RU2468185C1 - Mechanical double-mandrel packer with cable inlet - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: double-mandrel packer with cable inlet includes packer and inner mandrels inserted one into the other and attached to each other with orientation as to cable inlet, packer assembly, mechanical drive, and sealing device of cable inlet with gas removal or chemical reagent pumping lines. Packer drive is a mechanical push-button device; inner packer mandrel consists of upper, middle and lower parts; lower end of middle part of inner packer mandrel has a projection for interaction with drive cylinder. In through holes of lower end of middle part and upper end of lower part of inner packer shaft there installed are shear elements.

EFFECT: improving operating reliability of packer when using it as upper packer in two or more packer layouts for operation of wells by means of submersible pump equipment like electric centrifugal pump installation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для нефтегазовой промышленности, в частности для разобщения межтрубного пространства в скважинах с интервалами негерметичности в насосной, газлифтной или нагнетательной скважине с одним или несколькими эксплуатационными пластами.The invention relates to equipment for the oil and gas industry, in particular for separating the annulus in wells with leakage intervals in a pump, gas lift or injection well with one or more production layers.

Известен двухствольный пакер с кабельным вводом (принят за аналог и прототип), состоящий из двух пакерных стволов, пакерного узла с гидравлическим или механическим приводом, герметизатором кабельного ввода и линиями закачки химреагентов. Стволы, пакерный и внутренний, вставлены один в другой и крепятся между собой с ориентированием по кабельному вводу, входящему в кольцевое пространство стволов через боковое окно пакера. Герметизатор кабельного ввода с линиями закачки химреагентов, состоящий из уплотнительного элемента с опорными шайбами по торцам, размещен в кольцевом пространстве между стволами под прессовой втулкой. Герметизатор выполнен шарнирно разъемным, а уплотнительный элемент герметизатора разделен перегородкой с гидроканалами, сообщающимися с каналом контрольной опрессовки (патент RU 2380518 С1, МПК: Е21В 33/12, приор. 18.06.2008, опубл. 27.01.2010).Known double-barrel packer with cable entry (adopted for analogue and prototype), consisting of two packer shafts, a packer unit with a hydraulic or mechanical drive, cable entry sealant and chemical injection lines. The trunks, packer and internal, are inserted one into another and are fastened together with orientation along the cable entry that enters the annular space of the trunks through the side window of the packer. A cable entry sealant with chemical injection lines, consisting of a sealing element with supporting washers at the ends, is placed in the annular space between the trunks under the press sleeve. The sealant is pivotally detachable, and the sealing element of the sealant is separated by a partition with hydraulic channels communicating with the control crimping channel (patent RU 2380518 C1, IPC: ЕВВ 33/12, prior. 06/18/2008, published on January 27, 2010).

Недостатком данного пакера является невозможность его применения в качестве верхнего пакера в составе двух и более пакерных компоновок для эксплуатации скважин погружным насосным оборудованием типа УЭЦН. Так как известный двухствольный пакер с кабельным вводом (патент RU 2380518 С1) гидромеханического принципа действия, срабатывание пакера в скважине происходит путем подачи давления в колонну насосно-компрессорных труб и последующей разгрузки на пакер веса колонны труб. В случае применения известного двухствольного пакера с кабельным вводом в качестве верхнего в пакерной компоновке могут возникнуть проблемы с поочередной посадкой нижнего и вышерасположенных над ним пакеров, связанные, например, с преждевременной посадкой верхнего пакера. Конструкция известного двухствольного пакера с кабельным вводом не обеспечивает достаточного регулирования нагрузки посадки.The disadvantage of this packer is the impossibility of its use as an upper packer in two or more packer assemblies for well operation with submersible pumping equipment of the ESP type. Since the well-known double-barrel packer with cable entry (patent RU 2380518 C1) has a hydromechanical principle of operation, the packer is activated in the well by applying pressure to the tubing string and then unloading the weight of the tubing string onto the packer. In the case of using the well-known double-barrel packer with cable entry as the top one in the packer arrangement, problems may arise with alternately landing the lower and higher packers above it, associated, for example, with premature landing of the upper packer. The design of the known double-barrel packer with cable entry does not provide sufficient control of the load landing.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности пакера при использовании его в качестве верхнего пакера в двух и более пакерных компоновках для эксплуатации скважин погружным насосным оборудованием типа УЭЦН.The objective of the invention is to increase the operational reliability of the packer when using it as an upper packer in two or more packer arrangements for operating wells with submersible pumping equipment of the ESP type.

Указанная задача решается за счет того, что:This problem is solved due to the fact that:

- привод пакера механический нажимного действия (в отличие от прототипа, где привод гидромеханический);- packer mechanical drive push action (in contrast to the prototype, where the hydromechanical drive);

- пакер не содержит верхнего или нижнего заякоривающегося устройства;- the packer does not contain an upper or lower anchor device;

- внутренний ствол пакера выполнен составным из верхней, средней и нижней частей;- the inner trunk of the packer is made integral of the upper, middle and lower parts;

- нижний конец средней части внутреннего ствола пакера имеет выступ для взаимодействия с цилиндром привода;- the lower end of the middle part of the inner barrel of the packer has a protrusion for interaction with the drive cylinder;

- в сквозных отверстиях нижнего конца средней части и верхнего конца нижней части внутреннего ствола пакера установлены срезные элементы для осуществления срабатывания пакера при определенной заданной нагрузке.- in the through holes of the lower end of the middle part and the upper end of the lower part of the inner trunk of the packer, shear elements are installed to trigger the packer at a certain specified load.

Эти решения позволяют обеспечить надежную и легкую посадку, а также распакеровку двухствольного пакера с кабельным вводом при использовании его в качестве верхнего пакера при эксплуатации скважин погружным насосным оборудованием в составе двух (или более) пакерных компоновках.These solutions provide a reliable and easy fit, as well as unpacking a double-barrel packer with cable entry when using it as an upper packer when operating wells with submersible pumping equipment as part of two (or more) packer assemblies.

На фиг.1 представлена принципиальная схема заявляемого механического двухствольного пакера с кабельным вводом.Figure 1 presents a schematic diagram of the inventive mechanical double-barrel packer with cable entry.

Механический двухствольный пакер (фиг.1) с кабельным вводом состоит из внешнего 1 и внутреннего ствола, выполненного составным из верхней 2, средней 3 и нижней 4 частей, механического нажимного привода, состоящего из корпуса 5, цилиндра 6, герметизатора 7 кабеля 8 и линий 9 для закачки химреагентов или газоотвода. На внешнем стволе 1 размещены уплотнительные элементы 10. Верхняя 2 и средняя 3 части внутреннего ствола соединены между собой при помощи резьбового соединения. Стволы внутренний и внешний 1 вставлены один в другой и крепятся между собой с ориентированием по кабельному вводу 8, входящему в кольцевое пространство между стволами. Опорная втулка 11 имеет боковые окна 12 для вывода из пакера кабеля 8 и линий 9 для закачки химреагентов или газоотвода. На опорной втулке 11 нарезана резьба под накидную гайку 13, которая фиксирует опорную втулку 11 на внутреннем стволе пакера. Низ средней части 2 внутреннего ствола пакера имеет выступ 14 для взаимодействия с цилиндром 6 привода. В сквозных отверстиях нижнего конца средней части 3 и верхнего конца нижней части 4 внутреннего ствола пакера установлены срезные элементы 15 для осуществления срабатывания пакера при определенной заданной нагрузке.A mechanical double-barrel packer (Fig. 1) with a cable entry consists of an external 1 and an internal barrel made of one of the upper 2, middle 3, and lower 4 parts, a mechanical push actuator consisting of a housing 5, cylinder 6, sealant 7 of cable 8 and lines 9 for the injection of chemicals or gas vents. Sealing elements 10 are located on the outer barrel 1. The upper 2 and middle 3 parts of the inner barrel are interconnected by means of a threaded connection. The trunks internal and external 1 are inserted one into the other and are mounted together with orientation along the cable entry 8, which enters the annular space between the trunks. The support sleeve 11 has side windows 12 for outputting cable 8 and lines 9 from the packer for pumping chemicals or gas vents. A thread under the union nut 13 is cut on the support sleeve 11, which fixes the support sleeve 11 on the inner barrel of the packer. The bottom of the middle part 2 of the inner barrel of the packer has a protrusion 14 for interaction with the cylinder 6 of the drive. In the through holes of the lower end of the middle part 3 and the upper end of the lower part 4 of the inner barrel of the packer, shear elements 15 are installed for actuating the packer at a certain predetermined load.

Работает пакер следующим образом. Его подготавливают к монтажу на устье и монтируют известным способом (описан в патенте RU 2380518 C1, стр.4, строки 20-42). Спускают в скважину на насосно-компрессоных трубах вместе с опорным пакером, установкой электроцентробежного насоса и другим необходимым оборудованием (на фиг.1 не показаны) на заданную глубину, после чего приводят в действие нижний (опорный) пакер известным способом. Цилиндр 6 с корпусом 5 заявляемого пакера не имеют осевого перемещения относительно нижнего опорного пакера. После пакеровки нижнего пакера разгрузкой веса колонны насосно-компрессорных труб создают осевое усилие, при котором срезаются элементы 15, в результате чего происходит разъединение и перемещение верхней 2 и средней 3 части внутреннего ствола относительно нижней части 4 внутреннего ствола. Уплотнительные элементы 10 в нижней части имеют неподвижный упор в корпус 5, в верхней - упор во внешний ствол 1 пакера. Под воздействием осевой нагрузки колонны насосно-компрессорных труб внешний ствол 1 перемещается вниз и происходит сжатие уплотнительных элементов 10 и пакеровка скважины.The packer works as follows. It is prepared for installation on the mouth and mounted in a known manner (described in patent RU 2380518 C1, page 4, lines 20-42). They are lowered into the well on tubing together with a support packer, installation of an electric centrifugal pump and other necessary equipment (not shown in FIG. 1) to a predetermined depth, after which the lower (support) packer is activated in a known manner. The cylinder 6 with the housing 5 of the inventive packer do not have axial movement relative to the lower supporting packer. After the lower packer is packaged by unloading the weight of the tubing string, an axial force is created at which the elements 15 are cut off, as a result of which the upper 2 and middle 3 parts of the inner trunk are disconnected and moved relative to the lower part 4 of the inner trunk. The sealing elements 10 in the lower part have a fixed stop in the housing 5, in the upper one - a stop in the outer barrel 1 of the packer. Under the influence of the axial load of the tubing string, the outer barrel 1 moves down and the sealing elements 10 are compressed and the well is packaged.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить эксплуатационную надежность пакера и применять его в составе двух и более пакерных компоновок для эксплуатации скважин погружным насосным оборудованием типа УЭЦН.Thus, the claimed device can improve the operational reliability of the packer and apply it as part of two or more packer arrangements for the operation of wells with submersible pumping equipment of the type ESP.

Claims (1)

Двухствольный пакер с кабельным вводом, содержащий пакерный и внутренний стволы, вставленные один в другой и крепящиеся между собой с ориентированием по кабельному вводу, пакерный узел, механический привод, герметизатор кабельного ввода с линиями отвода газа или для закачки химреагентов, отличающийся тем, что привод пакера механический нажимного действия, внутренний ствол пакера выполнен составным из верхней, средней и нижней частей, нижний конец средней части внутреннего ствола пакера имеет выступ для взаимодействия с цилиндром привода, в сквозных отверстиях нижнего конца средней части и верхнего конца нижней части внутреннего ствола пакера установлены срезные элементы. Double-barrel packer with a cable entry, comprising packer and inner shafts inserted one into the other and fastened together with cable entry orientation, a packer assembly, a mechanical drive, a cable entry sealant with gas exhaust or chemical injection lines, characterized in that the packer drive mechanical push action, the inner barrel of the packer is made up of upper, middle and lower parts, the lower end of the middle of the inner barrel of the packer has a protrusion for interaction with the cylinder yes, shear elements are installed in the through holes of the lower end of the middle part and the upper end of the lower part of the inner trunk of the packer.