RU148116U1

RU148116U1 - DOUBLE PACKER

Info

Publication number: RU148116U1
Application number: RU2014131620/03U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Политов; Михаил Васильевич Паначев; Алексей Александрович Фотиев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2014-11-27

Abstract

1. Двуствольный пакер, содержащий силовой кабель, пакерный и внутренний стволы, вставленные один в другой и скрепленные между собой с образованием межкольцевого пространства, уплотнительные элементы с приводом и фиксирующий узел с каналами для силового кабеля и трубки для закачки химреагентов, отличающийся тем, что силовой кабель снабжен муфтой, заполненной компаундом и закрепленной на нижнем торце фиксирующего узла с помощью фланца, при этом нижняя часть канала для кабеля расширена для плотной посадки муфты.2. Пакер по п. 1, отличающийся тем, что фиксирующий узел выполнен неразъемным из металла.1. Double-barrel packer containing a power cable, packer and inner shafts inserted one into another and fastened together to form an annular space, sealing elements with a drive and a fixing unit with channels for the power cable and tube for pumping chemicals, characterized in that the power the cable is equipped with a coupling filled with a compound and fixed to the lower end of the fixing unit with a flange, while the lower part of the cable channel is expanded for a tight fit of the coupling. 2. The packer according to claim 1, characterized in that the fixing unit is made integral from metal.

Description

Полезная модель 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 utility model 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 пакер, содержащий ствол с расположенными на нем уплотнительным элементом, выполненным в виде пакета манжет, и гидравлическим якорем, включающим плашкодержатель, плашки и конус, и электрический кабель. Гидравлический якорь выполнен с корпусом-поршнем, соединенным со стволом и образующим с охватывающим его плашкодержателем поршневую полость, сообщенную через отверстие в стенке ствола с внутренней полостью ствола, корпус-поршень гидравлического якоря и ствол пакера выше уплотнительного элемента соединены ниппелями, внутри ствола и корпуса-поршня расположена прилегающая к их внутренней поверхности серповидная трубка, сообщенная с выполненными в ниппелях наклонными отверстиями, через серповидную трубку пропущен электрический кабель, жилы которого входят в наклонные отверстия ниппелей и соединены с размещенными на выходе наклонных отверстий кабельными разъемами, посредством которых жилы кабеля, пропущенного через серповидную трубку, соединены с кабелями удлинителями, при этом ниппель, соединенный со стволом, соединен с колонной труб, посредством которой пакер установлен в скважине с возможностью подачи по колонне труб через ниппели, ствол пакера и корпус-поршень гидравлического якоря добываемой из скважины среды, при этом взаимное расположение наклонных отверстий ниппелей и концов серповидной трубки в одной плоскости обеспечено путем фиксации положения ниппеля относительно, соответственно, ствола пакера и корпуса-поршня гидравлического якоря, посредством гайки-упора, навинченной на ствол пакера, вращение которой относительно ствола пакера ограничено стопорным винтом, а ниппели соединены со стволом посредством накидных гаек, навернутых на резьбу ниппеля до упора ее внутреннего торца в гайки-упоры [см., например, патент RU 2379470, кл. E21B 33/1295, опубл. 20.01.2010].Known packer containing a barrel with a sealing element located on it, made in the form of a package of cuffs, and a hydraulic anchor, including a ram holder, dies and cone, and an electric cable. The hydraulic anchor is made with a piston body connected to the barrel and forming a piston cavity communicating with the ram holder surrounding it, communicated through the hole in the barrel wall with the barrel interior, the piston body of the hydraulic armature and the packer barrel above the sealing element are connected by nipples, inside the barrel and the body a sickle-shaped tube adjacent to their inner surface, connected with inclined holes made in nipples, is connected to the piston; an electric cable is passed through the sickle-shaped tube the cores of which enter the inclined openings of the nipples and are connected to the cable connectors located at the outlet of the inclined openings, by means of which the cores of the cable passed through the crescent tube are connected to the cables by extension cords, while the nipple connected to the trunk is connected to the pipe string, through which the packer installed in the well with the possibility of feeding through the pipe string through nipples, the packer barrel and the piston body of the hydraulic armature of the medium extracted from the well, while the relative position of the inclined holes th nipples and the ends of the crescent tube in one plane is provided by fixing the position of the nipple relative to, respectively, the packer barrel and the piston body of the hydraulic armature by means of a stop nut screwed onto the packer barrel, the rotation of which relative to the packer barrel is limited by a locking screw, and the nipples are connected to barrel by means of union nuts, screwed onto the thread of the nipple until it stops on its inner end into the stop nuts [see, for example, patent RU 2379470, cl. E21B 33/1295, publ. 01/20/2010].

В данном пакере соединение кабельного удлинителя и жил кабеля проводится при монтаже на скважине в виде сборной конструкции (розетка), такое соединение составное, разъемное и при монтаже на герметичность, как правило, не проверяется, поэтому во время работы в скважине возможно попадание жидкости в разъем, что может привести к пробою кабеля. К тому же для пакеровки скважины необходимо создание осевого усилия от веса колонны НКТ, которого при спуске на небольшие глубины будет недостаточно.In this packer, the connection of the cable extension and cable conductors is carried out when mounted on the well in the form of a prefabricated structure (socket), such a connection is composite, detachable and, as a rule, is not checked for tightness, therefore, fluid may enter the connector during operation in the well , which can lead to cable breakdown. In addition, for packing a well, it is necessary to create axial force from the weight of the tubing string, which will not be enough when lowering to shallow depths.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является двуствольный пакер, состоящий из пакерного и внутреннего стволов, которые вставлены один в другой и крепятся между собой с ориентированием по силовому кабелю, входящему в кольцевое пространство стволов через боковое окно пакера, уплотнительных элементов с гидравлическим или механическим приводом, фиксирующего узла с каналами для размещения силового кабеля и линии закачки химреагентов, размещенного в кольцевом пространстве между стволами под прессовой втулкой. Фиксирующий узел выполнен шарнирно разъемным и содержит эластичный элемент с опорными шайбами по торцам, разделенный перегородкой с гидроканалами, сообщающимися с каналом контрольной опрессовки [патент RU 2380518, кл. E21B 33/12, опубл. 27.01.2010].The closest to the claimed utility model in terms of technical nature and the achieved result is a double-barrel packer, consisting of packer and inner trunks, which are inserted one into another and are fastened together with orientation along the power cable entering the annular space of the trunks through the side window of the packer, sealing elements with a hydraulic or mechanical drive, a fixing unit with channels for accommodating the power cable and the chemical injection line, located in the annular space between trunks under the press sleeve. The locking unit is made pivotally detachable and contains an elastic element with support washers at the ends, separated by a partition with hydraulic channels communicating with the control crimping channel [patent RU 2380518, cl. E21B 33/12, publ. 01/27/2010].

Недостатком данного пакера является недостаточная надежность работы из-за большой вероятности утечек жидкости по разъему фиксирующего узла и сложная система герметизации фиксирующего узла, требующая приложения значительного усилия на прессовую втулку. Кроме того, в данной конструкции невозможно провести герметизацию силового кабеля без удаления брони при перепаде давления более 1 МПа, что также является существенным недостатком.The disadvantage of this packer is the lack of reliable operation due to the high likelihood of fluid leakage through the connector of the fixing unit and a complex sealing system of the fixing unit, which requires considerable effort to be applied to the press sleeve. In addition, in this design it is impossible to seal the power cable without removing the armor at a pressure drop of more than 1 MPa, which is also a significant drawback.

Задачей настоящей полезной моделью является повышение надежности работы двуствольного пакера за счет улучшения герметизации силового кабеля.The objective of this utility model is to increase the reliability of a double-barrel packer by improving the sealing of the power cable.

Указанный технический результат достигается тем, что в двуствольным пакере, содержащим содержащий силовой кабель, пакерный и внутренний стволы, вставленные один в другой и скрепленные между собой с образованием межкольцевого пространства, уплотнительные элементы с приводом и фиксирующий узел с каналами для силового кабеля и трубки для закачки химреактивов, согласно полезной модели, силовой кабель снабжен муфтой, заполненной компаундом и закрепленной на нижнем торце фиксирующего узла с помощью фланца, при этом нижняя часть канала для силового кабеля расширена для плотной посадки муфты.The specified technical result is achieved in that in a double-barreled packer containing a power cable, packer and inner shafts inserted one into another and fastened together to form an annular space, sealing elements with a drive and a fixing unit with channels for the power cable and injection tube chemical reagents, according to a utility model, the power cable is equipped with a sleeve filled with a compound and mounted on the lower end of the fixing unit with a flange, while the lower part of the channel for The sludge cable is expanded for a snug fit.

Для улучшения герметизации фиксирующий узел выполнен неразъемным из металла.To improve sealing, the fixing unit is made of one-piece metal.

Наличие муфты надежно защищает силовой кабель от воздействия жидкости во время эксплуатации благодаря ее высокой герметичности и плотной посадке внутри неразъемного фиксирующего узла.The presence of the coupling reliably protects the power cable from the effects of liquid during operation due to its high tightness and tight fit inside the integral locking unit.

На фиг. 1 схематично показан заявляемый двуствольный пакер, продольный разрез; на фиг. 2 - фиксирующий элемент с закрепленной в нем муфтой, продольный разрез; на фиг. 3 - вид фиксирующего элемента снизу.In FIG. 1 schematically shows the inventive double-barreled packer, a longitudinal section; in FIG. 2 - fixing element with a clutch fixed in it, longitudinal section; in FIG. 3 is a bottom view of a locking member.

Двуствольный пакер (фиг. 1) содержит силовой кабель 1, пакерный 2 и внутренний 3 стволы, вставленные один в другой и скрепленные между собой с образованием межкольцевого пространства 4, уплотнительные элементы 5 с гидравлическим приводом 6 и фиксирующий узел 7.The double-barreled packer (Fig. 1) contains a power cable 1, a packer 2 and an inner 3 trunks inserted one into another and fastened together to form an inter-ring space 4, sealing elements 5 with a hydraulic drive 6 and a fixing unit 7.

Пакерный ствол 2 выполнен из патрубков 8, соединенных между собой гидроцилиндром 9. На внешней поверхности верхнего патрубка 8 размещены уплотнительные элементы 5, обеспечивающие при радиальном расширении герметичное разобщение скважины. Сверху уплотнительных элементов 5 установлен стакан 10, в который вкручивается гайка 11. Нижний патрубок 8 через переходную муфту 12 соединен с внешним корпусом 13 фиксирующего узла 7, к которому прикреплен кожух 14, зафиксированный посредством закладных элементов 15 на нижней муфте 16, в которой имеется паз для протягивания силового кабеля 1.The packer barrel 2 is made of nozzles 8, interconnected by a hydraulic cylinder 9. On the outer surface of the upper nozzle 8 there are sealing elements 5, which ensure a tight separation of the well during radial expansion. A cup 10 is installed on top of the sealing elements 5, into which the nut 11 is screwed. The lower pipe 8 is connected via an adapter sleeve 12 to the external housing 13 of the fixing unit 7, to which the casing 14 is fixed, which is fixed by means of embedded elements 15 on the lower sleeve 16, in which there is a groove to pull the power cable 1.

Внутренний ствол 3 образован патрубками 18, соединенными между собой с помощью гидроцилиндра 9 и фиксирующего узла 7, в который соседние патрубки 18 вкручены с двух сторон. На концах внутреннего ствола 3 патрубки 18 закреплены в верхней 17 и нижней 16 муфтах. Стволы внутренний 3 и пакерный 2 крепятся между собой с ориентированием по силовому кабелю 1, входящему в межкольцевое пространство 4.The inner barrel 3 is formed by nozzles 18, interconnected by means of a hydraulic cylinder 9 and a locking unit 7, into which adjacent nozzles 18 are screwed from two sides. At the ends of the inner barrel 3 nozzles 18 are fixed in the upper 17 and lower 16 couplings. Trunks inner 3 and packer 2 are mounted together with orientation along the power cable 1, which enters the inter-ring space 4.

Фиксирующий узел 7, изготовленный из металла и представляющий из себя неразъемную деталь, размещен внутри внешнего корпуса 13 и переходной муфты 12. Для протягивания силового кабеля 1 в фиксирующем узле 7 выполнены канал 19 (фиг. 2) и канал 20 для линии закачки химреагентов или отвода газа (фиг. 3).The fixing unit 7, made of metal and consisting of an integral part, is placed inside the outer casing 13 and the adapter sleeve 12. For pulling the power cable 1 in the fixing unit 7, channel 19 (Fig. 2) and channel 20 are made for the chemical injection or outlet line gas (Fig. 3).

Силовой кабель 1 на входе в фиксирующий узел 7 заключен в цилиндрическую муфту 21 (фиг. 1-2), внутренняя полость которой для герметизации кабеля заполнена уплотнительным материалом 22, например, компаудом. Нижняя часть канала 19 расширена с образованием цилиндрического уступа 23, в который вмонтирована верхняя часть муфты 21. Соизмеримость диаметра цилиндрического уступа 23 с диаметром муфты 21 обеспечивает плотную посадку последней. Для дополнительной герметизации на заглубленную часть муфты 21 надевают уплотнительные кольца. На конце заглубленной части размещен фланец 24, например, овальной формы (фиг. 3), который плотно прилегает к нижнему торцу фиксирующего узла 7 и жестко закрепляется на нем, например, с помощью болтов.The power cable 1 at the entrance to the fixing unit 7 is enclosed in a cylindrical sleeve 21 (Fig. 1-2), the inner cavity of which is filled with sealing material 22, for example, a compound, for sealing the cable. The lower part of the channel 19 is expanded with the formation of a cylindrical ledge 23, in which the upper part of the sleeve 21 is mounted. The commensurability of the diameter of the cylindrical ledge 23 with the diameter of the sleeve 21 ensures a tight fit of the latter. For additional sealing on the recessed part of the sleeve 21 put on the o-rings. At the end of the recessed part there is a flange 24, for example, oval (Fig. 3), which fits snugly to the lower end of the fixing unit 7 and is rigidly fixed to it, for example, using bolts.

Гидравлический привод 6 содержит цангу 25 и гидроцилиндр 9, установленный внутри подвижного корпуса 26 (фиг. 1). Гидроцилиндр 9 имеет радиальные каналы 27 для соединения полости гидропривода 6 с полостью НКТ. Выступы цанги 25 предназначены для удержания корпуса 26 после сжатия уплотнительных элементов 5.The hydraulic actuator 6 contains a collet 25 and a hydraulic cylinder 9 mounted inside the movable housing 26 (Fig. 1). The hydraulic cylinder 9 has radial channels 27 for connecting the cavity of the hydraulic actuator 6 with the tubing cavity. The protrusions of the collet 25 are designed to hold the housing 26 after compression of the sealing elements 5.

Двуствольным пакер монтируют следующим образом: На монтаж поставляется собранный в заводских условиях двухствольный пакер и отдельно силовой кабель с установленной на заданном расстоянии муфтой 21, которая заполнена компаудом 22. Первоначально силовой кабель 1, имеющий длину больше, чем до места установки пакера, подсоединяют к электродвигателю электропогружной установки, спускаемой после монтажа на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).The double-barreled packer is mounted as follows: A double-barreled packer assembled at the factory and a separate power cable with a sleeve 21 installed at a predetermined distance, which is filled with compound 22, are supplied for installation. Initially, the power cable 1, having a length longer than the place of installation of the packer, is connected to the electric motor electric submersible installation, lowered after installation on a string of tubing.

По завершению спуска электропогружной установки начинают монтаж пакера на НКТ. На последнюю трубу устанавливают кожух 14, и к ее муфте привинчивают нижнюю муфту 16 пакера таким образом, чтобы паз на муфте 16 был сориентирован вдоль силового кабеля 1. Затем силовой кабель 1 протягивают через фиксирующий узел 7 по каналу 19 до упора муфты 21 на дно цилиндрического уступа 23, прижимают фланец 24 к торцевой поверхности узла 7 и присоединяют его на болтовое соединение. Конец силового кабеля, пропущенного по межтрубному пространству 4, выводят из пакера через боковое отверстие. После чего пакер с размещенным в нем кабелем с помощью подъемного механизма поднимают над скважиной и присоединяют внешний корпус 13 к кожуху 14, а внутренний ствол 3 закрепляют к нижней муфте 16, на которую предварительно устанавливают закладные элементы 15 для передачи веса оборудования ниже пакера на пакерный ствол 3.Upon completion of the descent of the electric submersible installation, the installation of the packer on the tubing begins. A casing 14 is installed on the last pipe, and the lower sleeve 16 of the packer is screwed to its sleeve so that the groove on the sleeve 16 is oriented along the power cable 1. Then the power cable 1 is pulled through the fixing unit 7 along the channel 19 until the sleeve 21 rests on the bottom of the cylindrical ledge 23, press the flange 24 to the end surface of the node 7 and attach it to the bolt connection. The end of the power cable, passed through the annulus 4, is removed from the packer through the side hole. After that, the packer with the cable placed in it is lifted above the well with the help of a lifting mechanism and the outer casing 13 is attached to the casing 14, and the inner barrel 3 is fixed to the lower sleeve 16, onto which the mortgage elements 15 are pre-installed to transfer the weight of the equipment below the packer to the packer barrel 3.

Далее присоединяют трубку закачки химреагентов к отверстию, расположенному в верхней муфте 17 (не показано). К смонтированному пакеру присоединяют НКТ и производят его спуск в эксплуатационную колонну. При достижении заданной глубины спуска в НКТ подается жидкость под давлением, которая проходит по внутреннему стволу 3 и через радиальные каналы 27 поступает в полость гидроцилиндра 9. Под действием давления корпус 26 поднимается и сжимает уплотнительные элементы 5, которые, расширяясь, перекрывают зазор между пакером и НКТ, осуществляя тем самым пакеровку скважины. После чего можно запускать электропогружную установку в эксплуатацию.Next, connect the chemical injection tube to the hole located in the upper sleeve 17 (not shown). The tubing is attached to the mounted packer and it is lowered into the production casing. Upon reaching a predetermined depth of descent, liquid is supplied into the tubing under pressure, which passes through the inner barrel 3 and through the radial channels 27 enters the cavity of the hydraulic cylinder 9. Under pressure, the housing 26 rises and compresses the sealing elements 5, which, expanding, cover the gap between the packer and Tubing, thereby packing the well. Then you can start the electric submersible installation in operation.

Из скважины пакер извлекают при подъеме насосно-компрессорных труб НКТ. Во время извлечения пакера возникает сила трения уплотнительных элементов 5 о колонну, которая способствует выпрямлению уплотнительных элементов. При достижении определенного усилия при подъеме НКТ срезаются винты 27, цанга 25 перемещается вниз, уплотнительные элементы 5 выпрямляются и пакер извлекается без дополнительного трения с эксплуатационной колонной.The packer is removed from the well when lifting tubing tubing. During the extraction of the packer, the friction force of the sealing elements 5 on the column occurs, which helps to straighten the sealing elements. When a certain force is reached, when lifting the tubing, the screws 27 are cut off, the collet 25 moves down, the sealing elements 5 are straightened and the packer is removed without additional friction with the production casing.

Таким образом, предложенное устройство при простоте монтажа обеспечивает надежную эксплуатацию пакера и герметизацию силового кабеля с протяжкой через пакер без разделки брони.Thus, the proposed device with ease of installation provides reliable operation of the packer and the sealing of the power cable with a pull through the packer without cutting the armor.

Claims

1. Double-barrel packer containing a power cable, packer and inner shafts inserted one into another and fastened together to form an annular space, sealing elements with a drive and a fixing unit with channels for a power cable and a tube for pumping chemicals, characterized in that the power the cable is equipped with a coupling filled with a compound and mounted on the lower end of the fixing unit with a flange, while the lower part of the cable channel is expanded for a tight fit of the coupling.

2. The packer according to claim 1, characterized in that the fixing unit is made inseparable from metal.