Пакер для создания разделительных мостов в обсаженных скважинах

(19 33/12 ИОАН ЕТЕНИ составляет 14-20в качестве за- .дленногорящий л и ч а ючестве вепри повышен уют состав,олу маркин и дибутилтношении 0-9 ю -поро арбоПакер по ем щийс ленного став на ачной с ящего основеелитры ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 23.12.85. Бюп, У 47 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. С.М.Кирова (72) И.Ф.Садыков, В.Г.Иванов, А.Ф,Сливченко, М.И.Садыков и,М.М,Загиров(56) Авторское свидетельство СССР В 150076, кл. Е 21 В 33/12, 1961, (54)(57) 1ПАКЕР ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ МОСТОВ В ОБСАЖЕННЦХ СКВАЖИНАХ, содержащий корпус, выполненный из легкодеформируемого материала, и размещенный в корпусе заряд, от л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения надежности герметизации скважины, полость корпуса заполнена смесью вещества, от" верждающегося при повышенной температуре, и порообразователя при следующем соотношении, мас.7:Вещество, отверждающееся при повышенной температуре . 90-97Порообразователь 3-10 причем масса заря от массы смеси, Ряда используют состав. 2. Пакер по п.1, о тщ и й с я тем, что в кащества, отверждающегосяной температуре, испольсодержащий эпоксидную сЭД, полиэтиленполиамифталат при следующем сокомпонентов, мас.Х:Эпоксидная смоламарки ЭД ПолиэтиленполиаминДибутилфталат 3. Пакер по п.1, о т л и щ и й с я тем, что в качест образователя используют изод п.1, о т л и ч а ю -что в качестве медостава используют со гранулированной аммиполимерной связки.50 55 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именнодля создания разделительных мостов вобсаженных ,скважинах.Цель изобретения - повышение надежности герметизации скважины.На чертеже изображен предлагаемыйпакер, общий вид, в разрезе. Пакер состоит из эластичного корпуса 1 с полостью 2, которая заполнена жидким веществом Э, оверждающимся при повышенной температуре -полимером и порообразователем, ичастично зарядом 4 из медленногорящего состава с электровоспламенителем - спиралью 5 накаливания.Герметизация полости осуществляется посредством втулки 6, прижимной гайки 7 и пробки 8. В последнейпроходит провод 9, который соединенс электровоспламенителем и кабелемтросом 10, На верхнем торце втулки6 закреплена серьга 11, предназначенная для закрепления пакера к кабелю. На месте их обвязки установлен пиропатрон 12Пакер работает следующим образом.Собранный пакер соединяется с кабель"тросом 12 и опускается в скважину на заданный участок. Затем поодной из жил кабель-троса подаетсяэлектрический импульс на электровоспламенитель и заряд 4 воспламеняется. При медленном горении зарядагазообразные продукты успевают проникать в слой жидкого полимера, создавая давление, расширяют эластичныйстакан, обеспечивают плотное прилегание его к поверхности обсаднойколонны и одновременно нагреваютжидкий полимер с порообразователемдо температуры,при которой порообразователь из твердого переходитв газообразное состояние. Жидкийполимер вспенивается, быстро отверждается, надежно фиксируя плотное прилегание эластичного стакана к поверхности обсаженной скважины. Затем по второй жиле кабель-тросаподается электрический импульс напиропатрон 12. После его срабатывания кабель-трос 10 перегорает, отцепляется от пакера и извлекается изскважины. Замена облицованного эластичнымматериалом металлического стаканана стакан, выполненный полностьюиз эластичного материала, приводит 5 10 15 20 25 30 35 ао а 5 к тому, что после создания необходимого давления в его полости эластичный материал обеспечивает необходимое расширение стакана и более плотное и герметичное прилегание его к поверхности, обсадной трубы, имеющей неровный профиль. Выделяющиеся в процессе горения заряда тепло и газы обеспечивают создание непосредственно в полости стакана необходимого давления и перевод жидкого полимера в твердое состояние, а порообразователя - в газообразное.Фиксация надежного и герметичного прижатия расширенного стакана к обсадной трубе осуществляется именно путем практически одновременного перехода жидкого полимера в твердое состояние, а порообразователя - в газообразное, Ввиду этого создается дополнительное давление прижатия и образуется прочный материал - пенопласт, фиксирующий плотное и равномерное прижатие эластичного стакана к стенке обсадной трубы.Так как за период процесса передачи тепла и твердого жидкого полимера в.твердое состояние, а порообразователя - в газообразное, за который еще не произошла фиксация прижатия стакана к обсадной трубе, требуется поддержание в полости стакана необходимого избыточного давления, последнее обеспечивается применением заряда из медленногорящего состава. Последний благодаря малой скорости выделения тепла и газов поддерживает необходимое давление этих газов до тех пор, пока последние не проникнут и не прогреют последовательно весь слой жидкого полимера с порообразователем до температуры, при которой преобразователь из твердого переходит в газообразное состояние, а жидкий полимер - в твердое. Жидкий полимер в предлагаемом устройстве играет также роль передаточной среды, обеспечивающей мягкое и равномерное распределение давления .газов на эластичный материал, и предохраняющий последний от воздействия высокой температуры газов. Кроме того, образование пористой структуры полимера за счет применения порообразователя значительно способствует проникновению газов горения заряда и прогрев полимера в полости стакана.Величина избыточного Отношение массы эаМасса полимера кг 10ряда кмассе подавления,до которого со храняется герметичность, ати лимера 1632 0 1609 128 1598 1576 10 10 188 1556 218 1536 . 50 1516 248 68 276 1496 80 18 305 89 1476 20 10 334 1455 Разрыв пакера 24 355 1436 В качестве жидкого полимера можно использовать широкий ряд органических полимеров, способных быстро отверждаться при повышенных температурах,.обладающих необходимой прочностью на сжатие и малой усадкой при отверждении. В наибольшей степени этим требованиям отвечает полимерная композиция на основе эпоксидной смолы марки ЭД, например, мас.7 0Смола ЭД90-93Полиэтиленполиамин 3-6Дибутилфталат 4-7В качестве парообразователя используются: изопропан Ц, азодикарбонамид, 1 изоформ Э, азобензол А, динитроазо" мид МБ, дигидроазид СБ и СДО и др.Указанные парообраэователи имеют температуру разложения в пределах 100- 150 С и газовое число 100-200 см /г. Испытания показывают, что без применения порообразователя наибольшее отношение массы заряда к массе полимера,при котором сохраняется герме 4В качестве заряда из медленногоря- щего состава использовалась рецептура на основе гранулированной аммиачной селитры и полимерной связки:Гранулурованнаяаммиачная селитра 67-85 Тиокол 7,99-18,51 Дибутилфталат 3,0-6,2 Паста В 9 2,07-4,28 Проведены испытания пакера с целью оценки влияния на герметичность посадки пакера отношения массы заряда к массе полимера без применейия порообразователя. За критерий герметичности посадки пакера принимается величина избыточного надпакерного давления, которую выдерживает пакер, сохраняя свою герметичность. Результаты испытаний приведены в табл. 1. тичность пакера при максимальномзначении избыточного давления, составляет 0,2 (207). При величине отношения более 0,2 (203) происходит1199905 Продолжение табл.2 1.8 12 28 2;1 14 54 2.2О 65 2.3 107 24 120 5 2.5 154 2.6 1 О 138 2.720 12 2.8 34 3.1 16 73 3.2 87 120 3.3 3.430 163 3;5 180 ВВи/и Количество порообразователя в составе Отношение массы заВеличи-: на избы 10 3.6 ряда к массе полиметочного, 4.6504.7 47 1.3 84 70 11 12 69 1.4 4.8 92 5,1 2055 5.2 1.5 93 86 10 1,6 99 5.3 75 разрыв корпуса стакана в его торцовых частях, где имеег место повышенное накопление газов, перегрев полимерной массы и материаяа стакана, приводящие к нарушению его целоСтности.Максимальная величина избыточного давления, при котором пакер сохраняет герметичность, составляет 89 атн. В промысловой практике при проведении изоляционных и ремонтных работ необходимо, чтобы пакер сохранял свою герметичность при создании избыточных давлений в пределах 100- 200 атм. Поэтому в основной серии испытаний пакера полость его заполняется полимером с порообразователем и зарядом, Отношение массы заряда к массе полимера с порообразователем в испытаниях изменяется в пределах от 13 до 21%, а отношение массы порообразователя к массе полимера в пределах от 1 до 12%,Результаты испытаний по определению предельных соотношений массы заряда к массе полимера с порообразователем и массы порообразователя к массе полимера приведены в табл.2.Таблица 25 г 4 268 5.5 5.6 10 175 11 90 5,7 5,8 62При испытаниях пакера с отноше нием массы заряда к массе полимера с порообразователем равным 2 Л и более происходит разрыв корпуса стакана в торцовых частях при всех изученных Отношениях массы порообразо-20 вателя к массе полимера.Данные испытаний пакера показывают, что при отношении массы заря-, да к массе полимера с порообразователем, равным 137, максимальная 25 величина избыточного давления, при котором сохраняется герметичность пакера, составляет 92 ати, что не удовлетворяет предъявляемым требованиям. 30Результаты этих испытаний подтверждают, что герметичность предлагаемого пакера при создании избыточного давления более 100 ати достигается при отношении массы заряда к массе полимера с порообразователем в пределах 14-207., При 207. отношении массы заряда к массе полимера с порообразователем пакер выдерживает с сохранением герметичности максимальную величину избыточного надпакерного давления (268 ати). Одновременно с найденными пределами отношений массы заряда к массе полимера с порообразователем, требуемая работа обеспечивается при содержании порообразователя в составе для заполнения паке- ра в пределах 3-107. При значениях порообразователя, меньших 37 и больших 107, не достигается необходимая величина избыточного давления (выше 100 ати).Оптимальное значение содержания порообразователя в составе составляет 77., при котором достигается наибольшее значение избыточного давления при всех отношениях массы заряда к массе полимера с порообразователем.Существенное повышение величины избыточного давления, при котором сохраняется герметичность пакера, с введением порообразователя в указанных соотношениях в массу полимера объясняется более равномерным распределением газообразных продуктов горения по объему полимера и обеспечением дополнительного и более равномерного давления прижатия пакера к обсадной трубе на стадии перехода полимера из жидкого в твердое состояние,1199905 Составитель И.Кепкетор Н.Бобкова Техред А.Бабинец Корректор В.Бутяга Заказ 78 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектна Тираж 539Государственного коми ам изобретений и откр Москва, Ж, Раушска НИИПИпо303 Подпис тета СССР тий я наб., д.4/5