Взрывной пакер

,Дь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Э.Н,Дергунов. К,А.Шишин (ЗО), Нгуен Ван Туен (ЧМ), Г,М.фомин, Н.М.Кязимов, В,И.Решетников (ЯО) и Кау фам Тхе (Чй) (56) Левин Е.А. л Ловля С,А. Применение взрывного пакера для разобщения пластов с обсаженных скважинах. М., Недра, 1973, с,43 - 44.(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 гкабеля, 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.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 прочностными характеристиками использованных 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 не- герметичную 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 цилинд 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рической, усеченной с двух сторон под углом 45 втулки и поршня с хвостовиком,неподвижная опора, втулка и хвостовик споршнем имеют канал для пропуска кабеля,а сопряженные со втулкой торцы неподвижной опоры и хвостовики поршня имеют конические срезы под срезы втулки, при этомголовка пакера в месте пропуска кабеляимеет канал, сообщающий полость корпусас пространством за ним, а взрывчатое вещество размещено под поршнем,На чертеже представлен предлагаемыйвзрывной пакер.Пакер состоит из корпуса 1, головка 2пакера имеет гнездо для установки отсекателя (нож среза) каротажного кабеля, вышекоторого в корпусе нарезается резьба длянавинчивания головки пакера. В нижней части корпуса нарезается резьба для навинчивания хвостовика,Головка пакера 2 представляет собойзаглушку, имеющую канал 3 для пропускания кабеля 4 и посадочное седло для установки отсекателя (ножа среза) кабеля.Верхняя часть головки выполнена в видеполусферы для улучшения проходимостипакера, в нижней части головки нарезанарезьба для ввинчивания в корпус пакера, Вместе пропуска кабеля головка имеет канал,сообщающий полость корпуса с пространством за ним.Хвостовик пакера 5 представляет собойцельнометаллическую заглушку, имеющуюрезьбу для ввинчивания в корпус пакера,Нижняя часть хвостовика выполнена в видеполусферы для улучшения проходимостипакера, После ввинчивания хвостовика вкорпус производится сварка стыка 6 междухвостовиком и корпусом,Отсекатель (нож среза) каротажного кабеля предназначен для отсоединениявзрывного пакера от каротажного кабеля исостоит из неподвижной опоры 7, вгулки 8,поршня 9, внутри которых высверливаетс.канал для пропускания каротажного кабеля.При взрыве внутри корпуса пакера фугасного заряда 10 образуется ударная волна, которая действует снизу на поршень 9 схвостовиком. Движущийся в направлениинеподвижной 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, неподвижнойопоры и поршня, равных 45.Узел крепления пакера с карогажнымкабелем состоит из конического держателя11, конусного вкладыша 12, накидной гайки13. Узел предназначен для крепления пакера к каротажному кабелю. Принцип крепле(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 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 оп ределяются размеры заряда, собранного из детонирующих шнуров ДШВ, необходимого для создания максимальной деформации стального корпуса пакера (до образования трещин на его поверхности), затем - раз 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 щины его стенки используется одна из нижепредставленных формул расчета согласно (2):Для тонкой стальной трубы: 8 10 Ргп = 0,25 бтрЬЕдоп е (1) для пакера, изготовленного целиком из УБТ 8 10 Рг=4 бтрЬгЕдоп е где и - число ниток детонирующего шнура ДШВ;бтр - наружный диаметр корпуса пакера, мм;пг - толщина стенки корпуса пакера, мм; Едоп - допустимая относительная деформация стали; Рг - гидростатическое давление, МПа; у - величина заряда ДШВ на единицу длины, г/м,Коэффициент Едоп берется равным 0,04 (до образования трещин).2. Определение эквивалентного заряда из других ВВ.Пересчет на заряд малогабаритных торпед, в частности ТШТ, производится из условия, чтобы энергия зарядовна 1 м обеих торпед были равны, Пересчет можно выполнять с помощью одной из двух нижеприведенных, формул согласно (3) и ф 13 1400= - б 100 рз Оч1 Г .24 бз =15 (3)Оч озгде и - число ниток ДШВ;бз - диаметр заряда торпеды ТШТ;рз - плотность заряда торпеды ТШТ; СЬ - теплота взрыва взятого ВВ.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: бз= бтрвн(0,23+0,4 - ") хС 1 с385 10 Ррх е и для тех же стальных труб в закрепленномколоннами интервале: Тогда К - коэффициент, учитывающий влияние кОлОнны на деформацию корпуса пакера, вызванную фугасным действием взрыва будет: где бз - диаметр заряда торпеды в открыоттом стволе, мм;бз - диаметр заряда торпеды в закрепленном интервале, мм;1768748 бтрвн внутренний диаметр трубы, мм; бтр - наружный диаметр трубы, мм; бс - диаметр скважины, мм.Разделив (5) на (4), получаем бтЕ бс К -0,23 + 0,4 - -бс 30 35 40 45 Составитель Э,ДергуновТехред М,Моргентал Корректор Э Лончакова Редактор Заказ 3627 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где бтр - наружный диаметр пакера;бс - 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 корпусевзрывчатое вещество, о т л и ч а ю ц и й 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 установ ленных последовательно под неподвижнойопорой цилиндрической, усеченной с двух сторон под углом 45 О, втулки и поршня с хвостовиком, неподвижная опора, втулка и хвостовик с поршнем имеют канал для про 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, авзрывчатое вещество размещено под поршнем,