RU2459930C1 - Downhole packer installation and device for gas extraction for it - Google Patents

Downhole packer installation and device for gas extraction for it Download PDF

Info

Publication number
RU2459930C1
RU2459930C1 RU2011112236/03A RU2011112236A RU2459930C1 RU 2459930 C1 RU2459930 C1 RU 2459930C1 RU 2011112236/03 A RU2011112236/03 A RU 2011112236/03A RU 2011112236 A RU2011112236 A RU 2011112236A RU 2459930 C1 RU2459930 C1 RU 2459930C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packer
exhaust device
gas exhaust
gas
diameter
Prior art date
Application number
RU2011112236/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Сергеевич Николаев (RU)
Олег Сергеевич Николаев
Original Assignee
Олег Сергеевич Николаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Сергеевич Николаев filed Critical Олег Сергеевич Николаев
Priority to RU2011112236/03A priority Critical patent/RU2459930C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459930C1 publication Critical patent/RU2459930C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: downhole packer installation includes packer, gas extraction device mounted in packer cavity coaxially to it. Gas extraction device is consists of two parts, lower and upper, the upper part is done with outer diameter equal to packer mandrel inner diameter, the lower part is done with outer diameter less than the inner diameter of packer mandrel and mounted with formation of longitudinal bypass channel between its outer surface and inner surface of packer mandrel, bottom end of gas extraction device lower part is equipped with the bead the diameter of outer surface of which is equal to the diameter of packer mandrel inner surface, the bead is located below the radial bypass channel of packer, the lower part of gas extraction device is separated from the upper part by upper radial bypass channel that connects its longitudinal bypass channel to upper part of packer cavity, the bottom end of gas extraction device upper part and top end of its lower part in the zone of upper radial bypass channel location are performed with formation of narrowing zone of gas extraction device cavity.
EFFECT: stable pump operation for fluid supply without operating mode breakdown, continuous gas extraction from annular space under packer above pump suction, simplification of gas extraction device structure, increase of processibility of downhole packer installation mounting and maintaining.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к скважинной эксплуатации месторождений углеводородов и может быть использовано в конструкции скважинной пакерной установки при извлечении флюида и отвода газа одновременно.The invention relates to downhole exploitation of hydrocarbon deposits and can be used in the design of a downhole packer installation for the extraction of fluid and gas outlet at the same time.

Известна скважинная пакерная установка, которая включает спущенный в скважину на колонне труб насос для извлечения флюида и пакер, разделяющий изолируемый интервал снизу от приема насоса (см. описание изобретения к патенту РФ №2331758 «Скважинная пакерная установка с насосом (варианты)», МПК E21B 3/00, опубликовано 20.08.2008., вариант 5, фиг.14). В варианте 5 установки колонна труб в нижней своей части, у насоса флюида, содержит перепускное устройство, по крайней мере, с одним радиальным каналом, связывающим затрубное пространство у насоса флюида с продольной полостью колонны труб. Эта установка содержит также размещенную в колонне труб над насосом флюида трубу меньшего диаметра, установленную соосно с колонной труб, которая связана нижней частью своей внутренней полости с выкидом насоса и которая образует с колонной труб продольные каналы. Продольные каналы связаны через радиальные каналы перепускного устройства с затрубным пространством. Верхняя часть трубы меньшего диаметра соединена с устройством для отвода газа - эжекторным струйным насосом, который выполнен с приемной камерой в виде ниппеля с посадочной поверхностью и с рабочим органом с соплом, смесительной камерой и диффузором. Приемная камера эжекторного насоса связана через продольный канал, образованный трубой меньшего диаметра и колонной труб, и через радиальные каналы перепускного устройства с затрубным пространством.Known borehole packer installation, which includes a pump for extracting fluid lowered into a borehole on a pipe string and a packer dividing the insulated interval from the bottom of the pump intake (see the description of the invention to RF patent No. 2331758 "Well packer installation with a pump (options)", IPC E21B 3/00, published 08/20/2008., Option 5, Fig.14). In option 5 of the installation, the pipe string in its lower part, near the fluid pump, contains a bypass device with at least one radial channel connecting the annular space of the fluid pump with the longitudinal cavity of the pipe string. This installation also contains a pipe of smaller diameter located in the pipe string above the fluid pump, mounted coaxially with the pipe string, which is connected by the lower part of its internal cavity to the pump discharge and which forms longitudinal channels with the pipe string. The longitudinal channels are connected through the radial channels of the bypass device with the annulus. The upper part of the pipe of smaller diameter is connected to a device for gas removal - an ejector jet pump, which is made with a receiving chamber in the form of a nipple with a seating surface and with a working body with a nozzle, a mixing chamber and a diffuser. The receiving chamber of the ejector pump is connected through a longitudinal channel formed by a pipe of smaller diameter and a pipe string, and through the radial channels of the bypass device with the annulus.

При снижении давления на приеме насоса ниже давления насыщения из флюида выделяется свободный газ, отвод которого из пространства под пакером осуществляется через нижнее перепускное устройство по его радиальным каналам с помощью струйного эжекторного насоса. В противном случае газ, скапливающийся ниже приема насоса флюида, может вызвать резкое уменьшение отбора флюида за счет выдавливания газом уровня жидкости ниже приема насоса флюида. При поломке или засорении струйного насоса его необходимо извлекать, промывать и устанавливать обратно, что может привести к необходимости извлечения пакера и ведет к дополнительным трудозатратам и увеличению времени ремонта скважины. Если струйный насос установлен выше пакера, то существует проблема соединения посадочного ниппеля струйного насоса с пакером так, чтобы приемный штуцер ниппеля струйного насоса совпал с газоотводной трубкой. Существует также проблема установки нижней части трубы меньшего диаметра с обеспечением ее точного герметичного соединения с перепускным устройством. Плохая посадка насоса или плохая установка трубы ухудшит надежность соединения камеры смешения струйного насоса с подпакерным затрубным пространством или надежность соединения трубы меньшего диаметра с перепускным устройством, что снизит эффективность отбора газа из-под пакера, следовательно, и эффективность отбора флюида. Извлечение струйного насоса, размещенного под пакером, является еще более сложной процедурой и возможно в случае, если диаметр проходного сечения пакера будет больше габаритных размеров самого насоса. Обостряется также проблема соединения струйного насоса с перепускным устройством. Все это вызывает простои оборудования и приводит к снижению эффективности работы скважины, к дополнительным трудозатратам, увеличению себестоимости добычи углеводородов.When the pressure at the pump intake is lower than the saturation pressure, free gas is released from the fluid, which is removed from the space under the packer through the lower bypass device through its radial channels using a jet ejector pump. Otherwise, gas accumulating below the intake of the fluid pump can cause a sharp decrease in fluid withdrawal due to gas squeezing out the liquid level below the intake of the fluid pump. In the event of a breakdown or clogging of the jet pump, it must be removed, flushed and installed back, which may lead to the need to remove the packer and leads to additional labor costs and an increase in the time of well repair. If the jet pump is installed above the packer, then there is a problem of connecting the landing nipple of the jet pump to the packer so that the receiving nozzle of the jet pump nipple coincides with the gas outlet pipe. There is also the problem of installing the lower part of the pipe of a smaller diameter to ensure its exact tight connection with the bypass device. A poor pump fit or poor pipe installation will impair the reliability of connecting the mixing chamber of the jet pump mixing chamber to the under-annular annular space or the reliability of connecting a smaller diameter pipe to a bypass device, which will reduce the efficiency of gas extraction from the packer, and consequently, the efficiency of fluid extraction. Removing the jet pump located under the packer is an even more complicated procedure and is possible if the diameter of the flow section of the packer is larger than the overall dimensions of the pump itself. The problem of connecting the jet pump to the bypass device is also exacerbated. All this causes equipment downtime and leads to a decrease in the efficiency of the well, to additional labor costs, to increase the cost of hydrocarbon production.

Известна скважинная пакерная установка, включающая колонну труб, оснащенную перепускным устройством с, по крайней мере, одним радиальным каналом и продольным каналом, спущенный в скважину на колонне труб насос подачи флюида и пакер, который разделяет изолируемый интервал снизу от приема насоса (см. описание изобретения к патенту РФ №2331758 «Скважинная пакерная установка с насосом (варианты)», МПК E21B 3/00, опубликовано 20.08.2008., вариант 2, фиг.8). Перепускное устройство расположено на колонне труб ниже пакера. В полость колонны труб опущена труба меньшего диаметра, установленная концентрически или эксцентрически, которая герметично соединена нижним концом с перепускным устройством. Верхним концом труба меньшего диаметра соединена с устьевым оборудованием скважины для отбора газа или расположена свободно на заданной высоте над пакером, гидравлически соединяясь с полостью колонны труб. Функции устройства для отвода газа выполняет труба меньшего диаметра, связанная с перепускным устройством. Эта установка является наиболее близким аналогом. Ее устройство для отвода газа является наиболее близким аналогом устройства отвода газа в соответствии с изобретением.A well-known downhole packer installation comprising a pipe string equipped with a bypass device with at least one radial channel and a longitudinal channel, a fluid supply pump and a packer that is lowered into the well on the pipe string and separates the insulated interval from the bottom of the pump intake (see description of the invention) to the patent of the Russian Federation No. 2331758 "Downhole packer installation with a pump (options)", IPC E21B 3/00, published on 08/20/2008., option 2, Fig. 8). The transfer device is located on the pipe string below the packer. A pipe of a smaller diameter, mounted concentrically or eccentrically, which is hermetically connected by the lower end to the transfer device, is lowered into the cavity of the pipe string. The upper end of the pipe of smaller diameter is connected to the wellhead equipment of the well for gas extraction or is located freely at a given height above the packer, hydraulically connected to the cavity of the pipe string. The functions of the device for the removal of gas performs a pipe of smaller diameter associated with the bypass device. This installation is the closest analogue. Its gas exhaust device is the closest analogue to the gas exhaust device in accordance with the invention.

Описанная конструкция также не снимает проблемы точной установки нижней части трубы меньшего диаметра для герметичного ее соединения с перепускным устройством. Конструкция является сложной, громоздкой, т.к. через продольный канал пакера проходят дополнительные трубы разного диаметра, связанные с радиальными каналами перепускных устройств. Работа пакера такой конструкции вызывает необходимость установки в процессе работы регулирующих клапанов, глухих пробок, заглушек, перепускных циркуляционных клапанов, что дополнительно усложняет как конструкцию пакера, так и его подготовку к работе. Установка клапанов со смещением от оси колонны с помощью специального инструмента сама по себе является отдельной проблемой.The described design also does not remove the problem of accurately installing the lower part of the pipe of smaller diameter for hermetic connection with the bypass device. The design is complex, cumbersome, because through the longitudinal channel of the packer pass additional pipes of different diameters associated with the radial channels of the bypass devices. The operation of the packer of this design necessitates the installation of control valves, blind plugs, plugs, bypass circulation valves during operation, which further complicates both the design of the packer and its preparation for operation. Installing valves offset from the axis of the column using a special tool is a separate problem in itself.

Задачей изобретения является обеспечение устойчивой работы насоса для подачи флюида без срывов рабочего режима, повышение надежности работы скважинной пакерной установки путем обеспечения постоянного отвода газа из затрубного пространства под пакером - над приемом насоса, упрощение конструкции устройства для отвода газа, повышение технологичности монтажа и обслуживания скважинной пакерной установки.The objective of the invention is to ensure the stable operation of the pump for supplying fluid without disruption of the operating mode, increasing the reliability of the downhole packer installation by providing constant gas removal from the annulus under the packer over the pump intake, simplifying the design of the gas exhaust device, improving the installation and maintenance of the downhole packer installation.

Задача решается конструкцией скважинной пакерной установки, включающейThe problem is solved by the design of the downhole packer installation, including

- колонну насосно-компрессорных труб скважины,- a string of tubing of a well,

- спущенный в скважину на колонне труб выполненный с полостью пакер, который разделяет изолируемый интервал снизу от приема насоса,- a packer made with a cavity, launched into the well on a pipe string, which separates the insulated interval from the bottom from the pump intake,

- устройство для отвода газа, установленное в полости пакера соосно с ним,- a device for venting gas installed in the cavity of the packer coaxially with it,

- устройство для отвода газа включает соединенные между собой, по крайней мере, один нижний радиальный канал и, по крайней мере, один продольный канал перепускного устройства - радиальный и продольный перепускные каналы для отвода газа,- the device for venting gas includes interconnected at least one lower radial channel and at least one longitudinal channel of the bypass device - radial and longitudinal bypass channels for venting gas,

- нижний перепускной радиальный канал связывает продольный канал устройства для отвода газа с затрубным пространством скважины ниже пакера, с обеспечением герметичности мест их соединения, т.е. с герметизацией сопрягаемых поверхностей,- the lower bypass radial channel connects the longitudinal channel of the gas exhaust device with the annulus of the well below the packer, ensuring the tightness of their joints, i.e. with sealing of mating surfaces,

- перепускной продольный канал связывает выход нижнего перепускного радиального канала с верхней частью полости пакера, следовательно, с верхней полостью колонны труб,- bypass longitudinal channel connects the output of the lower bypass radial channel with the upper part of the cavity of the packer, therefore, with the upper cavity of the pipe string,

- верхним концом устройство для отвода газа гидравлически соединено с полостью колонны труб.- the upper end of the gas exhaust device is hydraulically connected to the cavity of the pipe string.

Отличием изобретения по отношению к прототипу является следующее.The difference between the invention in relation to the prototype is the following.

- нижний перепускной радиальный канал выполнен не под пакером, а в нижней части пакера,- the lower bypass radial channel is made not under the packer, but in the lower part of the packer,

- устройство отвода газа выполнено из двух частей, нижней и верхней, обе цилиндрической формы,- the gas exhaust device is made of two parts, lower and upper, both cylindrical,

- цилиндрическая верхняя часть устройства отвода газа выполнена наружным диаметром, равным внутреннему диаметру ствола пакера, с обеспечением герметичности места их соединения,- the cylindrical upper part of the gas exhaust device is made with an outer diameter equal to the inner diameter of the packer barrel, ensuring the tightness of the junction,

- цилиндрическая нижняя часть устройства отвода газа выполнена с внешним диаметром меньше внутреннего диаметра ствола пакера,- the cylindrical lower part of the gas exhaust device is made with an outer diameter smaller than the inner diameter of the packer barrel,

- и установлена с образованием между своей внешней цилиндрической поверхностью и внутренней цилиндрической поверхностью ствола пакера, по крайней мере, одного продольного перепускного канала,- and installed with the formation between its outer cylindrical surface and the inner cylindrical surface of the barrel of the packer, at least one longitudinal bypass channel,

- нижний конец нижней части устройства отвода газа снабжен буртиком, диаметр боковой наружной поверхности которого равен диаметру внутренней цилиндрической поверхности ствола пакера, с обеспечением герметичности места их соединения,- the lower end of the lower part of the gas exhaust device is provided with a shoulder, the diameter of the lateral outer surface of which is equal to the diameter of the inner cylindrical surface of the barrel of the packer, ensuring the tightness of the junction,

- устройство отвода газа установлено в пакере так, чтобы буртик был расположен ниже радиального перепускного канала пакера,- a gas exhaust device is installed in the packer so that the bead is located below the radial bypass channel of the packer,

- нижняя часть устройства отвода газа отделена от верхней его части, по крайней мере, одним верхним радиальным перепускным каналом,- the lower part of the gas exhaust device is separated from its upper part by at least one upper radial bypass channel,

- верхний радиальный перепускной канал устройства отвода газа соединяет его продольный перепускной канал с верхней частью полости пакера,- the upper radial bypass channel of the gas exhaust device connects its longitudinal bypass channel to the upper part of the packer cavity,

- нижний конец верхней части устройства отвода газа и верхний конец нижней его части в зоне расположения (выхода) верхнего радиального перепускного канала выполнены с диаметром своих внутренних поверхностей меньше диаметра их внутренних поверхностей по отношению к их диаметрам в других их частях, с образованием зоны сужения полости устройства отвода газа.- the lower end of the upper part of the gas exhaust device and the upper end of its lower part in the area of location (exit) of the upper radial bypass channel are made with a diameter of their inner surfaces less than the diameter of their inner surfaces with respect to their diameters in other parts, with the formation of a zone of narrowing of the cavity gas exhaust devices.

Задача решается также конструкцией устройства отвода газа из затрубного пространства через продольную полость пакера на выход скважины, которое содержит:The problem is also solved by the design of a device for removing gas from the annulus through the longitudinal cavity of the packer to the well outlet, which contains:

- по крайней мере, один продольный канал для перепуска газа,- at least one longitudinal channel for gas bypass,

- продольный канал устройства для отвода газа герметично соединен своим нижним концом с нижним радиальным каналом для перепуска газа,- the longitudinal channel of the gas exhaust device is hermetically connected with its lower end to the lower radial channel for gas bypass,

- верхним концом устройство для отвода газа гидравлически соединено с полостью колонны труб.- the upper end of the gas exhaust device is hydraulically connected to the cavity of the pipe string.

Отличием устройства для отвода газа в соответствии с изобретением по отношению к прототипу является следующее.The difference between the device for gas extraction in accordance with the invention with respect to the prototype is the following.

- устройство отвода газа выполнено из двух частей, нижней и верхней, обе цилиндрической формы,- the gas exhaust device is made of two parts, lower and upper, both cylindrical,

- цилиндрическая верхняя часть выполнена наружным диаметром, равным внутреннему диаметру пакера,- the cylindrical upper part is made with an outer diameter equal to the inner diameter of the packer,

- цилиндрическая нижняя часть устройства отвода газа выполнена с внешним диаметром меньше наружного диаметра цилиндрической верхней части устройства отвода газа, т.е. внутреннего диаметра ствола пакера,- the cylindrical lower part of the gas exhaust device is made with an outer diameter smaller than the outer diameter of the cylindrical upper part of the gas exhaust device, i.e. packer barrel inner diameter,

- нижняя часть устройства отвода газа отделена от верхней его части, по крайней мере, одним верхним радиальным перепускным каналом, с возможностью соединения верхнего радиального канала устройства отвода газа с полостью устройства отвода газа, т.е. с верхней частью полости пакера,- the lower part of the gas exhaust device is separated from its upper part by at least one upper radial bypass channel, with the possibility of connecting the upper radial channel of the gas exhaust device with the cavity of the gas exhaust device, i.e. with the top of the packer cavity,

- нижний конец нижней части устройства отвода газа снабжен буртиком, диаметр боковой наружной поверхности которого равен наружному диаметру верхней части устройства отвода газа,- the lower end of the lower part of the gas exhaust device is provided with a shoulder, the diameter of the lateral outer surface of which is equal to the outer diameter of the upper part of the gas exhaust device,

- нижний конец верхней части устройства отвода газа и верхний конец нижней его части в зоне расположения (выхода) верхнего радиального перепускного канала выполнены с диаметром своих внутренних поверхностей меньше соответствующего диаметра других частей с образованием зоны сужения (камеры смешения).- the lower end of the upper part of the gas exhaust device and the upper end of its lower part in the area of location (exit) of the upper radial bypass channel are made with a diameter of their inner surfaces less than the corresponding diameter of the other parts with the formation of a narrowing zone (mixing chamber).

На фигуре изображено продольное сечение пакерной установки, установленной на колонне насосно-компрессорных труб скважины, содержащей устройство отвода газа. Стрелками показано направление потоков флюида (стрелками с хвостами) и потоков отводимого газа (простыми стрелками).The figure shows a longitudinal section of a packer installation mounted on a string of tubing of a well containing a gas removal device. The arrows indicate the direction of fluid flows (arrows with tails) and exhaust gas flows (simple arrows).

Пакер 1 спущен на колонне 2 насосно-компрессорных труб скважины ниже изолируемого интервала 3 от приема насоса 4 подачи флюида. В нижней части пакера 1 выполнен радиальный канал 5 - нижний радиальный канал для перепуска газа, скапливаемого в затрубном пространстве 6. Пакер 1 установлен на колонне 2 труб скважины с опорой на внутреннюю поверхность трубы эксплуатационной колонны скважины с центратором 7, якорным плашечным узлом 8, на который посажен конус 9 пакера 1. Пакер 1 со своей внешней стороны для герметизации изолируемого интервала 3 снабжен упругими эластичными, например резиновыми, манжетами 10, которые взаимодействуют с упором 11. Пакер 1 выполнен с полостью 12. При использовании электроцентробежного насоса 4 подачи флюида он снабжен электрическим кабелем, расположенным в герметичном кабель-канале 13 на наружной стороне ствола пакера 1. Устройство 14 отвода газа установлено в полости пакера 1 соосно с ним. Устройство 14 отвода газа выполнено из двух частей, нижней 15 и верхней 16, обе части выполнены цилиндрической формы. Цилиндрическая верхняя часть 16 выполнена с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру ствола пакера 1, с возможностью ее герметичной посадки на внутреннюю поверхность ствола пакера 1. Такая установка верхней части 16 устройства 14 отвода газа может быть осуществлена в форме посадки ее уплотнительных элементов (колец) на продольное посадочное седло или на стволе пакера, или с использованием замкового узла, установленного на наружном диаметре устройства 14 (не показано). Цилиндрическая нижняя часть 15 устройства 14 отвода газа выполнена с внешним диаметром меньше внутреннего диаметра ствола пакера 1, т.е. меньше наружного диаметра верхней части 16, и установлена на пакере 1 с образованием между своей внешней цилиндрической поверхностью и внутренней цилиндрической поверхностью ствола пакера 1, по крайней мере, одного продольного (вертикального) канала 17 или единого кольцевого канала 17. На фигуре в сечении показано два вертикальных канала 17 или единый кольцевой канал. Канал 17 может быть выполнен путем выполнения проточки, продольной или спиральной, на внешней поверхности нижней части вставки и/или на внутренней поверхности участка ствола пакера, расположенного напротив нижней части 15 устройства 14 отвода газа, как при равных указанных диаметрах нижней части 15 и ствола пакера, так и при указанном диаметре нижней части 15 меньше указанного диаметра ствола пакера. Нижний конец нижней части 14 устройства 14 отвода газа снабжен буртиком 18 с герметизирующим соединение устройства 14 с пакером 1 элементом, как это видно на фигуре. Диаметр боковой наружной поверхности буртика 18 равен диаметру внутренней цилиндрической поверхности ствола пакера 1 для установки устройства 14 на пакере 1, т.е. диаметру наружной поверхности верхней части 16 устройства 14 отвода газа. Устройство 14 отвода газа установлено в пакере 1 так, чтобы буртик 18 был расположен ниже радиального канала 5 пакера 1 с герметизацией сопрягаемых поверхностей. При этом вертикальный канал 17 устройства 14 отвода газа в своей нижней части сообщен с нижним радиальным перепускным отверстием 5. Нижняя часть 15 устройства 14 отвода газа отделена от верхней его части 16, по крайней мере, одним верхним радиальным перепускным каналом 19, выполненным в средней части боковой поверхности устройства 14. На фигуре в сечении показано два верхних радиальных перепускных канала 19 или один кольцевой. Верхний радиальный перепускной канал 19 устройства 14 отвода газа соединяет продольный перепускной канал 17 с верхней частью полости 12 пакера 1. Нижний конец верхней части 16 устройства 14 отвода газа и верхний конец нижней его части 15 в зоне расположения (выхода) верхнего радиального перепускного канала 19 выполнены с диаметрами своих внутренних поверхностей меньше диаметров их внутренних поверхностей в других частях с образованием зоны 20 сужения (камеры смешения) в полости устройства 14 отвода газа, т.е. в полости 12 пакера 1. Внутренние размеры и форма зоны сужения устройства рассчитываются, как и параметры устьевого оборудования скважины для отбора газа, компьютерным моделированием с использованием инженерных расчетов под определенные характеристики скважины. Позицией 21 обозначена труба эксплуатационной колонны скважины.The packer 1 is lowered on the casing string 2 of the well tubing below the insulated interval 3 from the intake of the fluid supply pump 4. In the lower part of the packer 1, a radial channel 5 is made - the lower radial channel for bypassing gas accumulated in the annulus 6. Packer 1 is installed on the column 2 of the well pipes, resting on the inner surface of the pipe of the production casing of the well with a centralizer 7, an anchor spot assembly 8, which is set on the cone 9 of the packer 1. The packer 1 is provided on its outside for sealing the insulated interval 3 with elastic elastic, for example rubber, cuffs 10 that interact with the stop 11. The packer 1 is made with a cavity 12. When Using electrocentrifugal pump 4 is provided with a fluid supply electrical cable disposed in the sealed cable duct 13 to the outside of the barrel 1. The packer apparatus 14 is installed in the gas discharge cavity packer 1 coaxially with it. The gas exhaust device 14 is made of two parts, the lower 15 and the upper 16, both parts are cylindrical. The cylindrical upper part 16 is made with an outer diameter equal to the inner diameter of the barrel of the packer 1, with the possibility of hermetically landing on the inner surface of the barrel of the packer 1. Such an installation of the upper part 16 of the device 14 gas removal can be carried out in the form of a fit of its sealing elements (rings) on a longitudinal landing seat either on the packer barrel, or using a locking assembly mounted on the outer diameter of the device 14 (not shown). The cylindrical lower part 15 of the gas exhaust device 14 is made with an outer diameter less than the inner diameter of the barrel of the packer 1, i.e. smaller than the outer diameter of the upper part 16, and mounted on the packer 1 with the formation between its outer cylindrical surface and the inner cylindrical surface of the barrel of the packer 1, at least one longitudinal (vertical) channel 17 or a single annular channel 17. The figure shows in cross section two vertical channel 17 or a single annular channel. The channel 17 can be made by making a groove, longitudinal or spiral, on the outer surface of the lower part of the insert and / or on the inner surface of the portion of the packer barrel located opposite the lower part 15 of the gas exhaust device 14, as with equal diameters of the lower part 15 and the packer barrel , and with the indicated diameter of the lower part 15 is less than the specified diameter of the barrel of the packer. The lower end of the lower part 14 of the device 14 of the gas outlet is provided with a shoulder 18 with a sealing connection of the device 14 with the packer 1 element, as shown in the figure. The diameter of the side outer surface of the shoulder 18 is equal to the diameter of the inner cylindrical surface of the barrel of the packer 1 for mounting the device 14 on the packer 1, i.e. the diameter of the outer surface of the upper part 16 of the gas exhaust device 14. The gas exhaust device 14 is installed in the packer 1 so that the flange 18 is located below the radial channel 5 of the packer 1 with sealing mating surfaces. In this case, the vertical channel 17 of the gas exhaust device 14 is in its lower part in communication with the lower radial bypass hole 5. The lower part 15 of the gas exhaust device 14 is separated from its upper part 16 by at least one upper radial bypass channel 19 made in the middle part the side surface of the device 14. The figure shows in cross section two upper radial bypass channels 19 or one annular. The upper radial bypass channel 19 of the gas exhaust device 14 connects the longitudinal bypass channel 17 to the upper part of the cavity 12 of the packer 1. The lower end of the upper part 16 of the gas exhaust device 14 and the upper end of its lower part 15 in the location (outlet) of the upper radial bypass channel 19 with diameters of their inner surfaces less than the diameters of their inner surfaces in other parts with the formation of a constriction zone 20 (mixing chamber) in the cavity of the gas exhaust device 14, i.e. in the cavity 12 of the packer 1. The internal dimensions and shape of the narrowing zone of the device are calculated, as well as the parameters of the wellhead equipment of the well for gas extraction, by computer simulation using engineering calculations for certain characteristics of the well. The number 21 indicates the pipe of the production casing of the well.

Скважинная пакерная установка с устройством отвода газа работает следующим образом.Downhole packer installation with a gas exhaust device operates as follows.

При работе насоса 4 для извлечение флюида может произойти снижение давления на приеме насоса ниже давления насыщения. Из флюида выделяется свободный газ, который скапливается в подпакерной зоне 6 затрубного пространства. Давление скопившегося газа и возникновение перепада давления в месте расположения нижнего радиального перепускного канала 5 по отношению к давлению в зоне 20 сужения (камеры смешения) в полости устройства 14 отвода газа приводят к тому, что газ начинает проникать в нижний радиальный перепускной канал 5. Подсасываясь указанным перепадом давления, газ под давлением поднимается по каналу 17 между наружным диаметром нижней части 15 устройства 14 отвода газа и внутренним диаметром ствола пакера 1 и попадает в верхний радиальный перепускной канал 19, выходя в камеру смешения 20. Разность в геометрических размерах камеры сужения 20 и верхнего радиального перепускного канала 19 создают в камере смешения эффект диффузора, в котором происходит замедление/расширение потока проходящего газа, его давление повышается, и далее газ устремляется на выход устройства 14 отбора газа, еще более расширяясь на его выходе и выходе пакера 1, попадая в полость колонны труб и далее к устью скважины. При этом насос 4 продолжает извлекать флюид, поток которого, проходя через полость 12 пакера 1 и камеру смешения 20 устройства отвода газа 14, увлекает с собой поток газа, вышедшего из верхнего радиального перепускного канала 19. При этом и газ для флюида, и флюид для газа выполняют функции газлифтной среды, увеличивая общий совместный поток и упрощая подачу и флюида, и газа на устье скважины.When pump 4 is operating to extract fluid, a decrease in pressure at the pump inlet below the saturation pressure may occur. Free gas is released from the fluid, which accumulates in the sub-packer zone 6 of the annulus. The pressure of the accumulated gas and the occurrence of a pressure drop at the location of the lower radial bypass channel 5 with respect to the pressure in the constriction zone 20 (mixing chamber) in the cavity of the gas exhaust device 14 causes the gas to penetrate into the lower radial bypass channel 5. differential pressure, the gas under pressure rises along the channel 17 between the outer diameter of the lower part 15 of the device 14 for gas removal and the inner diameter of the barrel of the packer 1 and enters the upper radial bypass channel 19 entering the mixing chamber 20. The difference in the geometric dimensions of the constriction chamber 20 and the upper radial bypass channel 19 creates a diffuser effect in the mixing chamber, in which the flow of gas passing through is slowed down / expanded, its pressure rises, and then the gas rushes to the outlet of the selection device 14 gas, expanding even more at its outlet and the output of the packer 1, falling into the cavity of the pipe string and further to the wellhead. In this case, the pump 4 continues to extract the fluid, the flow of which passing through the cavity 12 of the packer 1 and the mixing chamber 20 of the gas exhaust device 14 carries with it the flow of gas leaving the upper radial bypass channel 19. In this case, both the gas for the fluid and the fluid for gas perform the functions of a gas-lift medium, increasing the total joint flow and simplifying the flow of both fluid and gas at the wellhead.

Таким образом, конструкция устройства отвода газа и пакерная установка в целом с таким устройством обеспечивают постоянный отвод газа из затрубного пространства под пакером, исключая воздействие газа на флюид, отжатие его от насоса 4, и тем самым нарушение рабочего режима извлечения углеводородов, обеспечивают устойчивую работу насоса для подачи флюида, повышая эффективность добычи. Пакерная установка с устройством отвода газа имеют простую конструкцию, их расположение друг относительно друга снимает проблемы, свойственные прототипу, упрощают операцию подъема устройства отвода газа в случае его засорения и обратной установки с простым соединением нижнего радиального перепускного канала, при этом не требуется демонтаж пакерной установки. Повышается технологичность монтажа и обслуживания скважинной пакерной установки, появляется возможность оперативно изменять режим работы устройства отвода газа заменой сопла (диффузоров) камеры смешения устройства отвода газа.Thus, the design of the gas exhaust device and the packer installation as a whole with such a device provide constant gas removal from the annulus under the packer, excluding the effect of gas on the fluid, squeezing it from pump 4, and thereby violating the operating mode of hydrocarbon recovery, ensure stable operation of the pump for supplying fluid, increasing production efficiency. The packer installation with the gas exhaust device has a simple design, their location relative to each other eliminates the problems inherent in the prototype, simplifies the operation of lifting the gas exhaust device in the event of clogging and reinstallation with a simple connection of the lower radial bypass channel, without dismantling the packer installation. The manufacturability of installation and maintenance of a downhole packer installation is increased, it becomes possible to quickly change the operating mode of the gas exhaust device by replacing the nozzle (diffusers) of the mixing chamber of the gas exhaust device.

Claims (2)

1. Скважинная пакерная установка, включающая выполненный с полостью пакер, устройство для отвода газа, установленное в полости пакера соосно с ним, устройство для отвода газа включает соединенные между собой по крайней мере один нижний радиальный канал и по крайней мере один продольный канал перепускного устройства, перепускной продольный канал связывает выход нижнего перепускного радиального канала с верхней частью полости пакера, отличающаяся тем, что нижний перепускной радиальный канал выполнен в нижней части пакера, устройство отвода газа выполнено из двух частей, нижней и верхней, обе цилиндрической формы, цилиндрическая верхняя часть устройства отвода газа выполнена наружным диаметром, равным внутреннему диаметру ствола пакера, с обеспечением герметичности места их соединения, цилиндрическая нижняя часть устройства отвода газа выполнена с внешним диаметром меньше внутреннего диаметра ствола пакера и установлена с образованием между своей внешней цилиндрической поверхностью и внутренней цилиндрической поверхностью ствола пакера по крайней мере одного продольного перепускного канала, нижний конец нижней части устройства отвода газа снабжен буртиком, диаметр боковой наружной поверхности которого равен диаметру внутренней цилиндрической поверхности ствола пакера, с обеспечением герметичности места их соединения, устройство отвода газа установлено в пакере так, чтобы буртик был расположен ниже радиального перепускного канала пакера, нижняя часть устройства отвода газа отделена от верхней его части по крайней мере одним верхним радиальным перепускным каналом, верхний радиальный перепускной канал устройства отвода газа соединяет его продольный перепускной канал с верхней частью полости пакера, нижний конец верхней части устройства отвода газа и верхний конец нижней его части в зоне расположения (выхода) верхнего радиального перепускного канала выполнены с образованием зоны сужения полости устройства отвода газа.1. A downhole packer installation including a cavity packer, a gas exhaust device installed coaxially with the packer cavity, the gas exhaust device includes at least one lower radial channel and at least one longitudinal channel of the transfer device interconnected, the bypass longitudinal channel connects the output of the lower bypass radial channel with the upper part of the packer cavity, characterized in that the lower bypass radial channel is made in the lower part of the packer, the device Yes, the gas is made of two parts, the lower and upper, both are cylindrical in shape, the cylindrical upper part of the gas exhaust device is made with an external diameter equal to the inner diameter of the packer barrel, ensuring the tightness of the junction, the cylindrical lower part of the gas exhaust device is made with an external diameter less than the internal the diameter of the packer barrel and is installed with the formation between its outer cylindrical surface and the inner cylindrical surface of the packer barrel at least one product gas bypass channel, the lower end of the lower part of the gas exhaust device is equipped with a shoulder, the diameter of the lateral outer surface of which is equal to the diameter of the inner cylindrical surface of the barrel of the packer, ensuring the tightness of the junction, the gas removal device is installed in the packer so that the collar is located below the radial bypass channel packer, the lower part of the gas exhaust device is separated from its upper part by at least one upper radial bypass channel, the upper radial bypass A gas channel of the gas exhaust device connects its longitudinal bypass channel to the upper part of the packer cavity, the lower end of the upper part of the gas exhaust device and the upper end of its lower part in the location (outlet) of the upper radial bypass channel are formed to form a narrowing zone of the cavity of the gas exhaust device. 2. Устройство отвода газа, отличающееся тем, что оно выполнено из двух частей, нижней и верхней, обе цилиндрической формы, цилиндрическая нижняя часть устройства отвода газа выполнена с внешним диаметром меньше наружного диаметра цилиндрической верхней части устройства отвода газа, нижняя часть устройства отвода газа отделена от верхней его части по крайней мере одним верхним радиальным перепускным каналом, нижний конец нижней части устройства отвода газа снабжен буртиком, диаметр боковой наружной поверхности которого равен наружному диаметру верхней части устройства отвода газа, нижний конец верхней части устройства отвода газа и верхний конец нижней его части в зоне расположения (выхода) верхнего радиального перепускного канала выполнены с образованием зоны сужения. 2. A gas exhaust device, characterized in that it is made of two parts, lower and upper, both cylindrical in shape, the cylindrical lower part of the gas exhaust device is made with an outer diameter smaller than the outer diameter of the cylindrical upper part of the gas exhaust device, the lower part of the gas exhaust device from its upper part by at least one upper radial bypass channel, the lower end of the lower part of the gas exhaust device is provided with a shoulder, the diameter of the lateral outer surface of which is equal to the outer Diameter of the upper part of the gas discharge device, the lower end of the upper portion of the gas discharge device and an upper end of the lower part of a location area (exit) of the upper radial passageway adapted to form a restriction zone.
RU2011112236/03A 2011-03-30 2011-03-30 Downhole packer installation and device for gas extraction for it RU2459930C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112236/03A RU2459930C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Downhole packer installation and device for gas extraction for it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112236/03A RU2459930C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Downhole packer installation and device for gas extraction for it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2459930C1 true RU2459930C1 (en) 2012-08-27

Family

ID=46937821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112236/03A RU2459930C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Downhole packer installation and device for gas extraction for it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2459930C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517287C1 (en) * 2012-11-19 2014-05-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Jet device for annular gas bypassing
RU2542999C2 (en) * 2014-02-19 2015-02-27 Олег Сергеевич Николаев Dowhnole pump unit for simultaneous and separate operation of two formations
RU2553710C2 (en) * 2014-06-04 2015-06-20 Олег Сергеевич Николаев Dual well completion method
RU2789645C1 (en) * 2021-08-30 2023-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "НПФ КУБАНЬНЕФТЕМАШ" Heat-resistant packer with flow switch

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165480A (en) * 1991-08-01 1992-11-24 Camco International Inc. Method and apparatus of locking closed a subsurface safety system
RU2305748C1 (en) * 2006-01-10 2007-09-10 Олег Марсович Гарипов Packer
RU2331758C2 (en) * 2006-09-11 2008-08-20 ООО НИИ "СибГео Тех" Downhole packer system with pump (versions)
RU2344274C1 (en) * 2007-04-16 2009-01-20 ООО НИИ "СибГеоТех" Method of dual oil production from layers of one well with submersible pump set (versions)
RU2412335C1 (en) * 2009-10-14 2011-02-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Oil well pumping unit with packer for extracting oil under abnormal conditions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165480A (en) * 1991-08-01 1992-11-24 Camco International Inc. Method and apparatus of locking closed a subsurface safety system
RU2305748C1 (en) * 2006-01-10 2007-09-10 Олег Марсович Гарипов Packer
RU2331758C2 (en) * 2006-09-11 2008-08-20 ООО НИИ "СибГео Тех" Downhole packer system with pump (versions)
RU2344274C1 (en) * 2007-04-16 2009-01-20 ООО НИИ "СибГеоТех" Method of dual oil production from layers of one well with submersible pump set (versions)
RU2412335C1 (en) * 2009-10-14 2011-02-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Oil well pumping unit with packer for extracting oil under abnormal conditions

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517287C1 (en) * 2012-11-19 2014-05-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Jet device for annular gas bypassing
RU2542999C2 (en) * 2014-02-19 2015-02-27 Олег Сергеевич Николаев Dowhnole pump unit for simultaneous and separate operation of two formations
RU2553710C2 (en) * 2014-06-04 2015-06-20 Олег Сергеевич Николаев Dual well completion method
RU2789645C1 (en) * 2021-08-30 2023-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "НПФ КУБАНЬНЕФТЕМАШ" Heat-resistant packer with flow switch
RU2804820C1 (en) * 2022-06-30 2023-10-06 Аделя Данияровна Шаляпина Annular gas pumping device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6179056B1 (en) Artificial lift, concentric tubing production system for wells and method of using same
US8997870B2 (en) Method and apparatus for separating downhole hydrocarbons from water
US20170081952A1 (en) Gas separator
CA2357620C (en) Annular flow restrictor for electrical submersible pump
RU2262586C2 (en) Borehole plant for simultaneous separate and alternate operation of several formations by single well
US8613311B2 (en) Apparatus and methods for well completion design to avoid erosion and high friction loss for power cable deployed electric submersible pump systems
RU2459930C1 (en) Downhole packer installation and device for gas extraction for it
RU2296213C2 (en) Packer pumping plant for well formations operation
CA2489674A1 (en) Ported velocity tube for gas lift operations
RU2515630C1 (en) Method of simultaneous separate operation of multiple-zone well by two submersible pumps and equipment for its implementation
RU2539504C1 (en) Device for injection of fluid into bed
RU2598948C1 (en) Landing for dual production and injection
RU2454531C1 (en) Packer installation (versions) and device for its pumps washing (versions)
RU2350742C1 (en) Method of simultaneous-separate and alternative operation and development of several formations with one well
RU2522837C1 (en) Device for dual production of wellbore fluid and liquid injection
RU2542999C2 (en) Dowhnole pump unit for simultaneous and separate operation of two formations
CN206554891U (en) Pump oil extracting device is sprayed in the direct circulation of concentric double pipe post in sleeve pipe
RU2560969C2 (en) Borehole ejector
EP3266977A1 (en) Annular barrier with shunt tube
RU2481470C1 (en) Downhole separator for separating water and gas and oil mixture
RU2661925C1 (en) Device for installing casing filters in deep perforation channels-waveguides
RU2626489C2 (en) Packer dual ejector unit of production well (options)
RU2737409C1 (en) Submersible pump unit on load carrying cable and method of its operation
RU2739805C1 (en) Gas lift unit
CN203961905U (en) Oil pipe exhaust plant

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130521

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180331