1.3. Пакеры для ступенчатого и манжетного цементирования скважин типа пдм

Пакер ПДМ является аналогом пакера американской фирмы "Lynes". Эти пакеры используются: при двухступенчатом цементировании - между ступе­нями цементирования; при манжетном цементировании - до начала закачки тампонажного раствора в обсадную колонну; при герметизации башмака об­садной колонны - непосредственно после завершения процесса цементиро­вания скважины.

При использовании этих пакеров пакерование скважины и открытие циркуляционных отверстий пакера происходит за счет сбрасываемого пере­крывающего элемента (шара, пробки), смещающего втулки пакера под воз­действием заданного перепада давления. Поэтому необходима остановка цир­куляции жидкостей в скважине на период ожидания посадки сбрасываемого элемента в пакер.

Заколонный пакер типа ПДМ (рис. 1.5) состоит из двух основных уз­лов: уплотняющего элемента и циркуляционного клапана. Узел уплотняюще­го элемента включает в себя патрубок 15 и резинотканевый или резиноме-таллический упругорасширяющийся рукав 14, герметично закрепленный на нем при помощи сжимающихся металлических втулок //. Патрубок 15 имеет осевой канал 12 и образует с уплотняющим рукавом 14 кольцевую полость 13.

Узел циркуляционного клапана состоит из корпуса 3 с впускными ка­налами 10 и циркуляционными отверстиями 6, нижней подвижной втулки 9 с радиальными отверстиями 8 и опорным кольцом 17, посадочной втулки 19 с впускными отверстиями 18, установленной в корпусе 3 на срезных элемен­тах 7, размещенной в нижней втулке 9 на срезных штифтах 20 верхней ступенчатой втулки 2 с седлом 21, установленной между корпусом 3 и цангой 4 с выступами 5. Для соединения с обсадными трубами пакер обладает верх­ним / и нижним 16 переводниками.

Для цементирования скважины пакером ПДМ используется патрубок IV с упорным кольцом, установленным на нижней части обсадной колонны над башмачным клапаном, а также нижняя 77/, падающая 17 и верхняя I цементировочные пробки, опускаемые в обсадную колонну в процессе цемен­тирования скважины.

Пакер устанавливается и спускается в скважину на обсадной колонне. При двухступенчатом цементировании пакер размещается над поглощающим интервалом или пластом между ступенями цементирования. Интервал сква­жины ниже пакера ((первая ступень) цементирования через башмак обсад­ной колонны с использованием нижней цементирующей пробки. При ман­жетном цементировании пакер размещается непосредственно над изолиру­ющим продуктивным пластом, в стволе номинального диаметра, сложенном непроницаемыми породами. Пакер приводится в действие перед цементиро­ванием интервала скважины, расположенного выше его.

Пакер действует следующим образом (см. рис. 1.5). Перед цементи­рованием участка скважины, расположенного выше пакера, в обсадную ко­лонну вкидывают падающую пробку, которая садится в посадочную втулку 19 и перекрывает проходной канал пакера. При избыточном давлении не менее 3 МПа, создаваемом в обсадной колонне над пробкой, втулка 19 смещается вниз до упора в кольце 17 нижней втулки 9. Под воздействием избыточного

Рис. 1.5. Дополнительные приспособления для цементирования скважин с пакером ПДМ

давления жидкость из обсадной колонны закачивается сквозь отверстия 18 и 8 и по каналам 10 и 12 под уплотняющий рукав 14, расширяя его до герметичного перекрытия затрубного пространства скважины. При дальнейшем повышении избыточного давления над пробкой до 8-10 МПа нижняя втулка 9 смещается вниз до упора в патрубок 15. При этом герме­тично закрываются впускные каналы 10 и открываются циркуляционные от­верстия 6, сквозь которые происходит цементирование скважины выше па-керов второй ступени. Циркуляционные отверстия закрываются при посадке в пакер верхней цементирующей пробки и образовании над ней избыточного давления не менее 4 МПа. При этом пробка сдвигает вниз к герметичному перекрытию циркуляционных отверстий верхнюю втулку 2, которая закреп­ляется в этом состоянии выступами 5 цанги 4. Удаление верхней и падаю­щей пробок и посадочных седел с проходного канала пакера совершается путем их разбуривания после окончания периода ОЗЦ и опрессовки обсад­ной колонны выше пакера. Технические характеристики пакеров помещены в табл. 1.3.

Основные технологические схемы двухступенчатого цементирования скважин с применением пакера ПДМ изображены на рис. 1.6.

На этих схемах изображены операции по приведению пакера в дейст­вие и проведению процесса цементирования скважин при помощи разных цементирующих пробок. При этом процессе двухступенчатого цементирова­ния скважину перекрывают между первой и второй ступенями на отрезок времени, необходимый для пуска и движения падающей пробки по обсадной колонне, посадки ее в пакер, проведения операций пакерования и открытия циркуляционных отверстий пакера.