RU182823U1

RU182823U1 - PACKER MODULE FOR AUTONOMOUS ISOLATION OF LEAKAGE INTERVALS IN AN UNLESSED WELL

Info

Publication number: RU182823U1
Application number: RU2018123849U
Authority: RU
Inventors: Илья Сергеевич Копейкин; Александр Васильевич Лягов; Флюра Зиннатовна Булюкова; Игорь Нугуманович Сулейманов
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2018-09-04

Abstract

Полезная модель относиться к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при выполнении геолого-технических мероприятий в необсаженном стволе скважины с использованием нефтепромыслового погружного оборудования, содержащего в своем составе гидромеханическое пакерное устройство.Поставленная задача решается заявляемым пакерным модулем для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженном стволе скважины, включающим ствол, установленный на стволе уплотнительный элемент, плашки, опоры, согласно предлагаемому техническому решению в ствол ввернут обратный клапан, в котором смонтирован сердечник, поджимаемый к посадочной поверхности пружиной, устанавливаемых с двух сторон в корпусе клапана решеток, имеющих отверстия для фильтрации жидкости от механических примесей, а также пятой, монтируемой на сердечнике клапана, и снабжен якорным узлом, в котором сухари, выполняющие функцию заклинивающего элемента якорного устройства и имеющие трапецеидальную форму, жестко закреплены с поршнем якоря, с одной стороны, причем конусная поверхность сухарей взаимодействует с конусом, на поверхности которого размещены пазы для исключения радиального перемещения сухарей, на верхнем ниппельном конце корпуса обратного клапана предусмотрен центратор с левой резьбой, в котором выполнены промывочные каналы и закрепленный срезными штифтами поршень-седло.Полезная модель позволит обеспечить надежную автономную герметизацию интервалов необсаженного ствола в наклонно направленных скважинах, где имеются трудности передачи осевого усилия на устройство с возможностью отсоединения колонны бурильных труб и перехода на колонну труб НКТ.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used when performing geological and technical measures in an open hole using oil immersed equipment containing a hydromechanical packer device. The problem is solved by the claimed packer module for autonomous isolation of leak intervals in an open hole, including a barrel, a sealing element mounted on the barrel, dies, supports, as proposed In accordance with the technical solution, a check valve is screwed into the barrel, in which a core is mounted, pressed against the seating surface by a spring, gratings installed on two sides in the valve body, with openings for filtering liquid from mechanical impurities, as well as a fifth mounted on the valve core, and equipped with an anchor a node in which crackers, performing the function of a jamming element of the anchor device and having a trapezoidal shape, are rigidly fixed to the armature piston, on the one hand, and the conical surface of the cracker it interacts with a cone, on the surface of which grooves are placed to prevent radial movement of crackers, on the upper nipple end of the check valve body there is a centralizer with left-hand thread, in which washing channels are made and a piston-saddle secured with shear pins. A useful model will ensure reliable autonomous sealing of intervals open hole in directional wells, where there are difficulties in transmitting axial force to the device with the possibility of disconnecting the storm column nyh pipe and the transition to the pipe string tubing.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при выполнении геолого-технических мероприятий в необсаженном стволе скважины в том числе наклонно направленных скважинах с использованием нефтепромыслового погружного оборудования, содержащего в своем составе гидромеханическое пакерное устройство с потребностью его автономной работы в открытом стволе скважины.The utility model relates to the oil and gas industry and may find application in the performance of geological and technical measures in an open hole, including directional wells using oilfield submersible equipment containing hydromechanical packer device with the need for its autonomous operation in an open wellbore.

Известен пакер разбуриваемый, который относится к области строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных, газовых и других скважин (Патент РФ №2533405 МПК Е21В 33/12). Пакер содержит ствол с неподвижным упором, уплотнительным элементом, нижним и верхним конусами и захватами и разрезную гайку. Верхний якорь дополнительно снабжен толкателем. На конусах, неподвижном упоре и толкателе выполнены Т-образные или в виде ласточкина хвоста пазы. Захваты с обоих концов снабжены выступами ответной формы, образуя скользящую кинематическую пару ползун - направляющая с сопрягаемыми деталями.Known drillable packer, which relates to the field of construction, operation and repair of oil, gas and other wells (RF Patent No. 2533405 IPC ЕВВ 33/12). The packer contains a barrel with a fixed stop, a sealing element, lower and upper cones and grips, and a split nut. The upper anchor is additionally equipped with a pusher. On cones, a fixed emphasis and a pusher are made T-shaped or in the form of a dovetail grooves. The grips from both ends are provided with protrusions of the reciprocal form, forming a sliding kinematic pair of a slider - a guide with mating parts.

Недостатками данного пакера является отсутствие возможности его извлечения из скважины и необходимость разбуривания после проведения геолого-технических мероприятий в скважине.The disadvantages of this packer are the inability to extract it from the well and the need for drilling after the geological and technical measures in the well.

Известно устройство с набухающей втулкой для гидродинамического пакера (Патент РФ №172672 МПК Е21В 33/12), относящееся к нефтегазодобывающей промышленности и применяемое при эксплуатации скважинного нефтепромыслового оборудования, содержащего в своем составе гидромеханический пакер. Устройство с набухающей втулкой для гидромеханического пакера состоит из хвостовика в виде цилиндрического патрубка, присоединенного разъемным соединением к полому стволу гидромеханического пакера, с установленной (запрессованной) в хвостовике втулкой из набухающего эластомера.A device with a swelling sleeve for a hydrodynamic packer (RF Patent No. 172672 IPC ЕВВ 33/12) is known, which relates to the oil and gas industry and is used in the operation of downhole oilfield equipment containing a hydromechanical packer. A device with a swellable sleeve for a hydromechanical packer consists of a shank in the form of a cylindrical pipe connected by a detachable connection to the hollow barrel of the hydromechanical packer, with a sleeve made of a swellable elastomer installed (pressed) in the shank.

Недостатками данного устройства является отсутствие автономности работы в стволе скважины и необходимость применения специальных уплотнительных элементов с применением набухающего эластомера.The disadvantages of this device are the lack of autonomy in the wellbore and the need for special sealing elements using a swelling elastomer.

Известен пакер, выбранный за прототип (Патент РФ №2531688 МПК Е21В 33/12), содержащий ствол, муфту, ниппель, уплотнительный элемент с коническими опорами и плашки. Плашки выполнены в виде стержня трапецеидальной формы. Один конец верхних и нижних плашек шарнирно установлен соответственно в верхнем и нижнем упорах, а другой конец плашек, выходящий наружу, выполнен обтекаемой формы. Конусная поверхность конических опор и поверхность плашек, соприкасающаяся с конусной поверхностью конических опор, имеют уступы прямоугольной формы. Плашки постоянно прижаты к конусной опоре рессорными пружинами.Known packer selected for the prototype (RF Patent No. 2531688 IPC ЕВВ 33/12), containing the barrel, sleeve, nipple, sealing element with conical supports and dies. The dies are made in the form of a trapezoidal rod. One end of the upper and lower dies is pivotally mounted respectively in the upper and lower stops, and the other end of the dies facing out is streamlined. The conical surface of the conical supports and the surface of the dies in contact with the conical surface of the conical supports have rectangular steps. The dies are constantly pressed against the conical support by spring springs.

Недостатком пакера-прототипа является невозможность автономной работы в стволе необсаженной скважины и трудности при пакеровке в наклонно направленных и горизонтальных скважинах вследствие сложности передачи осевой сжимающей силы колонной труб.The disadvantage of the prototype packer is the impossibility of autonomous operation in an open-hole wellbore and difficulties in packing in directional and horizontal wells due to the difficulty of transmitting the axial compressive force of the pipe string.

Технической задачей полезной модели является возможность автономной изоляции интервалов высокого и низкого давления как в вертикальных, так и в горизонтальных скважинах с необсаженным стволом.The technical task of the utility model is the ability to autonomously isolate the high and low pressure intervals in both vertical and horizontal open-hole wells.

Поставленная задача решается заявляемым пакерным модулем для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженном стволе скважины включающем ствол, установленный на стволе уплотнительный элемент, плашки, опоры, согласно предлагаемому техническому решению в ствол ввернут обратный клапан, в котором смонтирован сердечник, поджимаемый к посадочной поверхности пружиной, устанавливаемых с двух сторон в корпусе клапана решеток, имеющих отверстия для фильтрации жидкости от механических примесей, а также пятой, монтируемой на сердечнике клапана, и снабжен якорным узлом, в котором сухари, выполняющие функцию заклинивающего элемента якорного устройства и имеющие трапецеидальную форму, жестко закреплены с поршнем якоря с одной стороны, причем конусная поверхность сухарей взаимодействует с конусом, на поверхности которого размещены пазы для исключения радиального перемещения сухарей, на верхнем ниппельном конце корпуса обратного клапана предусмотрен центратор с левой резьбой, в котором выполнены промывочные каналы и закрепленный срезными штифтами поршень-седло.The problem is solved by the claimed packer module for autonomous isolation of leakage intervals in an open hole of a well including a barrel, a sealing element mounted on the barrel, dies, supports, according to the proposed technical solution, a check valve is screwed into the barrel, in which a core is mounted, pressed against the landing surface by a spring, installed from two sides in the valve body of the gratings having openings for filtering the liquid from mechanical impurities, as well as a fifth mounted on the heart the valve’s base, and is equipped with an anchor assembly in which crackers, which act as a jamming element of the anchor device and have a trapezoidal shape, are rigidly fixed to the armature piston on one side, and the conical surface of the crackers interacts with the cone, on the surface of which grooves are placed to prevent radial movement of the crackers , on the upper nipple end of the non-return valve body, a centralizer with a left-hand thread is provided, in which washing channels and a piston-saddle fixed with shear pins are made.

Схема пакерного модуля представлена на фиг. 1., Фиг. 2.A diagram of the packer module is shown in FIG. 1., FIG. 2.

Пакерный модуль для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине состоит из корпуса обратного клапана 1, содержащего защитную решетку 2, упорную решетку 3, сердечник клапана 4, пружину 5, пяту 6 сердечника, ввернутого нижним резьбовым концом в ствол 7, который соединен резьбой 3-73 ГОСТ Р 50864-96 со стволом 8 и нижним полукорпусом 9, на которых размещены гайка 10, уплотнительные элементы пакера 11, разделитель уплотнительных элементов 12, конус якоря 13, взаимодействующие с ним сухари 14, фиксируемые срезными штифтами в отверстиях 15. Сухари связаны посредством поводков 16 с поршнем 17. Корпус якоря 18 закреплен на нижнем полукорпусе 9 гайкой 10. Радиальные перемещения (выпадение из замков сухарей и поршня) поводков 16 ограничены втулкой 19, закрепленной на поршне 17. На стволе 7 перед уплотнительными элементами устанавливается опора 20 и конус 21, взаимодействующие с плашкой 22. Втулка 23 соединяется с конусом 21 и защищает плашки от воздействия внешней среды. На верхнем ниппельном конце корпуса обратного клапана 1 выполнена левая резьба 3-73 ГОСТ Р 50864-96. При спуске пакера на указанную резьбу навинчивается переводник. При извлечении пакера из скважины на нижнюю трубу НКТ навинчивается центратор 24, в котором выполнены промывочные каналы и размещен закрепленный в центраторе 24 срезными штифтами поршень-седло 25. В центраторе выполнены муфтовые резьбы Сверху НКТ 73, внизу 3-102 ГОСТ Р 50864-96.The packer module for autonomous isolation of leakage intervals in an open-hole well consists of a check valve body 1 containing a protective grill 2, a thrust grill 3, a valve core 4, a spring 5, a heel 6 of a core screwed with a lower threaded end into the barrel 7, which is connected by a 3- thread 73 GOST R 50864-96 with a barrel 8 and a lower half-housing 9, on which a nut 10, sealing elements of a packer 11, a separator of sealing elements 12, an anchor cone 13, crackers 14 interacting with it, fixed by shear pins in the hole are placed 15. Crackers are connected by leashes 16 to the piston 17. The anchor body 18 is fixed on the lower half-housing 9 by a nut 10. Radial displacements (falling out of the locks of crackers and the piston) of the leads 16 are limited by a sleeve 19 mounted on the piston 17. On the barrel 7 in front of the sealing elements the support 20 and the cone 21 are installed, interacting with the die 22. The sleeve 23 is connected to the cone 21 and protects the plates from the external environment. On the upper nipple end of the check valve body 1, a left-hand thread 3-73 GOST R 50864-96 is made. When the packer is lowered, a sub is screwed onto the specified thread. When removing the packer from the well, the centralizer 24 is screwed onto the lower tubing pipe, in which the flushing channels are made and the piston-saddle 25 mounted in the centralizer 24 with shear pins. The coupling threads are made from the top of the tubing 73, and from the bottom 3-102 GOST R 50864-96.

Активация пакерного модуля для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине создается избыточное внутритрубное давление, при этом сердечник клапана 4 перемещается, сжимая пружину 5, таким образом, позволяя жидкости проникнуть в центральное отверстие ствола 7, ствола 8 и глухое отверстие полукорпуса 10. Избыточное внутритрубное давление жидкости через отверстия 26 действует на поршень 17, перемещая его вверх. Поршень 17 в свою очередь воздействует на сухари 14, которые начинают перемещаться по конусу 13 после срезания штифтов в отверстие 15. В тот промежуток времени, когда срезные штифты на сухарях не срезаны, а поршень продолжает перемещаться, происходит сжатие уплотнительных элементов 11 конусом 13. После среза штифтов сухарей 14, сухари 14 перемещаться по конусу 13 до заклинивания со стенкой скважины, таким образом, фиксируя пакерный модуль в скважине. При стравливании давления в колонне труб, обратный клапан закрывается, а избыточное давление в стволе 7, стволе 8 и нижнем полукорпусе 9 остается, тем самым сохраняя уплотнительные элементы в сжатом состоянии.Activation of the packer module to autonomously isolate the leakage intervals in an open-hole well creates excessive in-line pressure, while the core of the valve 4 moves, compressing the spring 5, thereby allowing fluid to penetrate into the central hole of the barrel 7, barrel 8 and the blind hole of the half-housing 10. Excess in-pipe pressure fluid through the holes 26 acts on the piston 17, moving it up. The piston 17 in turn acts on the crackers 14, which begin to move along the cone 13 after cutting the pins into the hole 15. At that time, when the shear pins on the crackers are not cut, and the piston continues to move, the sealing elements 11 are compressed by the cone 13. After a cut of the pins of the crackers 14, the crackers 14 move along the cone 13 until they are jammed with the wall of the well, thus fixing the packer module in the well. When bleeding the pressure in the pipe string, the check valve closes, and the excess pressure in the barrel 7, barrel 8 and the lower half-housing 9 remains, thereby keeping the sealing elements in a compressed state.

Для извлечения пакерного модуля для автономной изоляции интервалов негерметичности в необсаженной скважине, центратор 24 спускается на колонне труб НКТ в скважину и соединяется с корпусом обратного клапана 1, после чего во внутреннюю полость труб сбрасывается шарик, который садится в посадочную поверхность поршень-седла 25. Штифты на поршне-седле срезаются, и поршень-седло перемещается вниз, продавливая защитную решетку 2 и воздействуя на пяту 6 и сердечник обратного клапана 4, таким образам открывая центральное отверстие и стравливая давления. Для перевода пакерного модуля в транспортное положение необходимо начать поднимать колонну труб, поршень переместится в исходное положение, установив сухари 14 и уплотнительные элементы 11 в транспортное положение.To remove the packer module for autonomous isolation of leak intervals in an uncased borehole, the centralizer 24 is lowered onto the tubing string into the borehole and connected to the check valve body 1, after which a ball is dropped into the pipe’s internal cavity, which sits on the seating surface of the piston-seat 25. Pins on the piston-saddle are cut off, and the piston-saddle moves downward, pushing through the protective grill 2 and acting on the heel 6 and the core of the non-return valve 4, thus opening the central hole and bleeding pressure Eden. To transfer the packer module to the transport position, it is necessary to start lifting the pipe string, the piston will move to its original position by setting the crackers 14 and the sealing elements 11 to the transport position.

Claims

Packer module for autonomous isolation of leakage intervals in an open hole, including a barrel, a sealing element mounted on the barrel, dies, supports, characterized in that a check valve is screwed into the barrel, in which a core is mounted, pressed against the landing surface by a spring, installed on both sides in the valve body of gratings having openings for filtering liquid from mechanical impurities, as well as a fifth mounted on the valve core, and is equipped with an anchor assembly in which crackers performing a section of the jamming element of the anchor device and having a trapezoidal shape, are rigidly fixed to the armature piston on one side, the conical surface of the crackers interacting with the cone, on the surface of which grooves are placed to prevent radial movement of the crackers, a centralizer with a left-hand thread is provided on the upper nipple end of the check valve body in which flushing channels and a piston-saddle fixed with shear pins are made.