, л/кг
|
Vгор, мм/с
|
ρ, г/см3
|
---|---|---|---|---|---|
Разработанный заряд
|
1897
|
3208
|
1114
|
5-7
|
1,50 - 1,53
|
Применяемый на практике (пороховой) заряд
|
2936
|
3705
|
1132
|
300-350
|
1,0 – 1,2
|
Как видно из таблицы, разработанный заряд удовлетворяет по эксплуатационным характеристикам, таким как удельное газообразование, плотность и теплота горения.
Пониженное значение температуры и скорости горения позволяют увеличить ресурс посадочной камеры.
Как показано на графике, скорость нагружения у разработанного заряда более плавная, чем у порохового. Взрывной характер горения порохового заряда создает резкий удар, чем и обусловлен низкий ресурс камеры (не более 4 - х). Поэтому более плавное нагружения позволяет увеличить ресурс камеры до 10 применений.
Также стоит отметить что порох относиться к классу взрывчатых веществ, что влечет необходимость принятия мер по работе и эксплуатации с данными веществами. А это увеличивает стоимость изделия. Разработанный заряд относится к классу опасности - 9.1.3 (твердые вещества, воспламеняющиеся от действия (не менее 30с, но не более 120 с) газовой горелки).
Инициирование порохового заряда производится с помощью пиропатрона, который чувствителен к блуждающим токам. Поэтому проверка электросети допускается только с помощью специальных приборов и защитных сооружений. Также его применение усложняет конструкцию посадочной камеры и сборку пакера.
Новый заряд надежно воспламеняется без пиропатрона.
Для разработанного состава можно выделить следующие преимущества: