RU2713041C1 - Пакер - Google Patents
Пакер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713041C1 RU2713041C1 RU2019115261A RU2019115261A RU2713041C1 RU 2713041 C1 RU2713041 C1 RU 2713041C1 RU 2019115261 A RU2019115261 A RU 2019115261A RU 2019115261 A RU2019115261 A RU 2019115261A RU 2713041 C1 RU2713041 C1 RU 2713041C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- packer
- cable
- sleeve
- fluid flow
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является упрощение конструкции. Пакер содержит эксцентричные ствол для перетока флюида, имеющий резьбу по концам, и ствол для проводки кабеля, соединённые с концевыми элементами, имеющими канал для перетока флюида и канал со средствами для герметизации кабеля, соединяющий полость ствола для проводки кабеля с затрубным пространством. Ствол для проводки кабеля установлен внутри ствола для перетока флюида. Концы ствола вставлены в каналы концевых элементов. Концы ствола для перетока флюида соединены с концевыми элементами резьбами, имеющими одинаковый шаг и противоположные направления витков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к буровой технике, точнее к оборудованию для уплотнения или изоляции буровых скважин, а именно к пакерам, преимущественно с рукавным уплотнителем, имеющим защищённый от потока флюида герметизированный по концам канал для проводки кабеля.
В настоящем описании некоторые термины используются в следующих толкованиях:
- внутритрубное пространство – пространство в полости колонны насосно-компрессорных труб (далее – НКТ);
- затрубное пространство – кольцевое пространство между наружной поверхностью НКТ и обсадной колонной.
При проведении через пакер электрического кабеля для питания установки электроприводного центробежного насоса (далее – УЭЦН) или иных потребителей возникают проблемы защиты кабеля от потока флюида, поскольку песчинки, неизбежно содержащиеся в потоке, быстро разрушают его изоляцию, а также герметизации мест ввода и вывода кабеля из пакера.
Известны манжетные пакеры, содержащие полый ствол (трубу) для протока флюида с размещёнными на его поверхности уплотнительными элементами (манжетами), вдоль наружной поверхности которого в затрубном пространстве проложен электрический кабель, уплотняемый либо раздачей манжет при посадке пакера, либо специальными уплотнительными элементами, располагаемыми над и под манжетами [RU № 2290489, 2380518, 2468185], либо герметизированный в пазу на наружной поверхности ствола посредством компаунда (герметизирующего материала) [RU № 56939], который может быть дополнительно обжат защитной накладкой, установленной над пазом под манжетами [RU № 2540369].
Недостатками известных манжетных пакеров является необходимость создания значительных продольных усилий в буровой колонне для раздачи вширь упругих элементов при постановке, а также сложность постановки и срыва пакера. Конструкция таких пакеров усложнена необходимостью включения в неё подвижных управляемых элементов для первоначального заякоривания.
Известна также двухствольная пакерная система из установленных на внешнем стволе (трубе) манжетных и рукавного пакеров, внутренний ствол, эксцентрично установленный внутри внешнего и соединённый с ним резьбовым соединением, канал для проводки электрического кабеля, образованный пространством между внешним и внутренним стволами, причём рукавный пакер, установленный между манжетными, снабжён клапанным узлом для надува из внутреннего ствола рукава, установленного на внешнем стволе [RU № 168321]. После надува рукавного уплотнителя раствором глушения клапан закрывается, что, впрочем, не исключает возможности снижения давления в уплотнителе из-за утечек. Недостатками известной пакерной системы являются техническая сложность пакерного узла, включающего два вида уплотняющих элементов, клапанный узел надува с подвижным поршнем, сложность её установки, включающей подачу по внутренней трубе раствора глушения и срезание штифтов механической разгрузкой, и невозможность использования пакера для предотвращения попадания флюидов из верхних горизонтов в нижний из-за отсутствия средств герметизации мест выхода кабеля из пакера.
Известен двухствольный пакер, содержащий внешний ствол (называемый в патентном описании аналога трубой) с уступами по концам и установленным на нём упругим герметизирующим элементом, внутри которого эксцентрично расположен внутренний ствол (называемый в патентном описании аналога валом) для перетока флюида, с резьбой по концам, кабельный канал, образованный зазором между стволами, концевые элементы (названные в патентном описании кронштейнами), выполненные в виде стаканов, в которые входят до упора в уступы концы внешнего ствола, причём стаканы имеют по два канала в дне, через один из которых проходит внутренний ствол, а второй, соединяющий полость внешнего ствола с затрубным пространством, содержит уплотнители для кабеля. Вся конструкция стянута нестандартными переводниками, навинчиваемыми на концы внутреннего ствола, причём один из концов указанных переводников имеет сразу наружную и внутреннюю резьбу [RU № 77634].
Недостатком известного пакера является его конструктивная сложность, поскольку в его состав входят нестандартные переводники. Возложение на нестандартные переводники одновременно двух функций: затяжки пакера и герметичного соединения его с колонной НКТ приведёт, скорее всего, к тому, что одна из них не будет выполнена должным образом. Известный пакер не может быть упрощён преобразованием в рукавный только лишь путём установки на внешнем стволе рукава, поскольку потребуется ещё и введение клапана между внутренним и наружным стволами.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции пакера с защищённым каналом для электрического кабеля.
Технический результат от использования настоящего изобретения состоит в упрощении конструкции пакера.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном пакере, содержащем эксцентричные ствол для перетока флюида, имеющий резьбу по концам, и ствол для проводки кабеля, соединённые с концевыми элементами, имеющими канал для перетока флюида и канал со средствами для герметизации кабеля, соединяющий полость ствола для проводки кабеля с затрубным пространством, ствол для проводки кабеля установлен внутри ствола для перетока флюида, его концы вставлены в каналы концевых элементов, а концы ствола для перетока флюида соединены с концевыми элементами резьбами, имеющими одинаковый шаг и противоположные направления витков.
Кроме того, ствол для перетока флюида дополнительно охвачен рукавом из упруго-эластичного материала, герметично скреплённого с ним по концам, и имеет отверстие, сообщающее его полость с внутренней полостью рукава.
Благодаря тому, что ствол для проводки кабеля установлен внутри ствола для перетока флюида, его концы вставлены в каналы концевых элементов, а концы ствола для перетока флюида соединены с концевыми элементами резьбами, имеющими одинаковый шаг и противоположные направления витков, упрощается конструкция пакера, обеспечивающая возможность проводки электрического кабеля через пакер, точнее через указанный внутренний ствол, защищающий кабель от контакта с флюидом, без нарушения герметичности пакера при минимальном количестве входящих в его состав деталей. При этом практическая реализация такой конструкции, то есть её промышленная применимость, обеспечивается благодаря выполнению резьбы по концам ствола с одинаковым шагом и противоположным направлением витков, что позволяет собрать пакер при его изготовлении.
Благодаря введению рукава из упруго-эластичного материала, охватывающего ствол для перетока флюида и герметично скреплённого с ним по концам, а также отверстию, сообщающему его полость с внутренней полостью рукава, заявленный пакер, будучи конструктивно проще известных из уровня техники, не требуя каких-либо средств для предварительной фиксации его в заданном месте, может использоваться для тампонирования стенок ствола скважины, причём он может быть установлен и снят за кратчайшее время.
При использовании вышеперечисленных признаков конструкция пакера оказывается проще, чем у известных аналогов как с рукавным, так и с манжетным уплотнителем.
Существо изобретения поясняется чертежами, на которых показан предложенный пакер в рукавном и манжетном исполнении.
На фиг. 1 показан предложенный пакер в рукавном исполнении в разрезе плоскостью, проходящей через оси его стволов.
На фиг. 2 показано поперечное сечение одного из концевых элементов плоскостью, перпендикулярной осям стволов.
На фиг. 3 показан предложенный пакер в манжетном исполнении в разрезе плоскостью, проходящей через оси его стволов.
Общая длина пакера в сборе с обычными для пакеров элементами, такими как переводники и центраторы, многократно превышает его ширину. Это не позволяет уместить его полное изображение на листе стандартного формата, и потому часть элементов, общих для предложенного и известных пакеров, на чертеже фиг. 1 не показана. Также сделан вырыв на изображении центральной части пакера, а один из концевых элементов показан в усечённом виде. Для того чтобы дать представление о пропорциях изделия, на фиг. 1 указаны ориентировочные продольный и поперечный размеры пакера, сопрягаемого с насосно-компрессорными трубами условного диаметра 73 мм.
Предложенный пакер включает предназначенный для пропускания флюида ствол 1, выполненный в виде цилиндра с резьбой на концах. Витки обеих резьб имеют одинаковый шаг, но противоположное направление, например резьба 2 – правая, а резьба 3 – левая. Предпочтительно, чтобы резьбы были внутренними.
Пакер в рукавном исполнении (фиг. 1) также включает охватывающий его ствол 1 упругий герметизирующий элемент, выполненный в виде рукава 4 из упруго-эластичного материала. По концам рукав 4 герметично скреплён со стволом 1 посредством, например, обжимных гильз 5. В боковой стенке ствол 1 имеет отверстие 6, сообщающее канал ствола с зазором между стволом и рукавом. По краям ствол 1 может иметь лыски или, как показано в качестве примера на фиг. 1, отверстия 7 для захвата его инструментом.
В резьбовые концы ствола 1 ввинчены концевые элементы 8 и 9. Они могут быть идентичны во всём, но резьбы 2 и 3 у них всегда противоположного направления, например у элемента 8 резьба 2 – правая, а у элемента 9 резьба 3 – левая. С противоположного конца концевые элементы снабжены стандартной конической трубной резьбой 10 для присоединения, например, к переводнику 11, которая может быть как наружной, так и внутренней, либо у одного из них наружной, а у другого – внутренней. Обычно для пакера диаметром 122 мм это резьба НКТ 73. В состав пакера как промышленного изделия также обычно входят центраторы 12, один из которых показан на фиг. 1. На фиг. 2 центраторы не показаны. Зазор между концевыми элементами 8, 9 и стволом 1 герметизирован, например упругими уплотнительными кольцами 13.
Каждый из концевых элементов содержит два продольных отверстия, или канала, 14 и 15, выходящих одним концом в канал ствола 1. Другой конец канала 14 открыт во внутритрубное пространство колонны НКТ, а другой конец канала 15 открыт в затрубное пространство. Канал 14 предназначен для пропускания потока скважинного флюида, а канал 15 – для проводки через пакер электрического кабеля. По технологическим соображениям каналы могут быть образованы сверлением с двух сторон, причём оси встречных сверлений могут не совпадать, как показано на фиг. 1 у канала 14, или быть направлены под углом друг к другу, как показано на фиг. 1 у канала 15. Но при этом ось участка канала 15, выходящего в канал ствола 1, параллельна оси ствола 1 и в него вставлен выполненный в виде трубы внутренний ствол 16, соединяющий каналы 15 обоих концевых элементов. Зазор между стволом 16 и каналами 15 герметизирован упругими уплотнительными кольцами 17.
Каждый из концевых элементов на стороне расположения ствола 16 имеет вырез 18 с площадкой 19, в которую выходит канал 15. Уплотнительный элемент 20 для кабеля может быть установлен в канале 15 или на площадке 19.
На фиг. 2 с примером исполнения предложенного пакера с манжетным уплотнителем показаны только основные детали, необходимые для подтверждения возможности не только рукавного, но и манжетного исполнения. Манжетный пакер состоит в основном из тех же деталей, что и рукавный вариант, но вместо рукава 4 в качестве упругого герметизирующего элемента он содержит набор установленных на стволе 1 манжет 21 из упругого материала, зажатых между конусом 22 и регулировочной гайкой 23. Конус 22 зафиксирован на стволе 1 срезными винтами 24. Для фиксации пакера в обсадной трубе служат плашки 25, скреплённые с плашкодержателем 26 с возможностью их раздвижения в стороны скольжением по конусу 22 при посадке плашкодержателя на вспомогательный элемент, например центратор (на чертеже не показан), предварительно фиксируемый в трубе.
Сборка предложенного пакера осуществляется следующим образом.
Концевые элементы 8 и 9 устанавливают в сборочном приспособлении с возможностью их осевого перемещения так, чтобы оси резьб 2 и 3 и оси каналов 15 при этом попарно совпадали.
После монтажа рукава 4 или манжет 21 со вспомогательными элементами на стволе 1 и установки уплотнительных колец 13 и 17 совмещают до соприкосновения резьбовые концы ствола 1 и концевого элемента 8. В канал 15 концевого элемента 8 вставляют конец ствола 16. Другой конец ствола 16 вставляют в канал 15 концевого элемента 9 и совмещают до соприкосновения резьбовые концы ствола 1 и концевого элемента 9. Поворотом от руки ствола 1 наживляют первые витки резьб 2 и 3, после чего вводят выступы инструмента в отверстия 7 ствола 1 и, вращая ствол, затягивают резьбы до заданного момента. Концы ствола 16 с уплотнительными кольцами 13 при этом скользят в каналах 15, углубляясь в них.
После присоединения к пакеру вспомогательных элементов: переводников, центраторов, через уплотнительные элементы 20, каналы 15 и ствол 16 проводят электрический кабель и уплотняют его затяжкой уплотнительных элементов. Дополнительно кабель может быть закреплён на центраторе 12, снабжённом для этого, например, пазом 27 и элементом крепления 28.
Основное назначение предложенного пакера в рукавном исполнении – предотвращение доступа воды из вышерасположенного водоносного пласта в нефтеносный пласт в случае потери герметичности обсадной трубой. Для этого предложенный пакер соединяется с УЭЦН, электропитание к которому подводится кабелем, проходящем через пакер и уплотнённым в канале 15 с обоих его концов. После установки пакера в скважину на уровне ниже места негерметичности обсадной трубы и присоединения его к колонне НКТ в верхней части колонны на устье скважины устанавливают регулируемый штуцер, служащий для дросселирования потока и поддержания требуемого давления на уровне пакера.
При запуске УЭЦН в канале ствола пакера возникает давление, равное сумме гидростатического давления столба флюида над пакером плюс избыточное давление, создаваемое при протекании потока через штуцер. Через отверстие 6 скважинный флюид попадает в рукав 4, раздувая его и перекрывая тем самым кольцевое пространство между пакером и обсадной трубой. Опыт показывает, что избыточного давления в 2 Мпа достаточно, чтобы рукав раздулся и пакер начал выполнять свои функции.
В условиях практической эксплуатации пакер используют с насосами разных типоразмеров с разной производительностью. Для гарантированного срабатывания пакера давление внутри рукава 4 можно увеличивать, дросселируя поток флюида регулируемым штуцером.
Опыт практической эксплуатации предложенного пакера в рукавном исполнении показал, что в случаях, когда защищаемая от поступления флюида сверху скважина активно эксплуатируется и в состоянии обеспечить постоянное давление добываемого флюида в рукаве, он, благодаря малым затратам времени на постановку и её простоте, имеет существенные преимущества над манжетными пакерами. Из-за простоты конструкции предложенный пакер недорог и ремонтопригоден.
В манжетном же исполнении благодаря простоте и надёжности предложенного решения узла проводки кабеля через пакер он также имеет преимущества над известными аналогами.
Claims (2)
1. Пакер, содержащий эксцентричные ствол для перетока флюида, имеющий резьбу по концам, и ствол для проводки кабеля, соединённые с концевыми элементами, имеющими канал для перетока флюида и канал со средствами для герметизации кабеля, соединяющий полость ствола для проводки кабеля с затрубным пространством, отличающийся тем, что ствол для проводки кабеля установлен внутри ствола для перетока флюида, его концы вставлены в каналы концевых элементов, а концы ствола для перетока флюида соединены с концевыми элементами резьбами, имеющими одинаковый шаг и противоположные направления витков.
2. Пакер по п. 1, отличающийся тем, что ствол для перетока флюида дополнительно охвачен рукавом из упругоэластичного материала, герметично скреплённого с ним по концам, и имеет отверстие, сообщающее его с внутренней полостью рукава.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115261A RU2713041C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Пакер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115261A RU2713041C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Пакер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713041C1 true RU2713041C1 (ru) | 2020-02-03 |
Family
ID=69625236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115261A RU2713041C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Пакер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713041C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118088097A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 东营市瑞丰石油技术发展有限责任公司 | 一种穿越式定位密封总成及其使用方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU77634U1 (ru) * | 2008-05-26 | 2008-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | Пакер с кабельным вводом |
CN102758597A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-31 | 中国海洋石油总公司 | 分体六通道过电缆封隔器 |
RU130342U1 (ru) * | 2013-01-15 | 2013-07-20 | Владимир Николаевич Светашов | Двуствольный пакер с кабельным вводом (варианты) |
RU148116U1 (ru) * | 2014-07-29 | 2014-11-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Двуствольный пакер |
RU2593397C2 (ru) * | 2011-06-03 | 2016-08-10 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Уплотнительные устройства для герметизации поверхностей стенки ствола скважины и способы их установки в стволе скважины |
RU168321U1 (ru) * | 2016-07-28 | 2017-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "СтройСпецКомплект Групп" | Тампонирующая пакерная система с кабельным каналом |
-
2019
- 2019-05-17 RU RU2019115261A patent/RU2713041C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU77634U1 (ru) * | 2008-05-26 | 2008-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | Пакер с кабельным вводом |
RU2593397C2 (ru) * | 2011-06-03 | 2016-08-10 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Уплотнительные устройства для герметизации поверхностей стенки ствола скважины и способы их установки в стволе скважины |
CN102758597A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-31 | 中国海洋石油总公司 | 分体六通道过电缆封隔器 |
RU130342U1 (ru) * | 2013-01-15 | 2013-07-20 | Владимир Николаевич Светашов | Двуствольный пакер с кабельным вводом (варианты) |
RU148116U1 (ru) * | 2014-07-29 | 2014-11-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Двуствольный пакер |
RU168321U1 (ru) * | 2016-07-28 | 2017-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "СтройСпецКомплект Групп" | Тампонирующая пакерная система с кабельным каналом |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118088097A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 东营市瑞丰石油技术发展有限责任公司 | 一种穿越式定位密封总成及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6530433B2 (en) | Wellhead with ESP cable pack-off for low pressure applications | |
CA2985242C (en) | Switch sub with two way sealing features and method | |
GB2521293B (en) | Subsea production system with downhole equipment suspension system | |
US20080026623A1 (en) | Electrical connector for insulated conductive wires encapsulated in protective tubing | |
DE112012003573B4 (de) | Elektrostromeinrichtung, Verbinder sowie Tauchpumpensystem | |
NO319684B1 (no) | Elektrisk hunkjonns-Koblingsstykke for bruk i en oljebronn | |
US20130277067A1 (en) | Coiled Tubing Triple-Sealed Penetrator and Method | |
US4524834A (en) | Cablehead side entry sub | |
NO801968L (no) | Anordning ved et broennhode for tilveiebringelse av en elektrisk forbindelse gjennom en sidevegg i broennhodet | |
NO317354B1 (no) | Anordning for utplassering av redskaper i oljebronner | |
US8783369B2 (en) | Downhole pressure barrier and method for communication lines | |
RU2713041C1 (ru) | Пакер | |
US10760350B2 (en) | Submersible pump cable connector assembly | |
GB2371062A (en) | Technique for deploying a power cable and a capillary tube through a wellbore tool | |
US10731434B2 (en) | Hanger assembly with penetrators | |
RU2592925C1 (ru) | Двуствольный пакер с проходом кабеля | |
RU191106U1 (ru) | Рукавный пакер | |
US11041364B2 (en) | Insert safety valve (variants) | |
RU99820U1 (ru) | Скважинная насосная пакерная установка гарипова | |
EA019228B1 (ru) | Несущий узел | |
RU2686780C1 (ru) | Способ герметизации силового электрического кабеля в пакере, конструкция пакера, его реализующая, и способ сборки пакера с кабелем, этой конструкцией определяемый | |
US6545221B1 (en) | Splice system for use in splicing coiled tubing having internal power cable | |
RU2439374C1 (ru) | Скважинная насосная пакерная установка гарипова | |
RU169392U1 (ru) | Устройство герметичного перевода кабеля САФ.УГПК | |
US20230135582A1 (en) | Downhole well tool with groove |