RU200290U1 - Anti-spill device with cable line - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для защиты от механических повреждений пакера, через который пропущена кабельная линия. Устройство содержит уплотнительный элемент, шток, на котором установлен уплотнительный элемент, упорную гайку, муфту, храповик, верхнюю и нижнюю втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства. Верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока, а упорная гайка установлена на нижней части штока, при этом уплотнительный элемент состоит из верхней и нижней составляющих частей, каждая из которых выполнена в виде эластичной манжеты круглой формы, при этом верхняя часть уплотнительного элемента закреплена на торце нижней втулки с возможностью перемещения вместе с нижней втулкой вдоль оси устройства, и имеет профиль сечения, обеспечивающий плотное вхождение в нижнюю часть уплотнительного элемента, нижняя часть уплотнительного элемента закреплена неподвижно между выступом, выполненным на штоке, и упорной гайкой с возможностью изменения своей геометрии, а в обеих частях уплотнительного элемента выполнены пазы для пропускания кабельной линии, причем в верхней части уплотнительного элемента паз выполнен с зазором, а в нижней части уплотнительного элемента паз выполнен с возможностью плотной установки кабельной линии. Техническим результатом является повышение надежности работы пакерного оборудования с кабельным вводом. 4 ил.The utility model relates to devices for protection against mechanical damage of the packer through which the cable line is passed. The device contains a sealing element, a rod on which a sealing element is installed, a thrust nut, a coupling, a ratchet, upper and lower bushings connected to each other by means of a thread, and the ratchet, upper and lower bushings are installed with the ability to move along the axis of the device. Using shear pins, the upper sleeve is connected to the sleeve, which is installed on the upper part of the stem, and the thrust nut is installed on the lower part of the stem, while the sealing element consists of upper and lower component parts, each of which is made in the form of a round elastic cuff, with the upper part of the sealing element is fixed at the end of the lower sleeve with the ability to move together with the lower sleeve along the axis of the device, and has a cross-sectional profile that ensures tight entry into the lower part of the sealing element, the lower part of the sealing element is fixed motionlessly between the protrusion made on the rod and the thrust nut with the ability to change its geometry, and grooves are made in both parts of the sealing element for passing the cable line, and in the upper part of the sealing element the groove is made with a gap, and in the lower part of the sealing element the groove is made with the possibility of tight installation of the cable line. The technical result is to improve the reliability of the packer equipment with cable entry. 4 ill.

Description

Заявленное техническое решение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите скважинных пакеров, через которые пропускаются различные кабельные линии, от механических примесей.The claimed technical solution relates to the oil industry, in particular to the protection of downhole packers through which various cable lines are passed from mechanical impurities.

Известно устройство защиты надпакерного пространства от скапливания механических примесей (патент № 2163312, МПК F04F 5/14, E21B 43/04, опубл. 20.02.2001), которое включает установленную в скважине с верхним и нижним продуктивными пластами подъемную колонну с циркуляционным клапаном в зоне нижнего пласта и пакер. В скважине установлена подземная обсадная колонна, и на торец последней установлена надетая на подъемную колонну крышка, запирающая надпакерное пространство, над крышкой установлен дополнительный циркуляционный клапан, циркуляционный клапан установлен над кровлей нижнего пласта, а крышка с нижней стороны выполнена с радиальными ребрами с образованием последними с торцом подземной обсадной колонны каналов, сообщающих между собой кольцевые пространства выше и ниже крышки, при этом оседающие из верхнего пласта частицы задерживаются на верхней поверхности крышки и вновь оседающие частицы увлекаются потоком газа нижних дыр перфорации. В результате достигается предупреждение скапливания мощной песчаной пробки. Known is a device for protecting the overpacker space from the accumulation of mechanical impurities (patent No. 2163312, IPC F04F 5/14, E21B 43/04, publ. 20.02.2001), which includes a lifting string installed in a well with upper and lower productive layers with a circulation valve in the zone lower layer and packer. An underground casing string is installed in the well, and a cover is installed on the end of the latter, which closes the above-packer space, an additional circulation valve is installed above the cover, a circulation valve is installed above the roof of the lower layer, and the cover on the lower side is made with radial ribs to form the latter with the end of the underground casing of the channels connecting the annular spaces above and below the cover, while the particles settling from the upper layer are retained on the upper surface of the cover and the newly settling particles are carried away by the gas flow of the lower perforation holes. The result is a prevention of the accumulation of a powerful sand plug.

Недостатком данного технического решения является невозможность применения конструкции совместно с кабельными линиями, а также незащищенность от большого количества механических примесей. Устройство рассчитано на постепенно прибывающие и оседающие на крышке скопления песка. В случае резкого обвала породы клапан может не справиться и выйти из строя.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of using the structure in conjunction with cable lines, as well as insecurity from a large amount of mechanical impurities. The device is designed for sand accumulations gradually arriving and settling on the lid. In the event of a sharp rock collapse, the valve may fail and fail.

Наиболее близким аналогом является устройство защиты от присыпания (патент № 195581, МПК E21B33/128, E21B37/00, опубл. 31.01.2020 г.), включающее узел, установленный с возможностью запирания надпакерного пространства, отличающийся тем, что узел содержит шток, на котором установлен уплотнительный элемент, а также упорная гайка, муфта, храповик, верхняя и нижняя втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства в пределах находящейся на штоке области с выступами, а упорная гайка установлена на нижней части штока, уплотнительный элемент одним концом прикреплен к упорной гайке, а другим к нижней втулке с помощью винтов, при этом он закреплен с возможностью изменять свою форму, и представляет собой эластичную манжету, стенка которой в центральной части имеет меньшую толщину, чем по краям, а верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока.The closest analogue is a device for protection against dusting (patent No. 195581, IPC E21B33 / 128, E21B37 / 00, publ. 31.01.2020), including a unit installed with the ability to lock the overpacker space, characterized in that the unit contains a stem, on where a sealing element is installed, as well as a thrust nut, a coupling, a ratchet, the upper and lower bushings, connected to each other by means of a thread, and the ratchet, the upper and lower bushings are installed with the ability to move along the axis of the device within the region with protrusions on the rod, and the thrust nut is installed on the lower part of the stem, the sealing element is attached at one end to the thrust nut, and the other to the lower sleeve with screws, while it is fixed with the ability to change its shape, and is an elastic cuff, the wall of which in the central part has a smaller thickness than at the edges, and the upper bushing is connected with shear pins to the coupling, which is installed on the upper part of the stem and.

Главным недостатком данного устройства является отсутствие возможности перепуска кабельной линии через конструкцию устройства. При использовании совместно с кабельной линией и укладкой кабеля поверх устройства, возникает высокая вероятность пережатия кабеля и выхода его из строя. Также возникает возможность неравномерного прижатия уплотнительного элемента к стенкам скважины, что исключает выполнение его основных функций.The main disadvantage of this device is the inability to bypass the cable line through the structure of the device. When used in conjunction with a cable line and laying the cable over the device, there is a high probability of pinching the cable and breaking it. Also, there is a possibility of uneven pressing of the sealing element against the borehole walls, which excludes the performance of its main functions.

Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, является предотвращение воздействия на пакер, через который пропущена кабельная линия, механических примесей для сохранения его полноценного функционирования и последующего безаварийного облегченного срыва из скважины.The problem to be solved by the claimed device is to prevent the impact on the packer, through which the cable line is passed, of mechanical impurities in order to maintain its full functioning and subsequent trouble-free easy breakout from the well.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного решения, является повышение надежности работы пакерно-якорного оборудования с кабельным вводом и защита его от механических примесей во время работы в скважине. В качестве кабельной линии может применяться питающий кабель установки электроцентробежного насоса, геофизический кабель, оптоволоконный кабель связи, гидравлический канал, трубка для подачи различных химических реагентов или отвода газа из-под пакерного пространства.The technical result achieved by using this solution is to improve the reliability of the packer-anchor equipment with cable entry and protect it from mechanical impurities during operation in the well. As a cable line, a power cable of an electric centrifugal pump installation, a geophysical cable, a fiber-optic communication cable, a hydraulic channel, a tube for supplying various chemical reagents or removing gas from under the packer space can be used.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство защиты от присыпания с кабельной линией, включающее узел, установленный с возможностью запирания надпакерного пространства и содержащий шток, на котором установлен уплотнительный элемент, упорную гайку, муфту, храповик, верхнюю и нижнюю втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства, верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока, а упорная гайка установлена на нижней части штока, а сам уплотнительный элемент состоит из двух составляющих частей, верхней и нижней, представляющих собой эластичные манжеты круглой формы, верхняя часть уплотнительного элемента закреплена на торце нижней втулки с возможностью перемещения вместе с нижней втулкой вдоль оси устройства, причем она имеет профиль сечения, дающий возможность плотно входить в нижнюю часть уплотнительного элемента, а сама нижняя часть уплотнительного элемента закреплена неподвижно между выступом, выполненным на штоке, и упорной гайкой, с возможностью изменения своей геометрии, при этом в обеих частях уплотнительного элемента выполнены пазы для пропускания кабельной линии, причем в верхней части уплотнительного элемента паз выполнен с зазором, а в нижней части уплотнительного элемента паз выполнен с возможностью плотной установки кабельной линии. The specified technical result is achieved by the fact that the device for protection against dusting with a cable line, including a unit installed with the ability to lock the above-packer space and containing a rod on which a sealing element is installed, a thrust nut, a coupling, a ratchet, upper and lower bushings, connected to each other with by means of a thread, moreover, the ratchet, the upper and lower bushings are installed with the ability to move along the axis of the device, the upper bushing is connected by shear pins to the coupling, which is installed on the upper part of the stem, and the thrust nut is installed on the lower part of the stem, and the sealing element itself consists of two component parts, upper and lower, which are elastic cuffs of a circular shape, the upper part of the sealing element is fixed on the end of the lower sleeve with the possibility of moving together with the lower sleeve along the axis of the device, and it has a sectional profile that makes it possible to fit tightly into the lower part of the sealing element a, and the lower part of the sealing element itself is fixed fixedly between the protrusion made on the rod and the thrust nut, with the possibility of changing its geometry, while grooves are made in both parts of the sealing element for passing the cable line, and in the upper part of the sealing element the groove is made with gap, and in the lower part of the sealing element the groove is made with the possibility of tight installation of the cable line.

Выполнение уплотнительного элемента из двух частей позволяет осуществить более надежную защиту работы пакерно-якорного оборудования с кабельным вводом путем взаимодействия подвижной и неподвижной частей уплотнительного элемента.The design of the sealing element in two parts allows for more reliable protection of the operation of the packer-anchor equipment with a cable entry through the interaction of the movable and fixed parts of the sealing element.

Использование эластичных манжет круглой формы с пазом или проточкой под кабельную линию позволяет без каких-либо препятствий пропускать кабельную линию через устройство, фиксировать рабочее положение, при котором обеспечивается безопасная работа всей кабельной линии совместно с колонной насосно-компрессорных труб, и беспрепятственно удалять кабельную линию с колонной после ее полной отработки. The use of round elastic cuffs with a groove or groove for the cable line allows the cable line to be passed through the device without any obstacles, to fix the operating position at which the safe operation of the entire cable line together with the tubing string is ensured, and to remove the cable line from column after its complete working off.

Техническая сущность предложенного технического решения поясняется следующими чертежами:The technical essence of the proposed technical solution is illustrated by the following drawings:

на фиг. 1 изображен разрез устройства защиты от присыпания с кабельной линией;in fig. 1 shows a sectional view of an anti-spill device with a cable line;

на фиг. 2 изображен внешний вид устройства защиты от присыпания с кабельной линией в рабочем положении;in fig. 2 shows the external view of the anti-spill device with the cable line in the working position;

на фиг. 3 изображен верхний уплотнительный элемент;in fig. 3 shows the upper sealing element;

на фиг. 4 изображен нижний уплотнительный элемент.in fig. 4 shows the lower sealing element.

Устройство защиты от присыпания с кабельной линией, представляющее собой узел для запирания надпакерного пространства, содержащий полый шток (1), на котором установлен уплотнительный элемент, состоящий из двух частей, верхней (2) и нижней (3), а также упорную гайку (4), которая выполняет дополнительную защитную функцию уплотнительного элемента при спуске, муфту (5), втулки (6 и 7), храповик (8) и срезные винты (9). Верхняя часть (2) уплотнительного элемента крепится к торцу нижней втулки (7), а нижний уплотнительный элемент прижат к выступу на штоке (1) упорной гайкой (4). Плотное прилегание втулок (6 и 7) к штоку (1) обеспечивается соответствующими уплотнениями (на чертеже не показаны). Шток (1) имеет ответную резьбу для гайки (4) и муфты (5), а также область с выступами для установки храповика (8). Втулки (6 и 7) связаны между собой резьбовым соединением, при этом во втулке (7) выполнен паз для размещения кабеля. Каждая из частей уплотнительного элемента (2 и 3) представляет собой эластичную манжету круглой формы с пазом под кабель. Паз в верхней части (2) уплотнительного элемента выполнен свободно по кабелю, а в нижней части (3) плотно обжимает кабель для его герметизации. Верхняя манжета (2) при движении совместно с нижней втулкой (7) перемещается вниз и заходит в нижнюю манжету (3) разжимая и увеличивая его наружный габарит до стенок эксплуатационной колонны скважины.An anti-drip device with a cable line, which is a unit for locking the over-packer space, containing a hollow stem (1) on which a sealing element is installed, consisting of two parts, upper (2) and lower (3), as well as a thrust nut (4 ), which performs an additional protective function of the sealing element during descent, the sleeve (5), bushings (6 and 7), ratchet (8) and shear screws (9). The upper part (2) of the sealing element is attached to the end of the lower sleeve (7), and the lower sealing element is pressed against the protrusion on the stem (1) with a stop nut (4). The tight fit of the bushings (6 and 7) to the stem (1) is ensured by appropriate seals (not shown in the drawing). The stem (1) has a matching thread for the nut (4) and the coupling (5), as well as an area with projections for installing the ratchet (8). The bushings (6 and 7) are connected to each other by a threaded connection, while a groove is made in the bushing (7) to accommodate the cable. Each of the parts of the sealing element (2 and 3) is a round elastic cuff with a groove for the cable. The groove in the upper part (2) of the sealing element is made loosely along the cable, and in the lower part (3) it tightly crimps the cable to seal it. The upper collar (2), when moving together with the lower sleeve (7), moves downward and enters the lower collar (3), expanding and increasing its outer dimension to the walls of the production string of the well.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед монтажом кабельной линии в пакерное оборудование, кабельная линия пропускается через уплотнительный элемент (2,3) устройства.Before installing the cable line into the packer equipment, the cable line is passed through the sealing element (2,3) of the device.

Далее проходит монтаж пакерного оборудования с кабелем.Next comes the installation of packer equipment with a cable.

Во втулке (6) устанавливаются срезные винты (9), подобранные посредством предварительного расчета на определенный перепад давления труба/затруб. В колонну насосно-компрессорной трубы (НКТ) устанавливается основная часть устройства с установкой уплотнительного элемента (2,3) с пропущенной кабельной линией и спускается в исходном транспортном положении (нижняя манжета (3) не подвержена деформации). Для посадки устройства необходимо достичь требуемого перепада давления труба/затруб. Как только требуемый перепад будет достигнут, произойдет срез винтов (9), втулки (6 и 7) с храповиком (8) переместятся в рабочее положение, также будет осуществлено перемещение в рабочее положение верхней манжеты (2). При этом кабельная линия останется внутри уплотнительного элемента (2,3). Храповый механизм (8) зафиксирует текущее положение устройства до момента извлечения. Извлечение оборудования осуществляется путем прямого натяжения колонны НКТ. В связи с тем, что уплотнительный элемент (2 и 3) представляет собой эластичные манжеты определенной геометрии, его разрушение в результате подъема оборудования на устье не вызывает препятствий и дополнительных сложностей.Shear screws (9) are installed in the sleeve (6), selected by preliminary calculation for a certain pressure drop in the pipe / annulus. The main part of the device is installed in the tubing string (tubing) with the installation of a sealing element (2,3) with a passed cable line and lowered in the initial transport position (the lower collar (3) is not subject to deformation). The required pipe / annulus pressure drop must be achieved to seat the device. As soon as the required difference is reached, the screws (9) will shear, the bushings (6 and 7) with the ratchet (8) will move to the working position, and the upper cuff (2) will also be moved to the working position. This leaves the cable line inside the sealing element (2,3). The ratchet mechanism (8) will fix the current position of the device until it is removed. The equipment is retrieved by direct tension of the tubing string. Due to the fact that the sealing element (2 and 3) is elastic cuffs of a certain geometry, its destruction as a result of lifting equipment at the wellhead does not cause obstacles and additional difficulties.

Claims (1)

Устройство для защиты от механических повреждений пакера, через который пропущена кабельная линия, содержащее уплотнительный элемент, отличающееся тем, что содержит шток, на котором установлен уплотнительный элемент, упорную гайку, муфту, храповик, верхнюю и нижнюю втулки, соединенные между собой с помощью резьбы, причем храповик, верхняя и нижняя втулки установлены с возможностью перемещения вдоль оси устройства, при этом верхняя втулка с помощью срезных штифтов соединена с муфтой, которая установлена на верхней части штока, а упорная гайка установлена на нижней части штока, при этом уплотнительный элемент состоит из верхней и нижней составляющих частей, каждая из которых выполнена в виде эластичной манжеты круглой формы, при этом верхняя часть уплотнительного элемента закреплена на торце нижней втулки с возможностью перемещения вместе с нижней втулкой вдоль оси устройства, и имеет профиль сечения, обеспечивающий плотное вхождение в нижнюю часть уплотнительного элемента, нижняя часть уплотнительного элемента закреплена неподвижно между выступом, выполненным на штоке, и упорной гайкой с возможностью изменения своей геометрии, а в обеих частях уплотнительного элемента выполнены пазы для пропускания кабельной линии, причем в верхней части уплотнительного элемента паз выполнен с зазором, а в нижней части уплотнительного элемента паз выполнен с возможностью плотной установки кабельной линии.A device for protecting against mechanical damage to a packer through which a cable line is passed, containing a sealing element, characterized in that it contains a rod on which a sealing element is installed, a thrust nut, a sleeve, a ratchet, upper and lower bushings, connected to each other by means of a thread, moreover, the ratchet, the upper and lower bushings are installed with the ability to move along the axis of the device, while the upper bushing is connected by means of shear pins to the sleeve, which is installed on the upper part of the stem, and the thrust nut is installed on the lower part of the stem, while the sealing element consists of an upper and the lower component parts, each of which is made in the form of an elastic cuff of a circular shape, while the upper part of the sealing element is fixed at the end of the lower sleeve so that it can be moved together with the lower sleeve along the axis of the device, and has a sectional profile that ensures tight fit into the lower part of the sealing element, lower part the sealing element is fixed motionlessly between the protrusion made on the rod and the thrust nut with the possibility of changing its geometry, and grooves are made in both parts of the sealing element for passing the cable line, and in the upper part of the sealing element the groove is made with a gap, and in the lower part of the sealing element the groove is made with the possibility of tight installation of the cable line.

Images