RU194352U1 - PACKER WITH CABLE INPUT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области добычи углеводородов, может быть использована для разобщения межтрубного пространства в скважинах. Пакер содержит ствол, якорь, уплотнительный элемент в виде кольцевых манжет. Снаружи ствола, под кольцевыми манжетами и якорем, выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля. Манжеты выполнены из мягкой и твердой резины и располагаются таким образом, что манжета из мягкой резины располагается между манжет из твердой резины, а силовой кабель размещается посредством уплотнителя с торцевыми ограничителями. Проходное отверстие пакера выполнено эксцентрично относительно ствола пакера. Предлагаемое техническое, решение повышает надежности работы пакера, расширяет функциональные возможности пакера.The utility model relates to the field of hydrocarbon production, can be used to separate the annulus in the wells. The packer contains a barrel, an anchor, a sealing element in the form of ring cuffs. Outside the trunk, under the annular cuffs and the anchor, a longitudinal blind channel is made for wiring the power cable. The cuffs are made of soft and hard rubber and are positioned so that the soft rubber cuff is located between the hard rubber cuffs, and the power cable is placed by means of a seal with end stops. The bore of the packer is eccentric relative to the barrel of the packer. The proposed technical solution improves the reliability of the packer, extends the functionality of the packer.

Description

Полезная модель относится к области добычи углеводородов (нефти, газа, конденсата и т.д.) и может быть использована для разобщения межтрубного пространства в добывающей, газлифтной или нагнетательной скважинах с интервалами негерметичности с одним или несколькими эксплуатационными пластами.The utility model relates to the field of hydrocarbon production (oil, gas, condensate, etc.) and can be used to separate the annular space in production, gas lift or injection wells with leakage intervals with one or more production formations.

Известен двуствольный пакер с кабельным вводом [RU №130342, опубликовано 20.07.2013], содержащий наружный и внутренний стволы, образующие между собой межствольное пространство, в котором установлен силовой кабель, уплотнительный элемент, герметизатор, соединительный узел, расположенный на наружном стволе с возможностью перемещения, и корпус (кожух), расположенный на наружном стволе над или под уплотнительным элементом противоположно соединительному узлу с возможностью перемещения. Корпус выполнен с отверстием с выходящими из него каналами, в одном из которых герметично закреплен силовой кабель посредством герметизатора, состоящего из прижимного элемента, по меньшей мере, из одного герметизирующего элемента, и, по меньшей мере, одного упорного элемента. Кроме этого силовой кабель в канале корпуса герметично закреплен по броне или по жилам силового кабеля посредством герметизирующего элемента. Герметизирующий элемент представляет собой герметизирующий состав в виде компаунда. Пакер также дополнительно снабжен уплотнительным элементом пакера и/или входным отверстием, по меньшей мере, одной линией закачки химических реагентов и/или, по меньшей мере, одной линией отвода газа, установленной в межствольном пространстве.Known double-barrel packer with cable entry [RU No. 130342, published 07/20/2013], containing the outer and inner trunks, forming a cross-barrel space, in which there is a power cable, a sealing element, a sealant, a connecting unit located on the outer trunk with the possibility of movement and a housing (casing) located on the outer barrel above or below the sealing element opposite the connecting node with the possibility of movement. The housing is made with an opening with channels emerging from it, in one of which the power cable is hermetically fixed by means of a sealant consisting of a clamping element, at least one sealing element, and at least one stop element. In addition, the power cable in the channel of the housing is hermetically fixed along the armor or along the cores of the power cable by means of a sealing element. The sealing element is a sealing composition in the form of a compound. The packer is also further provided with a packer sealing element and / or an inlet at least one chemical injection line and / or at least one gas exhaust line installed in the inter-barrel space.

Недостатками известного технического решения являются необходимость нарушения целостности силового кабеля для его размещения и герметизации в пакере, что влечет за собой необходимость последующего выполнения сростки кабеля, которая повышает риск разгерметизации жил и, как следствие, отказа погружного насосного оборудования, а также сравнительно малый диаметр внутреннего проходного отверстия пакера, которое снижает его пропускную способность и не позволяет пропускать через него геофизические приборы и другое подземное оборудование, что ограничивает функциональные возможности известного пакера.The disadvantages of the known technical solutions are the need to violate the integrity of the power cable for its placement and sealing in the packer, which entails the need for subsequent execution of cable splices, which increases the risk of depressurization of the cores and, as a result, failure of the submersible pumping equipment, as well as the relatively small diameter of the inner passage openings of the packer, which reduces its throughput and does not allow geophysical instruments and other underground equipment to pass through it That limits the functionality of the known packer.

Известен пакер с кабельным вводом [RU 2540369, опубликовано 10.02.2015], взятый за прототип, содержащий ствол, уплотнительный элемент в виде смонтированных на стволе сжимаемых кольцевых манжет и якорь. Снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично посредством компаунда. В продольном канале с размещенным в нем силовым кабелем, на участке под кольцевыми манжетами, на уровне наружной поверхности ствола установлена защитная накладка дугообразного профиля с возможностью уплотнения охватом внутренней цилиндрической поверхностью герметизирующего компаунда и ограниченной от смещения вдоль ствола полукольцевыми сухариками. По краям продольного канала на длине, по меньшей мере, разжатых кольцевых манжет выполнены уступы, фиксирующие положение защитной накладки на уровне наружной поверхности ствола.Known packer with cable entry [RU 2540369, published 02/10/2015], taken as a prototype, containing the barrel, a sealing element in the form of compressible ring cuffs mounted on the barrel and an anchor. Outside the trunk, under the ring cuffs and the anchor, a longitudinal blind channel is made for conducting the power cable, and under the ring cuffs the cable is sealed in the channel hermetically by means of a compound. In the longitudinal channel with the power cable located in it, in the area under the annular cuffs, at the level of the outer surface of the barrel, a protective overlay of an arched profile is installed with the possibility of sealing with a semicircular crackers limited by displacement along the barrel along the barrel. On the edges of the longitudinal channel along the length of at least the expanded annular cuffs are made ledges that fix the position of the protective strip at the level of the outer surface of the barrel.

Недостатками прототипа являются недостаточная герметизация кабеля из-за применения жидких герметиков (компаунда), а также сравнительно малый диаметр внутреннего проходного отверстия пакера, которое снижает его пропускную способность и не позволяет пропускать через него геофизические приборы и другое подземное оборудование, что ограничивает функциональные возможности известного пакера.The disadvantages of the prototype are the lack of sealing of the cable due to the use of liquid sealants (compound), as well as the relatively small diameter of the inner bore of the packer, which reduces its throughput and does not allow geophysical instruments and other underground equipment to pass through it, which limits the functionality of the known packer .

Задачей предлагаемого технического решения являются повышение надежности работы пакера за счет сохранения целостности силовой кабельной линии, проходящей через пакер, повышение функциональных возможностей пакера.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the packer by maintaining the integrity of the power cable line passing through the packer, increasing the functionality of the packer.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении эксплуатационной надежности погружного насосного оборудования за счет исключения необходимости нарушать целостность силового кабеля, обеспечения его надежной герметизации, расширяет функциональных способностей пакера за счет увеличения проходного отверстия.The technical result of the proposed technical solution is to increase the operational reliability of submersible pumping equipment by eliminating the need to violate the integrity of the power cable, ensuring its reliable sealing, expanding the functional capabilities of the packer by increasing the through hole.

Для достижения технического результата пакер содержащий ствол, уплотнительный элемент в виде смонтированных на стволе сжимаемых кольцевых манжет и якорь. Снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично согласно полезной модели уплотнительный элемент состоит из набора кольцевых манжет разделенных проставками, при этом манжеты выполнены из мягкой и твердой резины и располагаются таким образом, что манжета из мягкой резины располагается между манжет из твердой резины, а силовой кабель размещается в продольном глухом канале герметично посредством уплотнителя с торцевыми ограничителями, проходное отверстие пакера выполнено эксцентрично относительно ствола пакера.To achieve a technical result, a packer containing a barrel, a sealing element in the form of compressible annular cuffs mounted on the barrel and an anchor. Outside the trunk, under the ring cuffs and the anchor, a longitudinal blind channel is made for conducting the power cable, and under the ring cuffs the cable is placed in the channel hermetically according to the utility model, the sealing element consists of a set of ring cuffs separated by spacers, while the cuffs are made of soft and hard rubber and are located so that the soft rubber cuff is located between the hard rubber cuffs and the power cable is sealed in the longitudinal blind channel by means of a seal the end of the packer is made eccentric relative to the barrel of the packer.

Применение уплотнителя кабеля, выполненного из мягкой резины, герметично заполняет все пространство между кабелем и глухим каналом, а кольцевые манжеты выполненные из твердой резины помимо герметизации защищают уплотнения кабеля от высоких радиальных нагрузок, а также предотвращают вытекание кольцевой манжеты выполненной из мягкой резины.The use of a cable gland made of soft rubber hermetically fills the entire space between the cable and the blind channel, and ring cuffs made of hard rubber, in addition to sealing, protect cable seals from high radial loads and also prevent leakage of the ring cuff made of soft rubber.

Выполнение проходного отверстия пакера эксцентрично позволяет изготавливать данное отверстие увеличенного диаметра с увеличенной пропускной способностью. Увеличение проходного канала (отверстия) пакера позволяет пропускать через него различные приборы, в том числе геофизические, а также повышает его пропускную способность.The implementation of the bore of the packer eccentric allows you to make this hole of increased diameter with increased throughput. The increase in the passage channel (hole) of the packer allows you to pass through it various instruments, including geophysical, and also increases its throughput.

Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен пакер с кабельным вводом, для наглядности с поперечным и продольным разрезами. На Фиг. 2 пакер без установленных кольцевых манжет. На Фиг. 3 изображен уплотнитель силового кабеля.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a packer with cable entry, for clarity, with transverse and longitudinal sections. In FIG. 2 packer without installed ring cuffs. In FIG. 3 shows the power cable seal.

Пакер с кабельным вводом включает ствол 1 (Фиг. 1, 2), на котором монтируется уплотнительный представляющий собой герметизирующий узел, предназначенный для герметичного разобщения двух зон ствола обсадной колонны и уплотнения силового кабеля.A packer with a cable entry includes a barrel 1 (Fig. 1, 2), on which a sealing assembly, which is a sealing assembly, is designed to tightly disconnect the two zones of the casing stem and seal the power cable.

Герметизирующий узел состоит из кольцевых манжет 2 изготавливаемых из твердой резины, разделенные между собой проставками 3, которые зафиксированы на стволе упором 4 и гайкой 5, жестко связанной с конусом 6. Между манжетами 2, через проставки 3 установлена манжета 7 из мягкой резины. Герметизирующий узел и ствол 1 с глухим продольным каналом 8 (Фиг. 1, 2) образуют между собой герметичное пространство, в котором размещен кабель 9 В зоне герметичного пространства на кабель надет уплотнитель кабеля 10 (Фиг. 1, 2, 3), ограничители торцевые 11 (Фиг. 1, 2) устанавливаются по краям уплотнителя 10 и предотвращают смещение и вытекание уплотнителя. Уплотнителей кабеля 10 может быть более одного, при этом каждый уплотнитель, для удобства монтажа имеет разрез 12 (Фиг. 3). Внутреннее проходное отверстие 13 (Фиг. 1) пакера относительно корпуса выполненное эксцентрично, что позволяет выполнять данное отверстие увеличенного диаметра, соответственно увеличивая пропускную способностью пакера. Для сборки пакера на ствол 1 устанавливается конус 6, механический якорь 14 и соединитель 15 с одной стороны, а гайку 5 с противоположной.The sealing assembly consists of annular cuffs 2 made of hard rubber, separated by spacers 3, which are fixed on the barrel by an abutment 4 and a nut 5, rigidly connected to the cone 6. Between the cuffs 2, through the spacers 3 a cuff 7 made of soft rubber is installed. The sealing unit and the barrel 1 with a blind longitudinal channel 8 (Fig. 1, 2) form a tight space between themselves, in which the cable 9 is placed. In the zone of the tight space, the cable 10 is sealed on the cable (Fig. 1, 2, 3), end stops 11 (Fig. 1, 2) are installed at the edges of the seal 10 and prevent the seal from moving and leaking out. Cable seals 10 may be more than one, with each seal, for ease of installation, has a section 12 (Fig. 3). The inner bore 13 (Fig. 1) of the packer relative to the housing is eccentric, which allows this bore to be made with an increased diameter, thereby increasing the packer throughput. To assemble the packer, a cone 6, a mechanical anchor 14 and a connector 15 are installed on the barrel 1 on one side, and a nut 5 on the opposite side.

Пакер с кабельным вводом работает следующим образом.Packer with cable entry works as follows.

Перед спуском и установкой пакера в скважину выполнятся поузловая разборка пакера. Через демонтированные узлы и детали пропускают силовой кабель 9 с муфтой (не показано), далее кабель соединяют с погружным электродвигателем (ПЭД). После спуска электрического центробежного насоса (ЭЦН) с насосно-компрессорными трубами (НКТ), до места монтажа пакера в колонну НКТ, выполняют частичную сборку пакера. Устанавливают на ствол 1 конус 6, механический якорь 14 и соединитель с одной стороны, а гайку 5 с противоположной. Далее скручивают между собой гайку 5 и конус 6, после чего на пакер устанавливается герметизирующий узел, укладывается кабель 9 с предварительно надыми уплотнителями 10 в канал 8 ствола, на кабель. Торцевые ограничители 11 установить по краям уплотнителей кабеля 10 для предотвращения их смещения и вытекания. Кольцевые манжеты монтируются на пакер таким образом, чтобы манжета 7 из мягкой резины оказалась между манжет 2 из твердой резины при этом манжеты разделяют между собой проставками 3. Соединитель 15, установленный на нижнем конце ствола, обеспечивает соединение низа пакера с колонной НКТ без его вращения. Пакер спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб. При пакеровании с помощью осевых манипуляций происходит активация механического якоря 14, захваты якоря раздвигаясь в радиальном направлении входят в зацепление с обсадной колонной. После этого на пакер прикладывается осевая нагрузка вниз от веса НКТ, которая передается на кольцевые манжеты. Манжеты деформируются и уплотняют межтрубное пространство, одновременно передают нагрузку на уплотнение кабеля. В таком положении загерметизированный пакер готов к эксплуатации.Before launching and installing the packer into the well, the packer will be disassembled by nodes. A power cable 9 with a coupling (not shown) is passed through dismantled components and parts, then the cable is connected to a submersible electric motor (PEM). After the descent of the electric centrifugal pump (ESP) with tubing (tubing), to the place of installation of the packer in the tubing string, a partial assembly of the packer is performed. Install the cone 6, the mechanical anchor 14 and the connector on one side on the barrel 1, and the nut 5 on the opposite side. Next, twist the nut 5 and cone 6 between themselves, after which the sealing assembly is installed on the packer, the cable 9 with previously sealed seals 10 is laid in the barrel channel 8, on the cable. Install end stops 11 along the edges of the cable glands 10 to prevent their displacement and leakage. The ring cuffs are mounted on the packer so that the soft rubber cuff 7 is between the hard rubber cuffs 2 while the cuffs are separated by spacers 3. Connector 15, mounted on the lower end of the barrel, ensures that the bottom of the packer is connected to the tubing string without rotation. The packer descends into the well at the tubing string. When packing with the help of axial manipulations, the mechanical armature 14 is activated, the grippers of the armature moving apart in the radial direction are engaged with the casing. After that, an axial load is applied to the packer down from the weight of the tubing, which is transmitted to the annular cuffs. The cuffs deform and seal the annulus, while simultaneously transferring the load to the cable seal. In this position, the sealed packer is ready for use.

Размещение кабеля снаружи ствола в предлагаемом глухом канале под кольцевыми манжетами позволяет при монтаже пакера в скважину не нарушать его целостность, так как внутренние диаметры отверстий в деталях герметизирующего узла, упоре, проставках, гайке и конусе позволяют пропустить через них кабель с муфтой и не разделять кабель на две части с последующим их сращиванием, при этом позволяет герметизировать кабели с увеличенным сечением, таких типов как 3×25 при обычно используемых типах сечения 3×16.Placing the cable outside the barrel in the proposed blind channel under the annular cuffs allows the packer to be installed in the well without violating its integrity, since the internal diameters of the holes in the parts of the sealing assembly, emphasis, spacers, nut and cone allow the cable to pass through them and not to separate the cable into two parts with their subsequent splicing, at the same time it allows to seal cables with an increased cross-section, such types as 3 × 25 with the commonly used types of cross-section 3 × 16.

Мягкая манжета предназначена для герметичного разобщения интервалов ствола обсадной колонны. Предлагаемая технология герметизации кабеля позволяет сохранить неразрывность линии и целостность брони кабеля, значительно снижая риск повреждения изоляции кабеля при эксплуатации. Увеличенный диаметр проходного отверстия расширяет функциональные возможности использования пакера, позволяя спускать через пакер известное оборудование имеющее большие наружные размеры.The soft cuff is designed for tight separation of the intervals of the casing string. The proposed cable sealing technology allows you to maintain continuity of the line and the integrity of the cable armor, significantly reducing the risk of damage to the cable insulation during operation. The increased diameter of the passage opening expands the functionality of using the packer, allowing known equipment having large external dimensions to be lowered through the packer.

Claims (1)

Пакер с кабельным вводом, содержащий ствол, уплотнительный элемент в виде смонтированных на стволе сжимаемых кольцевых манжет и якорь, снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично, отличающийся тем, что уплотнительный элемент состоит из набора кольцевых манжет, разделенных проставками, при этом манжеты выполнены из мягкой и твердой резины и располагаются таким образом, что манжета из мягкой резины располагается между манжет из твердой резины, а силовой кабель размещается в продольном глухом канале герметично посредством уплотнителя с торцевыми ограничителями, проходное отверстие пакера выполнено эксцентрично относительно ствола пакера.A packer with a cable entry, comprising a trunk, a sealing element in the form of compressible ring cuffs mounted on the barrel and an anchor, a longitudinal blind channel for conducting the power cable is made outside the barrel under the ring cuffs and anchor, the cable being sealed in the channel under the ring cuffs, characterized in that that the sealing element consists of a set of ring cuffs separated by spacers, while the cuffs are made of soft and hard rubber and are located so that the cuff of soft rubber p spolagaetsya between seal of hard rubber, and the power cord is located in a blind longitudinal passage through hermetically seal with the end stops, the through hole formed eccentrically with respect to the packer packer bore.

Images