ОГЛЯД СУЧАСНИХ КОНСТРУКЦІЙ СВЕРДЛОВИННИХ ПАКЕРІВ ТА ЇХ КРИТИЧНИЙ АНАЛІЗ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2026-2(46)-165-172Ключові слова:
свердловинний пакер; вузол ущільнення; самоущільнювальна манжета; набухаючий пакер; герметизаційна здатність; напружено-деформований станАнотація
Свердловинні пакери є відповідальним елементом обладнання нафтових і газових свердловин, оскільки забезпечують герметичне роз'єднання стовбура на інтервали та ізоляцію продуктивних горизонтів під час експлуатації, гідравлічного розриву пласта, кислотної та термічної обробки привибійної зони, нагнітання робочих агентів, а також випробування противикидного обладнання. У роботі виконано систематизацію сучасних конструкцій свердловинних пакерів і критичний аналіз їх переваг і недоліків на основі порівняльного аналізу документації провідних виробників (Halliburton, SLB/Schlumberger, TAM International) та наукових публікацій вітчизняних і закордонних авторів, а також узагальнення результатів чисельного моделювання напружено-деформованого стану ущільнювальних вузлів методом скінченних елементів. Розглянуто класифікацію пакерів за способом приведення в дію (механічні, гідравлічні, самоущільнювальні манжетні, надувні, набухаючі) та можливістю вилучення (постійні, вилучувані). Встановлено, що визначальним чинником герметизаційної здатності пакера будь-якого типу є конструкція вузла ущільнення та властивості матеріалу ущільнювального елемента (NBR, HNBR, FKM, AFLAS/FFKM, набухаючі еластомери), вибір якого є компромісом між вартістю, термо- і хемостійкістю та стійкістю до екструзії. Виявлено основні недоліки існуючих конструкцій: екструзію еластомеру в радіальний зазор, нерівномірність розподілу контактних тисків уздовж ущільнювального елемента, релаксацію напружень і хімічне старіння гуми в часі, а також тривалість спрацювання (від кількох днів до тижнів) і чутливість до температури та складу флюїду в набухаючих пакерах. Систематизовано розрізнені відомості про промислові й наукові розробки пакерів різних типів у єдину класифікаційну схему з кількісним порівнянням експлуатаційних параметрів і виявлено прогалини в наявних дослідженнях – відсутність системної методики проєктування вузлів ущільнення, недостатню вивченість поведінки нових матеріалів у тривалій експлуатації, потребу оптимізації антиекструзійних елементів для умов високого тиску й високої температури, які окреслюють перспективні напрями подальших досліджень і можуть бути використані під час проєктування нових конструкцій свердловинних пакерів.
Завантаження
Посилання
1. Production packers. Halliburton Completions. URL: https://www.halliburton.com/en/completions/well-completions/production-packers (access date: 20.07.2026).
2. Packer Systems and Liner Hangers. SLB Completions. URL: https://www.slb.com/products-and-services/innovating-in-oil-and-gas/completions/well-completions/packers (access date: 20.07.2026).
3. Packer. SLB Energy Glossary. URL: https://glossary.slb.com/terms/p/packer (access date: 20.07.2026).
4. TAM International. (2005). Pakery zatrubnogo prostranstva i vspomogatel'noe oborudovanie (CAP) [Annular packers and auxiliary equipment (CAP)] [Brochure]. TAM International. (in Russian)
5. TAM International. (2019). FREECAP – Fluid reactive expanding elastomer casing annulus packer [General product sheet]. TAM International.
6. TAM International. (n.d.). TAM FREECAP. Jelastomerneye pakery zatrubnogo prostranstva, rashiryayushchiyesya pri kontakte s flyuidami [TAM FREECAP. Fluid-expanding elastomer annular packers] [Brochure]. TAM International. (in Russian)
7. Kazymov, Sh. P., Abdullayeva, E. S., & Radzhabov, N. M. (2015). Obzor konstruktsiy nabukhayushchikh pakerov i vozmozhnosti ikh primeneniya na mestorozhdeniyakh Azerbaydzhana [Review of swellable packer designs and the possibility of their application in the fields of Azerbaijan]. SOCAR Proceedings, (3), 43–51. https://doi.org/10.5510/OGP20150300251 (in Russian)
8. Dorokhov, M. A. (2018). Pidvyshchennia hermetyzatsiinoi zdatnosti samoushchilniuvalnykh sverdlovynnykh pakeriv [Increasing the sealing ability of self-sealing downhole packers] (Abstract of candidate dissertation, Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine). (in Ukrainian)
9. Dorokhov, M. A., & Kostryba, I. V. (2016). Komp'iuterne modeliuvannia napruzheno-deformovanoho stanu ushchilnennia sverdlovynnykh pakeriv [Computer modeling of stress-strain state of downhole packer sealings]. Naftohazova Inzheneriia, (2), 103–109. (in Ukrainian)
10. Dorokhov, M., Kostriba, I., & Biletskyi, V. (2016). Experimental research on the sealing ability of borehole packers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(8(82)), 56–62. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.74831
11. Hydraulic-set packers may boost production. (2011). Drilling Contractor. URL: https://drillingcontractor.org/hydraulic-set-packers-may-boost-production-11617 (access date: 20.07.2026).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Нафтогазова енергетика

TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
.png)



1.png)







