RU2730146C1 - Axial-action cup packer - Google Patents
Axial-action cup packer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730146C1 RU2730146C1 RU2019136478A RU2019136478A RU2730146C1 RU 2730146 C1 RU2730146 C1 RU 2730146C1 RU 2019136478 A RU2019136478 A RU 2019136478A RU 2019136478 A RU2019136478 A RU 2019136478A RU 2730146 C1 RU2730146 C1 RU 2730146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packer
- ring
- mandrel
- axial
- cup
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[001] Данное техническое решение относится, в общем, к нефтегазодобывающей промышленности, а в частности к устройствам для разобщения пластов в скважинах.[001] This technical solution relates generally to the oil and gas industry, and in particular to devices for isolation of reservoirs in wells.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[002] Существует много ситуаций, в которых скважинные инструменты должны селективно приводиться в действие. Например, для гидравлического разрыва пласта, где существуют скважины с заканчиванием в нескольких продуктивных пластах, каждая зона оборудуется одним или несколькими инструментами, и каждый инструмент требует такого приведения в действие, при котором текучая среда отводится для подачи от инструмента на наружную часть ствола скважины для гидроразрыва нефтегазосодержащего пласта. Часто требуется приведение в действие в последовательности, обеспечивающей поступательный гидроразрыв пласта по длине ствола без утечки текучей среды гидроразрыва через зоны ранее выполненного гидроразрыва.[002] There are many situations in which downhole tools must be selectively actuated. For example, for hydraulic fracturing, where there are wells with completions in several reservoirs, each zone is equipped with one or more tools, and each tool requires such an actuation in which the fluid is diverted from the tool to the outer part of the wellbore for fracturing oil and gas bearing formation. Actuation is often required in a sequence to provide progressive fracturing along the wellbore without leaking fracturing fluid through the previously fractured zones.
[003] В настоящее время все пакерующие устройства, или другими словами, пакеры различных типов предназначены для разделения затрубного и внутритрубного пространства межпластовых зон с целью ограничить поток жидкости между зонами. Несмотря на то, что составные детали конструкции различных решений могут присутствовать в различных количествах и формах, все определяют единственный тип функционирования - это расширение пакерующего элемента за счет гидравличекого или механического давления.[003] Currently, all packers, or in other words, packers of various types are designed to separate the annulus and in-tubular space of inter-formation zones in order to limit the flow of fluid between the zones. Despite the fact that the constituent parts of the design of various solutions may be present in different quantities and shapes, all determine the only type of functioning - this is the expansion of the packer element due to hydraulic or mechanical pressure.
[004] Из уровня техники известен патент US 5217077 A «Resettable packer», патентообладатель: Baker Hughes Inc, дата публикации: 08.06.1993. В данном решении рассматривается сбрасываемый забойный пакер. Циркуляция от поверхности создает обратное давление за элементом уплотнения, которое расширяет элемент уплотнения в контакте со стволом скважины или обсадной колонной. Инструмент может быть перемещен для удержания давления позади элемента, чтобы удерживать его в контакте со стволом скважины или обсадной колонной, в то же время позволяя потоку проходить через пакер для таких процедур, как впрыск или стимуляция. Инструмент включает в себя механизм разблокировки для облегчения извлечения колонны насосно-компрессорных труб, если по какой-либо причине инструмент застревает. В конструкцию включены приспособления, позволяющие удерживать пакер в отведенном положении для операции спуска и удаления, чтобы избежать повреждения пакера.[004] From the prior art patent US 5217077 A "Resettable packer", patentee: Baker Hughes Inc, publication date: 06/08/1993 is known. This solution considers a drop-hole packer. Circulation from the surface creates back pressure behind the seal member, which expands the seal member in contact with the wellbore or casing. The tool can be moved to hold pressure behind the element to keep it in contact with the wellbore or casing while allowing flow through the packer for procedures such as injection or stimulation. The tool includes a release mechanism to facilitate retrieval of the tubing string if the tool gets stuck for any reason. Arrangements are included to keep the packer in a retracted position for running and retrieval operations to avoid damage to the packer.
[005] Анализ технических решений, отобранных из патентной и научно-технической литературы, показал, что известен пакер механический (см. «Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин». Ю.В. Зайцев, Р.А. Максутов, О.В. Чубанов и др. М.: «Недра», 1984 г., с. 76). Пакер состоит из ствола, связанного с лифтовой колонной труб. На ствол свободно установлен разжимной конус и уплотнительные манжеты между последним и верхним упорами.[005] Analysis of technical solutions, selected from the patent and scientific and technical literature, showed that the known mechanical packer (see "Reference manual on the gas-lift method of well operation". Yu.V. Zaitsev, R.A. Maksutov, O.V. Chubanov et al. M .: Nedra, 1984, p. 76). The packer consists of a wellbore connected to a tubing string. An expanding cone and sealing collars between the last and upper stops are freely installed on the barrel.
[006] Для передачи крутящего момента на ствол пакера, при его посадке, применяется пружинный фонарь, есть фигурный байонетный паз, в котором перемещается палец при посадке пакера. Возможно отсоединение лифтовой колонны труб, при необходимости, от пакера путем левого вращения. При необходимости повторного присоединения к пакеру лифтовой колонны труб, возможно его вращение внутри эксплуатационной колонны.[006] To transmit torque to the packer bore, when it is seated, a spring lantern is used; there is a shaped bayonet groove in which the pin moves when the packer is seated. It is possible to disconnect the tubing string, if necessary, from the packer by left rotation. If it is necessary to reattach the tubing to the tubing packer, it can rotate within the production casing.
[007] Также из уровня техники известен пакер механический (см. патент РФ №2204427, МПК Е21В 33/12, опубл. 10.02.2004 г.). Пакер содержит ствол, соединительную муфту, якорящий узел с плашками и разжимными конусами, уплотнитель. Пакер снабжен переходником и удлинителем, связанными друг с другом и стволом с резными элементами, подпружиненными сухарями в проточке ствола. Известна также связь, посредством резьбы, нижнего разжимного конуса со стволом.[007] A mechanical packer is also known from the prior art (see RF patent No. 2204427, IPC E21B 33/12, publ. 10.02.2004). The packer contains a barrel, a coupling, an anchor unit with dies and expanding cones, and a seal. The packer is equipped with an adapter and an extension, connected to each other and the barrel with carved elements, spring-loaded rusks in the barrel bore. It is also known to connect, by means of a thread, the lower expansion cone with the barrel.
[008] На основании вышеизложенного и проведенных патентных исследований можно сделать вывод, что в уровне техники отсутствуют технические решения, имеющие в своей основе признаки, совпадающие со всеми существенными признаками заявляемого технического решения.[008] Based on the foregoing and the conducted patent studies, it can be concluded that there are no technical solutions in the prior art based on features that coincide with all the essential features of the proposed technical solution.
[009] Все существующие чашечные пакеры требуют высокую нагрузку для установки, имеют высокий риск повреждения чашек во время установки, зависят от целостного состояния скважины и ограничены выдерживать высокие давления после активации.[009] All existing cup packers require a high load to set, have a high risk of cup damage during installation, are dependent on well integrity, and are limited to withstand high pressures after activation.
[0010] В нефтяной и газовой промышленности имеются все основания для улучшения эффективности и надежности пакеров, которые развертываются и эксплуатируются в скважинной среде. При этом должна обеспечиваться эксплуатация пакеров с максимальным КПД, минимальным риском отказа или неточной работы, возможной гибкостью согласно требованиям оператора и минимизацией любого ремонта, связанного с задержками времени и затратами.[0010] The oil and gas industry has every reason to improve the efficiency and reliability of packers that are deployed and operated in a downhole environment. This should ensure that the packers are operated with maximum efficiency, minimal risk of failure or inaccurate operation, possible flexibility according to operator requirements, and minimization of any repairs associated with time delays and costs.
СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯESSENCE OF THE TECHNICAL SOLUTION
[0011] Технической задачей или технической проблемой в данном техническом решении является создание чашечного пакера осевого действия.[0011] The technical problem or technical problem in this technical solution is the creation of an axial cup packer.
[0012] В данном решении раскрывается чашечный пакер осевого действия, который содержит мандрель, на которой установлен резиновый и/или резинометаллический пакерующий элемент, который используется для изоляции затрубного пространства скважины. В некоторых вариантах реализации может использоваться материал, например, марок HNBR, Viton, Afflas и т.п., не ограничиваясь. Конструкция пакерующего элемента позволяет проходить через сужения колонны при спуске компоновки благодаря малому значению наружного диаметра в деактивированном положении. Для активации пакерующего элемента используется прижимное кольцо, которое выполнено в виде тонкостенного цилиндра со сквозными овальными отверстиями по поверхности и предназначено для сжимания пакерующего элемента при приложении осевого усилия. В некоторых вариантах реализации прижимное кольцо может быть выполнено из стали. В прижимном кольце предусмотрены отверстия (например, круглой формы), через которые проходит поток жидкости, который создает дополнительное давление на пакерующий элемент с внутренней стороны для более надежной изоляции. Для ограничения подвижности прижимного кольца используется проставка, например, выполненная из стали, которая защищает пакерующий элемент от чрезмерного сжатия и повреждения. Также, данная конструкция в активированном положении позволяет передавать осевое усилие на нижний пакер двухпакерной компоновки.[0012] This solution discloses an axially acting cup packer that includes a mandrel on which is mounted a rubber and / or rubber-metal packer element that is used to seal the annulus of the well. In some embodiments, material such as HNBR, Viton, Afflas, and the like may be used, but not limited to. The design of the packer element allows it to pass through the constrictions of the string when running the assembly due to the small value of the outer diameter in the deactivated position. To activate the packer element, a pressure ring is used, which is made in the form of a thin-walled cylinder with through oval holes along the surface and is designed to compress the packer element when axial force is applied. In some embodiments, the pressure ring may be made of steel. The pressure ring has holes (for example, circular) through which the fluid flow passes, which creates additional pressure on the packer element from the inside for more reliable isolation. To restrict the movement of the pressure ring, a spacer, for example made of steel, is used, which protects the packer element from excessive compression and damage. Also, in the activated position, this design allows the axial force to be transmitted to the lower packer of the two-packer assembly.
[0013] Также, в конструкцию пакера входит резисторное (стопорное) кольцо, которое используется для защиты от преждевременной активации пакерующего элемента.[0013] Also, the packer includes a resistor (retaining) ring that is used to protect against premature activation of the packer element.
[0014] Техническим результатом изобретения, проявляющимся при решении вышеуказанной технической проблемы, является повышение надежности пакера и всей компоновки для повторного гидроразрыва пласта, а также повышение количества стадий гидроразрыва пласта без подъема компоновки на поверхность.[0014] The technical result of the invention, manifested when solving the above technical problem, is to increase the reliability of the packer and the entire assembly for re-fracturing, as well as increasing the number of stages of hydraulic fracturing without lifting the assembly to the surface.
[0015] Дополнительным техническим результатом является повышение устойчивости отключения активных пластовых зон во время гидроразрыва пласта и повышение качества прочистки скважины химическими реагентами.[0015] An additional technical result is an increase in the stability of shutting down active formation zones during hydraulic fracturing and improving the quality of cleaning the well with chemical reagents.
[0016] В некоторых вариантах реализации мандрель имеет ответную резьбу для соединения с остальными инструментами двупакерной компоновки.[0016] In some embodiments, the mandrel has mating threads for connection to the rest of the two-packer assembly tools.
[0017] В некоторых вариантах реализации мандрель выполнена одним единым элементом, без соединений.[0017] In some embodiments, the mandrel is made in one single piece, without connections.
[0018] В некоторых вариантах реализации прижимное кольцо содержит отверстия, через которые проходит поток жидкости.[0018] In some embodiments, the pressure ring includes holes through which fluid flows.
[0019] В некоторых вариантах реализации пакерующий элемент выполнен резиновым или резинометаллическим.[0019] In some embodiments, the packer element is made of rubber or rubber metal.
[0020] В некоторых вариантах реализации пакер активируется осевым усилием и гидравлическим давлением поступающей жидкости.[0020] In some embodiments, the packer is activated by axial force and hydraulic pressure of the incoming fluid.
[0021] В некоторых вариантах реализации сжатие пакерующего элемента осуществляется за счет гидравлического давления потока жидкости по внешней поверхности прижимного кольца, где происходит сдвиг прижимного кольца по оси в сторону пакерующего элемента.[0021] In some embodiments, the compression of the packer element is exerted by the hydraulic pressure of the fluid flow over the outer surface of the pressure ring, where the pressure ring is axially displaced towards the packer element.
[0022] В некоторых вариантах реализации пакерующий элемент проходит через сужения колонны без повреждений.[0022] In some embodiments, the packer element passes through the constrictions of the string without damage.
[0023] В некоторых вариантах реализации пакерующий элемент при активации образует малую площадь контакта со стенкой обсадной колонны.[0023] In some embodiments, the packer element, when activated, forms a small area of contact with the casing wall.
[0024] В некоторых вариантах реализации прижимное кольцо прикручивается с помощью резьбового соединения к нижнему патрубку.[0024] In some embodiments, the retaining ring is threadedly screwed to the lower port.
[0025] В некоторых вариантах реализации для фиксации проставки используется упорное кольцо.[0025] In some embodiments, a thrust washer is used to secure the spacer.
[0026] В некоторых вариантах реализации резисторное кольцо рассчитано на многоразовое использование.[0026] In some embodiments, the resistor ring is reusable.
[0027] В некоторых вариантах реализации для крепления прижимного кольца и нижнего патрубка на мандрели используется фиксирующее кольцо, которое состоит из двух полуколец, которые устанавливаются в профиль.[0027] In some embodiments, a retaining ring is used to attach the clamping ring and the lower branch pipe to the mandrel, which consists of two half rings that are installed in a profile.
[0028] В некоторых вариантах реализации при спуске чашечного пакера в скважину зубья стопорного кольца находятся в профиле.[0028] In some embodiments, when the cup packer is run down the well, the teeth of the retaining ring are in profile.
[0029] В некоторых вариантах реализации для активации пакерующего элемента прикладывают осевое усилие к чашечному пакеру осевого действия, в результате чего зубья выходят из профиля, и прижимное кольцо сжимает пакерующий элемент.[0029] In some embodiments, an axial force is applied to the axial cup packer to activate the packer element, causing the teeth to protrude out of the profile and the pressure ring compressing the packer element.
[0030] В некоторых вариантах реализации стопорное кольцо содержит зубья, которые выполнены из стали.[0030] In some embodiments, the retaining ring includes teeth that are made of steel.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[0031] Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания и прилагаемых чертежей конструкции, на которых:[0031] The features and advantages of the present technical solution will become apparent from the following detailed description and the accompanying construction drawings, in which:
[0032] На Фиг. 1 показаны составные элементы чашечного пакера осевого действия в разобранном виде[0032] FIG. 1 shows the components of an axial cup packer in an exploded view.
[0033] На Фиг. 2 показан чашечный пакер осевого действия в сборке в продольном разрезе.[0033] FIG. 2 shows an axial cup packer assembled in longitudinal section.
[0034] На Фиг. 3 показан чашечный пакер осевого действия, находящегося во внутритрубном пространстве колонны осадных труб на участке скважины.[0034] FIG. 3 shows a cup packer of axial action located in the in-line space of the siege pipe string at the well site.
[0035] На Фиг. 4 показан увеличенный вид пакерующего элемента 102 во время активации до начала сдвига прижимного кольца 103.[0035] FIG. 4 shows an enlarged view of the
[0036] На Фиг. 5 изображен увеличенный вид активации пакерующего элемента 102.[0036] FIG. 5 is an enlarged view of the activation of the
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0037] Ниже будут подробно рассмотрены термины и их определения, используемые в описании технического решения, помогающие разобраться в сущности технического решения.[0037] Below will be discussed in detail the terms and their definitions used in the description of the technical solution, helping to understand the essence of the technical solution.
[0038] Пакер - приспособление в буровой скважине для перекрытия и герметизации отдельных зон скважин (пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной во время проведения гидроразрыва пласта селективной пакерной компоновкой). Чашечный пакер осевого действия является частью внутрискважинной компоновки для проведения повторного гидроразрыва пласта.[0038] A packer is a device in a borehole for shutting off and sealing separate zones of the wells (the space between the tubing and the casing during hydraulic fracturing of the formation with a selective packer assembly). The axial cup packer is part of the downhole assembly for re-fracturing.
[0039] Чашечный пакер осевого действия является частью внутрискважинной селективной пакерной компоновки для проведения повторного гидроразрыва пласта.[0039] The axial cup packer is part of a downhole selective packer assembly for re-fracturing.
[0040] Гидроразрыв пласта - это способ интенсификации добычи нефтяных и газовых скважин и повышения приемистости нагнетательных скважин. Гидроразрыв проводится для создания в целевом пласте высокопроводящей трещины под действием жидкости, закачиваемой под давлением. Технология гидроразрыва пласта позволяет запускать в эксплуатацию бездействующие скважины, в которых добыча традиционными методами невозможна или является нерентабельной.[0040] Hydraulic fracturing is a method for stimulating the production of oil and gas wells and increasing the injectivity of injection wells. Hydraulic fracturing is performed to create a highly conductive fracture in the target formation under the action of a fluid pumped under pressure. Hydraulic fracturing technology allows the commissioning of inactive wells, in which production by traditional methods is impossible or unprofitable.
[0041] Мандрель представляет собой базовую трубу, выполняющую роль основания для крепления различных вспомогательных деталей, составляющих в сборке конструкцию оборудования.[0041] The mandrel is a base tube that serves as a base for attaching various auxiliary parts that make up the assembly of the equipment structure.
[0042] Само техническое решение в комплексе для осуществления гидроразрыва пласта работает функционально следующим образом.[0042] The very technical solution in the complex for hydraulic fracturing works functionally as follows.
[0043] Сначала осуществляют спуск всей компоновки в скважину, которая содержит чашечный пакер, на требуемую глубину (глубина от земной поверхности до участков нефтенасыщенного пласта, представленная как вертикальная линия, значение которой зависит от глубины залегания пласта. Глубина может варьироваться от 1 км до 5 км и более.). Монтаж пакера на обсадную колонну происходит силами буровой бригады, непосредственно перед спуском в скважину. В некоторых вариантах реализации данная компоновка является двухпакерной. Верхним пакером является данное техническое решение, т.е. чашечный пакер осевого действия, а нижним является пакер, который общеизвестен из уровня техники. Конструкция (верхнего) заявляемого пакера спроектирована таким образом, чтобы передавать осевое усилие на нижний пакер, для его активации, даже в том случае, если верхний пакер уже активирован. Двухпакерная компоновка обеспечивает полную изоляцию негерметичного участка обсадной колонны. В некоторых вариантах реализации верхний и нижний пакер могут быть соединены между собой насосно-компрессорными трубами (НКТ).[0043] First, the entire assembly is run into the well, which contains the cup packer, to the required depth (depth from the earth's surface to areas of the oil-saturated reservoir, represented as a vertical line, the value of which depends on the depth of the formation. The depth can vary from 1 km to 5 km and more.). The installation of the packer on the casing is carried out by the drilling crew, immediately before running into the well. In some embodiments, this arrangement is two-packer. The upper packer is this technical solution, i.e. a cup packer of axial action, and the bottom is a packer that is generally known in the art. The design of the (upper) claimed packer is designed to transmit the thrust force to the lower packer to activate it, even if the upper packer is already activated. The two-packer assembly provides complete isolation of the leaky section of the casing. In some embodiments, the upper and lower packers may be connected together by tubing.
[0044] Затем осуществляется активация нижнего пакера путем передачи на нее нагрузки (после активации нижнего пакера двухпакерная компоновка фиксируется с помощью встроенных клиньев на данной глубине без возможности перемещения). Создается осевая нагрузка на пакерующий инструмент за счет усиленного продвижения колонны труб вниз по скважине.[0044] Then, the lower packer is activated by transferring a load to it (after activation of the lower packer, the two-packer assembly is fixed with built-in wedges at a given depth without the possibility of movement). An axial load is created on the packer tool due to the increased movement of the pipe string down the well.
[0045] При дальнейшем увеличении нагрузки в заявляемом пакере происходит выход зубьев стопорного кольца 106 из профиля на мандреле 100. Зубья срабатывают, когда значение осевой нагрузки будет достаточным для выхода зубьев стопорного кольца 106, т.е. осуществляется механический путь активации (приложение усилия). Нагрузка увеличивается за счет собственного веса колонны труб. Трубные соединения (колонна труб) имеют большой вес, значительная часть которого сдерживается на наружной земной поверхности. Колонну держат клинья, для увеличения нагрузки на заявляемый пакер клинья слегка разжимаются и увеличивается вес.[0045] With a further increase in the load in the inventive packer, the teeth of the retaining
[001] Далее левая часть чашечного пакера осевого действия (поз. 100, 102, 107, 108, 109 на Фиг. 1) начинает двигаться вправо. Пакерующий элемент 102 начинает залавливаться прижимным кольцом 103.[001] Next, the left side of the axially acting cup packer (
[0046] Как только прижимное кольцо 103 достигнет упорного кольца 108, дальнейшее сжатие станет невозможным, на устье скважины зафиксируется увеличение веса, что будет сигнализировать об активации данного чашечного пакера. Способом убедиться в активации элементов является проверка веса колонны. Так как один элемент цепляется за другой, результатом будет рост веса всей колонны труб.[0046] Once the
[0047] На Фис. 1-2 показана конструкция чашечного пакера осевого действия. На Фиг. 3-5 показаны конструктивные особенности.[0047] At Fis. 1-2 shows the design of an axial cup packer. FIG. 3-5 design features are shown.
[0048] Чашечный пакер осевого действия включает в себя мандрель 100, на которую устанавливаются все остальные детали. В некоторых вариантах реализации мандрель 100 может быть выполнена одним единым элементом, без дополнительных соединений, что увеличивает ее прочность. Мандрель 100 является основой конструкции чашечного пакера. Мандрель 100 может иметь ответную резьбу для соединения с остальными инструментами двупакерной компоновки. Уплотнительное кольцо 109 вставляется в профиль для изоляции пространства между пакерующим элементом 102 и мандрелью 100, как показано на Фиг. 2. Пакерующий элемент 102 устанавливается на мандрель 100 и служит для изоляции затрубного пространства в скважине. В некоторых вариантах реализации пакерующий элемент 102 может быть выполнен с вставленной внутрь распорной втулкой, что позволяет достичь лучшей герметизирующей способности. Указанный пакерующий элемент 102 по своему принципу работы является не только гидравлическим, но и механическим, так как он деформируется и от избыточного давления, и от осевого сжимающего усилия. В некоторых вариантах реализации пакерующий элемент 102 механического сжатия, состоит из двух секций. Верхняя секция изготовляется из мягкой резины (твердостью, например, 65 - 80 ед.) и предназначается для герметичного перекрытия скважины, а нижняя, служащая для частичного перекрытия зазора между пакером и скважиной, изготовляется из более жесткой резины (твердостью, например, 90 - 95 ед.).[0048] The axially acting cup packer includes a
[0049] Для активации пакерующего элемента 102 необходимо сжатие, которое выполняется с помощью прижимного кольца 103. Сжатие осуществляется за счет гидравлического давления потока жидкости по внешней поверхности прижимного кольца 103, где происходит сдвиг прижимного кольца 103 по оси в сторону пакерующего элемента 102, тем самым создавая его деформацию для того, чтобы образовалось касание элемента с обсадной колонной 110. Жидкость подается с наземной поверхности от насосов в скважину. Продвигаясь по глубине скважины через внутреннее пространство труб и достигая отверстий, жидкость выходит из них и начинает движение в сторону пакерующего элемента по внешней поверхности труб или стенок скважины, в результате чего образуется давление. Также, при сжатии пакерующего элемента 102 происходит касание элемента с обсадной колонной 110 с малой площадью контакта благодаря оптимизированному профилю разреза резинового элемента, что позволяет передавать осевое усилие на нижний пакер двухпакерной компоновки без повреждений пакерующего элемента 102, как показано на Фиг. 5. Обсадная колонна 110 предназначена для крепления буровых скважин, а также изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации. Колонна 110 составляется из обсадных труб путем последовательного их свинчивания (иногда сваривания). Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, изготовляются в основном из стали с двумя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые с раструбным концом). В некоторых вариантах реализации может использоваться кондуктор или промежуточная обсадная колонна, или эксплуатационная обсадная колонна.[0049] To activate the
В конструкции прижимного кольца 103 предусмотрены отверстия (например, круглой формы), через которые проходит поток жидкости, который обеспечивает более надежное прижатие пакерующего элемента 102 к стенке обсадной колонны 110 благодаря попаданию потока жидкости во внутреннее пространство пакерующего элемента со стороны открытого конца, зафиксированного прижимным кольцом 103. В некоторых вариантах реализации под потоком жидкости понимается рабочая жидкость, которая используется для установки данного чашечного пакера и операций гидроразрыва. Рабочей жидкостью может быть как простая вода с примесями, так и различные эмульсии. Для ограничения степени сжатия пакерующего элемента 102 прижимным кольцом 103 используется проставка 107. Для фиксации проставки 107 используется упорное кольцо 108. Прижимное кольцо 103 прикручивается с помощью резьбового соединения к нижнему патрубку 104. Для надежного крепления прижимного кольца 103 и нижнего патрубка 104 на мандрели 100 используется фиксирующее кольцо 105, которое состоит из двух полуколец, которые устанавливаются в профиль. Для защиты от преждевременной активации пакерующего элемента 102 используется резисторное кольцо 106. При спуске чашечного пакера в скважину зубья резисторного кольца 106 находятся в профиле. Для активации пакерующего элемента 102 необходимо приложить осевое усилие к чашечному пакеру осевого действия, в результате чего зубья выходят из профиля, и прижимное кольцо 103 сжимает пакерующий элемент 102. В некоторых вариантах реализации зубья могут быть выполнены из стали и являются частью резисторного кольца 106, например, в трапециевидной форме. Нагрузка, прилагающаяся на колонну труб по оси (по длине), осуществляется за счет собственного веса колонны. Даже если такой вес значителен, создаваемая им нагрузка может ограничиваться по разным техническим причинам, напр. большая глубина скважины, сложность траектории, ограниченность в величине разжатия клиньев, которые ее держат и др. Поэтому прибавляют давление жидкости для того, чтобы увеличить нагрузку для активации.The design of the
[0050] Хотя в изложенном выше описании рассмотрены некоторые примеры осуществления чашечного пакера и способы работы с ним, для специалистов в данной области техники будут очевидны различные усовершенствования. Предполагается, что все такие усовершенствования, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения, включены в вышеизложенное описание.[0050] While the above description has discussed some embodiments of a cup packer and methods of handling it, various improvements will be apparent to those skilled in the art. All such improvements that fall within the scope of the appended claims are intended to be included in the foregoing description.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136478A RU2730146C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Axial-action cup packer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136478A RU2730146C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Axial-action cup packer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2730146C1 true RU2730146C1 (en) | 2020-08-19 |
Family
ID=72086425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136478A RU2730146C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Axial-action cup packer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2730146C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU223196U1 (en) * | 2023-08-18 | 2024-02-06 | Сергей Викторович Меньщиков | Cup packer |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU829868A1 (en) * | 1975-12-23 | 1981-05-15 | Татарский Государственный Научно- Исследовательский И Проектный Инсти-Тут Нефтяной Промышленности | Packer |
SU1315600A1 (en) * | 1984-11-05 | 1987-06-07 | Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института | Packer |
SU1795080A1 (en) * | 1990-08-06 | 1993-02-15 | Osoboe K B Proekt Neftegazodob | Packer |
RU2294427C2 (en) * | 2002-07-29 | 2007-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кавказтрансгаз" Открытого акционерного общества "Газпром" | Mechanical packer |
CN2923989Y (en) * | 2005-10-18 | 2007-07-18 | 吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院 | Leather-cup butt-fitting, clamp span adjustable, self-packing type packer for oil and gas field |
RU2396418C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-08-10 | Аванян Эдуард Александрович | Packer sluice |
RU101487U1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкспертНефтеГаз" | PACKER MECHANICAL |
US20130092400A1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and Method for Providing Wellbore Isolation |
-
2019
- 2019-11-13 RU RU2019136478A patent/RU2730146C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU829868A1 (en) * | 1975-12-23 | 1981-05-15 | Татарский Государственный Научно- Исследовательский И Проектный Инсти-Тут Нефтяной Промышленности | Packer |
SU1315600A1 (en) * | 1984-11-05 | 1987-06-07 | Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института | Packer |
SU1795080A1 (en) * | 1990-08-06 | 1993-02-15 | Osoboe K B Proekt Neftegazodob | Packer |
RU2294427C2 (en) * | 2002-07-29 | 2007-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кавказтрансгаз" Открытого акционерного общества "Газпром" | Mechanical packer |
CN2923989Y (en) * | 2005-10-18 | 2007-07-18 | 吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院 | Leather-cup butt-fitting, clamp span adjustable, self-packing type packer for oil and gas field |
RU2396418C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-08-10 | Аванян Эдуард Александрович | Packer sluice |
RU101487U1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкспертНефтеГаз" | PACKER MECHANICAL |
US20130092400A1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-04-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and Method for Providing Wellbore Isolation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU223196U1 (en) * | 2023-08-18 | 2024-02-06 | Сергей Викторович Меньщиков | Cup packer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2572879C2 (en) | Segmented folding ball socket providing extraction of ball | |
US9217308B2 (en) | Active external casing packer (ECP) for frac operations in oil and gas wells | |
US20100319427A1 (en) | Apparatus and method for expanding tubular elements | |
EP2823135B1 (en) | Remotely activated down hole systems and methods | |
US7383891B2 (en) | Hydraulic set permanent packer with isolation of hydraulic actuator and built in redundancy | |
NO332985B1 (en) | Methods for treating ± one or more zones of a wellbore and a rudder well fracturing tool for wells. | |
EA027507B1 (en) | Device for underground formations treatment for inflow intensification | |
WO2009139806A2 (en) | High circulation rate packer and setting method for same | |
US10927638B2 (en) | Wellbore isolation device with telescoping setting system | |
US9863210B2 (en) | Packer assembly having sequentially operated hydrostatic pistons for interventionless setting | |
EP3775477B1 (en) | Downhole straddle system | |
DK202430127A1 (en) | Well sealing tool with isolatable setting chamber background | |
EP3033478B1 (en) | Improved filling mechanism for a morphable sleeve | |
RU2344270C2 (en) | Drillable packer | |
RU2730146C1 (en) | Axial-action cup packer | |
AU2018214015B2 (en) | Formation interface assembly (FIA) | |
RU2533514C1 (en) | Slot perforator | |
RU2475621C1 (en) | Double packer driven from rotation | |
RU2483192C1 (en) | Drillable packer | |
RU2802635C1 (en) | Packer with a four-section hydraulic setting chamber | |
CA1179250A (en) | Oil recovery methods, well casing sealing methods and sealing devices for casing assemblies | |
RU2740460C1 (en) | Device for multistage hydraulic fracturing of formation and method for multi-stage hydraulic fracturing of formation using device thereof | |
RU62145U1 (en) | HYDRAULIC ANCHOR | |
RU2307918C1 (en) | Well perforation device | |
US20060289169A1 (en) | Method and apparatus for installing casing in a borehole |