При ізоляційних роботах застосовують цементувальні пакери, які встановлюють на нижньому кінці колони заливальних труб. Призначення пакера - ізолювати ділянку експлуатаційної колони нижче черевика заливальних труб від кільцевого простору між цими трубами і колоною.
За характером ізоляції кільцевого (затрубного) простору цементувальні пакери діляться на дві групи. До
першої групи належать видобувні пакери (піднімаються зі свердловини разом г колоною заливальних труб). Другу групу складають неізвлекаемой пакери. Після закінчення цементування вони відокремлюються від колони заливальних труб і залишаються в свердловині. При необхідності пакери другої групи можуть бути видалені з свердловини шляхом фрезерування.
На промислах Радянського Союзу в якості цементувальних пакеров застосовують пакери, сконструйовані для гідравлічного розриву пласта та експлуатації свердловин.
З початку впровадження цементування з пакером застосовують пакери з опорою на забій конструкції Грозний, АзНІІ, типу ПМ конструкції ОКБ по безштангових насосів. Перевагою пакеров з опорою на забій є простота їх влаштування та легкість ущільнення в свердловині. Однак для установки пакера необхідно мати твердий забій на певній глибині. Крім того, при цементуванні з пакерами цієї конструкції можливий прихват хвостовика цементом. Пакери висячого типу (без опори на забій) можуть бути встановлені в будь-якій точці стовбура свердловини. Для цементування застосовують шліпсовий пакер ПШ і гідравлічний модернізований пакер ПГ-500 конструкції ОКБ по безштангових насосів, шліпсовий пакер ЦРМЗ Грознефті і самоуплотняющийся (автоматичний) пакер АзНІІ.
Мал. 6. Схема гідравлічного модернізованого пакера ГП-500
Гідравлічний модернізований пакер ПГ-500 (див. Рис.) Складається з головки 1, до верхньої частини якої приєднується гідравлічний якір і колона заливальних труб, а до нижньої частини шток 5 і опорна дюралюмінієвого кільце 2. На шток надіті обмежувач 4 з обмежувальної манжетою 3 , упор 6 і гідравлічна манжета 7. До нижньої частини штока приєднаний корпус 8 ліхтаря закритого типу. Ліхтар 9 має три черевика, розташовані під кутом 120 ° по колу корпусу. Кожен черевик підпирає зсередини трьома пружинами, що знаходяться в глухих отворах корпусу ліхтаря 8. Верхнє і нижнє наполегливі кільця запобігають випадання черевиків. До нижньої частини корпусу кріпиться клапан пакера з дросельним штуцером 10. Для ущільнення пакера ПГ-500 в колону заливальних труб закачують рідину з витратою 2-2,5 л / сек. При цьому в штуцері виникає перепад тиску 3,5-5 атм. Через отвори в корпусі ліхтаря 8 рідина проходить у внутрішню порожнину гідравлічної манжети 7 і розширює її до опору зі стінкою колони. Під впливом перепаду тиску стискається пружина клапана, відкриваються його прямокутні вікна і рідина проходить в простір під пакером. При подальшому підвищенні тиску під пакером гідравлічна манжета розширюється і остаточно ущільнює затрубний простір. В результаті створення високого тиску під пакером він виштовхується нагору разом з колоною заливальних труб, в зв'язку, з чим порушується його ущільнення. Для утримання пакера на місці застосовують гідравлічний якір, який встановлюють безпосередньо над пакером. На промислах Радянського Союзу найбільшого поширення набули гідравлічні якорі конструкції ОКБ по безштангових насосів.
Зазначені пакери, що застосовуються в якості цементувальних, мають ряд недоліків. Вони виготовляються зі сталі, внаслідок чого в разі прихвата цементом їх дуже важко фрезерувати. Пакери не мають циркуляційних клапанів, які з'єднують простір вище і нижче пакера, в результаті при зриві пакера ущільнюючий елемент діє як поршень, що підсилює віддачу пласта.
Пакери ПШП конструкції ОКБ по безштангових насосів і ПШУ-65/8 "конструкції ЦРМЗ Грознефті мають циркуляційний клапан для з'єднання простору вище і нижче пакера. В Пакер ПШУ-65/8 // конструктивно з'єднані шліпсовий пакер і механічний якір. Ущільнення пакера досягається при натягу заливальних труб вгору. Пакер складається з муфти у, стовбура, до верхнього кінця якого прикріплений ліхтар, а до нижнього - конус циркуляційного клапана з манжетами. у корпусі ліхтаря укріплені плашки ліхтаря, плашки пакера і конус. до останнього в свою чергу прик еплени перфорована труба, ущільнювальна гумова манжета і сідло циркуляційного клапана.
Пакер спускають на заливальних трубах, які потім повертають вправо на 1-2 обороту. При цьому штифт виходить із зачеплення з замком. Корпус ліхтаря утримується плашками в експлуатаційній колоні, а їх конус при підйомі заливальних труб теж піднімається вгору. Тепер уже плашки утримують корпус ліхтаря в колоні. При подальшому натягу заливальних труб конус стискає манжету і герметизує кільцеве простір свердловини. Потік рідини при зворотному промиванні проходить через перфоровану трубу, по кільцевому простору всередині пакера, через відкритий циркуляційний клапан входить в конус, ствол і надходить в заливальні труби. Оскільки площа перетину цього кільцевого простору дорівнює площі перетину заливальних труб в світлі, тиск при проходженні рідини через пакер не підвищується.
На рис. 7 показана схема неізвлекаемой пакера конструкції Азінмаша з циркуляційним пристосуванням.
Пакер виготовляється з легко разбуріваемого матеріалу (наприклад, з модифікованого чавуну). Циркуляційний пристосування встановлюється над пакером і з'єднується з ним за допомогою переводника 3, що має 'ліву циліндричну або круглу різьблення. Пакер з циркуляційним пристосуванням (без кульки 18) спускають в свердловину на колоні заливальних труб. На гирлі свердловини встановлюють цементувальних голівці грозненського типу, а верхній кінець заливальних труб підвішують на вертлюге. Між вертлюгом і заливний трубами встановлюють глухий переводник і хрестовину з двома відводами для закачування рідини в труби та боковим отвором. Після установки пакера на заданій глибині заливальні труби піднімають на 0,5-1 м вгору. При цьому потовщення труби 1 сідає на гумове сідло 2, внаслідок чого циркуляційний пристосування закривається. Свердловину промивають прямим промиванням. Потім через бічний отвір хрестовини в заливальні труби кидають кульку 18, який проходить по трубах і сідає в гніздо клапана 17, закриваючи його отвір. У трубах піднімають тиск. Рідина під тиском проходить в отвори 11 і розширює гумову манжету 10, щільно притискаючи її до стінки експлуатаційної колони. При подальшому розширенні манжета 10 пересуває вгору верхній конус 8. При цьому зрізаються гвинти 5 і 7, а верхні плашки 4 притискаються до стінки експлуатаційної колони, перешкоджаючи руху пакера вгору. Коли тиск в трубах піднімається ще більше, відрізається гвинт 19 і гніздо 17 випадає з пакера. Бакелітовий куля 16 звільняється і вступає в дію зворотний клапан. Для рідини відкривається прохід через пакер. Потім заливальні труби натягують, в результаті чого зрізаються гвинти 12 і 13, а нижні плашки 14 притискаються до стінки експлуатаційної колони. Манжета 10 ще більше деформується, а конічний стопорне кільце 6 потрапляє в проріз корпуса пакера 9. Пакер виявляється надійно укріпленим в експлуатаційній колоні на заданій глибині. Заливальні труби опускають вниз на 0,5-1 м (щоб відкрити циркуляційний клапан) і закачують в них цементний розчин і продавочной воду. Коли стовп цементного розчину буде перебувати на відстані 100-150 м від пакера, натягують труби, закриваючи циркуляційний клапан. Цементний розчин продавлюють в пласт під тиском 250-300 атм. Після цього процесу знижують тиск в заливальних трубах, при цьому куля 16 сідає на гумове кільце ущільнювача 15 зворотного клапана. Вихід цементного розчину з-під пакера припиняється. Заливальні труби знову опускають на 0,5-1 м, щоб відкрити циркуляційний клапан. Зворотним промиванням вимивають з заливальних труб зайвий цементний розчин. Обертаючи труби вправо, вигвинчують переводник 3 з пакера. Заливальні труби піднімають із свердловини і залишають свердловину на період затвердіння цементу. У разі необхідності пакер видаляють зі стовбура свердловини шляхом фрезерування.