RU86230U1

RU86230U1 - PACKER FOR WELL RESEARCH

Info

Publication number: RU86230U1
Application number: RU2009111758/22U
Authority: RU
Inventors: Рустем Шафагатович Тахаутдинов; Рафаэль Галимзянович Шаймарданов; Владимир Иванович Малыхин; Артур Рафаэлевич Гареев
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Пакер для исследования скважин, включающий пакер с полым корпусом и средство подвеса, являющееся приводом, отличающийся тем, что средство подвеса выполнено в виде несущей трубки-каната с тонкостенной трубкой, помещенной взамен сердечника и выполняющей роль гидравлического привода, при этом трубка-канат механически и гидравлически соединена с гидравлическим пакером узлом крепления с возможностью создания гидравлической связи пакера и насоса, установленного на устье скважины, а в качестве насоса применен переносной малодебитный насос высокого давления с ручным или иным приводом.A packer for researching wells, including a packer with a hollow body and a suspension means, which is a drive, characterized in that the suspension means is made in the form of a support tube-rope with a thin-walled tube placed instead of the core and acting as a hydraulic drive, while the rope tube is mechanically and it is hydraulically connected to the hydraulic packer by a fastening unit with the possibility of creating a hydraulic connection between the packer and the pump installed at the wellhead, and a portable low-rate pump is used as a pump Exposure to extreme pressure manually or otherwise driven.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, в частности к средствам для разобщения ствола скважин и может быть использована при исследовании нагнетательных, добывающих и скважин иного назначения в целях выявления дефектов и определения интервала негерметичности эксплуатационных колонн. Данное техническое решение может найти применение на скважинах при отсутствии электроэнергии (аварийные отключения электроэнергии, исследования на необорудованных скважинах и т.п.)The utility model relates to the mining industry, namely to oil and gas production, in particular to means for separating the wellbore and can be used in the study of injection, production and other wells for the purpose of identifying defects and determining the leakage interval of production casing. This technical solution can find application in wells in the absence of electricity (emergency power outages, studies on unequipped wells, etc.)

Предпосылки для создания полезной модели.Prerequisites for creating a utility model.

Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.Analysis of the current level of technology in this field showed the following.

Известно в качестве аналога устройство для определения мест нарушения колонны, включающее корпус с окнами, турбинки, пакерующие элементы, боковое окно и преобразователь, соединенный с наземной аппаратурой, при этом пакерующие элементы выполнены в виде резиновых рукавов с кольцевой проточкой, причем снизу они зафиксированы на корпусе, а сверху соединены с пружинными центраторами. (Патент РФ на ПМ №38357 Е21В 47/10 «Устройство для определения мест нарушений в эксплуатационной колонне»).A device for determining the places of violation of the column is known as an analogue, including a case with windows, turbines, packer elements, a side window and a converter connected to ground equipment, while the packer elements are made in the form of rubber sleeves with an annular groove, and from below they are fixed on the case , and on top are connected with spring centralizers. (RF patent on ПМ №38357 Е21В 47/10 “Device for determining the places of violations in the production casing”).

Недостатки известного устройства:The disadvantages of the known device:

- интервал исследований ограничен габаритными размерами (между двумя пакерующими элементами, расположенными по концам корпуса), что потребует многократных посадок устройства для определения места негерметичности, и, в свою очередь, приведет к быстрому износу пакерующих элементов;- the research interval is limited by overall dimensions (between two packing elements located at the ends of the housing), which will require multiple plantings of the device to determine the leakage point, and, in turn, will lead to rapid wear of the packing elements;

- сложность конструкции, обусловленная наличием окон и основных чувствительных элементов в виде турбинок, которые могут забиваться шламом и песком, а попадание посторонних включений в зазор турбинок может привести к их заклиниванию.- the complexity of the design, due to the presence of windows and the main sensitive elements in the form of turbines, which can become clogged with sludge and sand, and the inclusion of foreign matter in the gap of the turbines can lead to their jamming.

Существует пакер электромеханический на кабель-канате, состоящий из полого корпуса с радиальными каналами, установленного на корпусе уплотнительного элемента с верхним и нижним фланцами и толкателем; конуса с размещенными на нем шлипсами, установленного в полости корпуса ствола, образующего с корпусом циркуляционный канал, сообщающий через радиальные каналы корпуса пространства за ним, над и под уплотнительным элементом и установленного с возможностью перекрытия циркуляционного канала после герметизации скважины и электропривода, установленного над уплотнительным элементом и связанного с корпусом и стволом (Патент США №3542126 Е21В 43/00, «Пакер», 1970).There is an electromechanical packer on a cable rope, consisting of a hollow body with radial channels mounted on the body of the sealing element with upper and lower flanges and a pusher; a cone with slips placed on it, installed in the cavity of the barrel body, forming a circulation channel with the body, communicating the space behind it through the radial channels of the body, above and below the sealing element and installed with the possibility of overlapping the circulation channel after sealing the well and the electric drive installed above the sealing element and associated with the housing and the barrel (US Patent No. 3542126 ЕВВ 43/00, "Packer", 1970).

Недостатками данного пакера является сложность конструкции, что снижает его надежность, и не обеспечивает достаточную герметичность ствола скважины при многократной посадке и срыве пакера, а наличие электропривода ограничивает его функциональные возможности.The disadvantages of this packer is the complexity of the design, which reduces its reliability, and does not provide sufficient tightness of the wellbore during repeated planting and failure of the packer, and the presence of an electric drive limits its functionality.

Существует устройство для опрессовки колонн, которое является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому пакеру и принято за наиболее близкий аналог, т.е. прототип.There is a device for crimping columns, which is the closest in technical essence to the proposed packer and is taken as the closest analogue, i.e. prototype.

Устройство на кабель-канате состоит из полого корпуса с радиальными каналами, уплотнительного элемента с верхним и нижним фланцами, подвижной втулки, конуса со шлипсами и электропривода. Электропривод расположен в полом корпусе и имеет винтовую пару, толкатель и тягу, а тяга снабжена шайбой, разрушаемым шплинтом и выступом, служащим упором (Патент РФ №2144606 Е21В 33/12 «Устройство для поинтервальной опрессовки колонн»).The device on the cable rope consists of a hollow body with radial channels, a sealing element with upper and lower flanges, a movable sleeve, a cone with slips and an electric drive. The electric drive is located in a hollow body and has a screw pair, a pusher and a rod, and the rod is equipped with a washer, a collapsible cotter pin and a protrusion serving as an emphasis (RF Patent No. 2144606 Е21В 33/12 “Device for interval testing of columns”).

Недостатками существующего устройства являются низкая надежность пакера и привода из-за вероятности возникновения пробоя кабеля в результате попадания агрессивной скважинной среды, невозможность проведения исследований на необорудованных скважинах и при отключениях электроэнергии, а также необходимость применения якорных устройств, повреждающих колонну.The disadvantages of the existing device are the low reliability of the packer and the drive due to the likelihood of a breakdown of the cable as a result of the ingress of an aggressive well environment, the inability to conduct research on unequipped wells and during power outages, as well as the need to use anchor devices that damage the string.

Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности устройства, позволяющего сократить количество исследований и уменьшить время их проведения и получение достоверных результатов измерений, а также экономия электроэнергии.The objective of this utility model is to increase the reliability of the device, which allows to reduce the number of studies and to reduce the time of their conduct and obtain reliable measurement results, as well as energy savings.

Поставленная задача решается предлагаемым пакером для исследования скважин.The problem is solved by the proposed packer for well research.

Пакер для исследования скважин включает пакер с полым корпусом и средство подвеса, являющееся приводом и выполненное в виде несущей трубки-каната.The packer for researching wells includes a packer with a hollow body and suspension means, which is a drive and made in the form of a carrier tube-rope.

Данная тонкостенная трубка помещена в канат вместо сердечника, механически и гидравлически соединена через узел крепления с гидравлическим пакером и является гидравлическим приводом для подачи рабочей жидкости переносным малодебитным насосом высокого давления с ручным или иным приводом, установленным на устье скважины.This thin-walled tube is placed in the rope instead of the core, mechanically and hydraulically connected through a fastener with a hydraulic packer and is a hydraulic drive for supplying the working fluid with a portable low-speed high-pressure pump with a manual or other drive installed at the wellhead.

Сопоставительный анализ выявил следующие существенные отличия заявляемого пакера для исследования скважин от прототипа:Comparative analysis revealed the following significant differences of the proposed packer for research wells from the prototype:

- пакер содержит средство подвеса (несущую трубку-канат), являющееся гидравлическим приводом;- the packer contains a suspension (carrier tube-rope), which is a hydraulic drive;

- гидравлический привод представляет собой кабель-канат, в который взамен сердечника помещена тонкостенная трубка, в результате чего получилась несущая трубка-канат, выполняющая функцию гидравлического канала, посредством которого гидравлический пакер сообщается с насосом на устье скважины;- the hydraulic drive is a cable-rope, in which a thin-walled tube is placed instead of the core, as a result of which there is a carrier-tube-rope, acting as a hydraulic channel, through which the hydraulic packer communicates with the pump at the wellhead;

- на устье скважины установлен переносной малодебитный насос высокого давления с ручным или иным приводом, механически и гидравлически соединяемый с трубкой-канатом;- at the wellhead a portable low-pressure high-pressure pump with a manual or other drive is installed, mechanically and hydraulically connected to the wireline;

- трубка-канат связана с гидравлическим пакером узлом крепления, создающим гидравлическую связь как при работе пакера, так и при его спуске и подъеме.- the tube-rope is connected to the hydraulic packer by a fastening unit that creates a hydraulic connection both during the operation of the packer and during its descent and ascent.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность исследований скважины путем применения гидравлического пакера на трубке-канате, которая является несущей, а замер ведется по эксплуатационной колонне от устья скважины до места установки гидравлического пакера, без применения дорогостоящего электрического оборудования. При этом значительно сокращается стоимость проведения исследований и повышается достоверность результатов измерений.Thus, the proposed technical solution provides the opportunity to study the well by using a hydraulic packer on a rope pipe, which is a carrier, and the measurement is carried out along the production string from the wellhead to the installation site of the hydraulic packer, without the use of expensive electrical equipment. At the same time, the cost of research is significantly reduced and the reliability of the measurement results is increased.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен предлагаемый гидравлический пакер для исследования скважин (фиг.1).The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed hydraulic packer for well research (figure 1).

На фиг.1 представлена эксплуатационная колонна скважины 1, в которую на средстве подвеса (несущей трубке-канате) 2 спущен гидравлический пакер 3, а несущая трубка-канат 2 механически и гидравлически соединена с гидравлическим пакером 3 посредством узла крепления 4. Несущая трубка-канат 2 служит для подъема и спуска гидравлического пакера 3, а также для подачи рабочей жидкости с устья скважины 1 в полый корпус гидравлического пакера 3, посредством установленного на устье скважины 1 переносного малодебитного насоса высокого давления 5. Гидравлический пакер 3 уплотняется на устье скважины 1 с помощью малогабаритного превентора или устьевого сальника (на фиг.1 не обозначены).Figure 1 shows the production casing of a well 1, into which a hydraulic packer 3 is lowered on a suspension means (carrier tube-rope) 2, and the carrier tube 2 is mechanically and hydraulically connected to the hydraulic packer 3 by means of an attachment 4. The carrier tube-rope 2 serves for lifting and lowering the hydraulic packer 3, as well as for supplying the working fluid from the wellhead 1 to the hollow body of the hydraulic packer 3, by means of a portable low-pressure high-pressure pump 5. Mounted on the wellhead 1 sky packer 3 is sealed to the mouth of the borehole 1 by means of a small-sized BOP or wellhead stuffing box (not labeled in Figure 1).

Работает пакер для исследования скважин следующим образом.The packer for well research works as follows.

Оборудование в сборе размещено на передвижной каротажной станции (ПСК). Исследования скважины начинаются с подготовки устья скважины 1. Производится демонтаж штатного оборудования устья скважины 1 и монтаж малогабаритного превентора. В скважину 1, используя средство подвеса (несущую трубку-канат) 2, в заданный интервал эксплуатационной колонны спускается гидравлический пакер 3. Переносным малодебитным насосом высокого давления 5, закачивается рабочая жидкость в полый корпус гидравлического пакера 3, который расширяется давлением рабочей жидкости, происходит раскрытие и посадка пакера 3 и регулирование степени его прижатия к стенке эксплуатационной колонны скважины 1 для герметизации части колонны. При этом, когда давление рабочей жидкости достигает максимального, пакер 3 увеличивается до максимального размера и зазор между корпусом пакера 3 и стенкой скважины 1 герметизируется, в результате исключается переток технологической жидкости из пространства скважины 1 выше пакера 3, в пространство ниже пакера 3. Далее, закрытием превентора герметизируется устье скважины 1, по манометру определяется посадка гидравлического пакера 3, и закачкой в эксплуатационную колонну скважины 1 технологической жидкости определяется герметичность эксплуатационной колонны в данном интервале. После того, как давление рабочей жидкости снизится до минимального, пакер 3 сжимается до исходного размера, не препятствуя потоку технологической жидкости. Таким образом, у предлагаемого устройства пакеровка и срыв пакера не требует дополнительных затрат времени, а также материальных и энергетических ресурсов, т.е. задача полезной модели решена.The assembled equipment is located on a mobile logging station (UCS). Well research begins with the preparation of the wellhead 1. The standard equipment of the wellhead 1 is dismantled and a small-sized preventer is installed. A hydraulic packer 3 is lowered into a well 1 using a suspension means (a carrying tube-rope) 2, at a predetermined interval of the production string 3. Using a portable low-rate high-pressure pump 5, the working fluid is pumped into the hollow body of the hydraulic packer 3, which expands with the pressure of the working fluid, opening and landing the packer 3 and adjusting the degree of its pressing against the wall of the production casing of the well 1 to seal part of the casing. Moreover, when the pressure of the working fluid reaches its maximum, the packer 3 increases to the maximum size and the gap between the packer body 3 and the wall of the well 1 is sealed, as a result, the overflow of the process fluid from the space of the well 1 above the packer 3 to the space below the packer 3 is excluded. by closing the preventer, the mouth of the well 1 is sealed, the landing of the hydraulic packer 3 is determined by the pressure gauge, and the leak tightness atatsionnoy column in this range. After the pressure of the working fluid is reduced to a minimum, the packer 3 is compressed to its original size, without interfering with the flow of the process fluid. Thus, the proposed device packer and stall packer does not require additional time, as well as material and energy resources, i.e. The utility model problem is solved.

Замена электропривода на гидравлический привод расширяет функциональные возможности пакера и упрощает его обслуживание и эксплуатацию.Replacing the electric drive with a hydraulic drive expands the functionality of the packer and simplifies its maintenance and operation.

Применение данного гидравлического пакера для исследования скважин позволит повысить надежность герметизации при разобщении ствола скважины, обеспечить возврат пакера в транспортное положение и получение более достоверной информации о наличии дефекта эксплуатационной колонны, что даст возможность своевременно принимать меры по устранению ее негерметичности.The use of this hydraulic packer for well research will improve the reliability of sealing during uncoupling of the wellbore, ensure that the packer returns to the transport position and obtain more reliable information about the presence of a defect in the production string, which will make it possible to take timely measures to eliminate its leakage.

Внедрение предложенного устройства позволит повысить точность результатов измерений и производительность исследований путем уменьшения их количества, а также сократить время, затрачиваемое на проведение исследований скважин и, тем самым, снизить стоимость их проведения.The implementation of the proposed device will improve the accuracy of the measurement results and research productivity by reducing their number, as well as reduce the time spent on conducting well research and, thereby, reduce the cost of their implementation.

Простота конструкции пакера для исследования скважин и удобство управления его работой с поверхности является одним из достоинств нового технического решения.The simplicity of the design of the packer for well research and the convenience of managing its work from the surface is one of the advantages of the new technical solution.

Claims

A packer for researching wells, including a packer with a hollow body and a suspension means, which is a drive, characterized in that the suspension means is made in the form of a support tube-rope with a thin-walled tube placed instead of the core and acting as a hydraulic drive, while the rope tube is mechanically and it is hydraulically connected to the hydraulic packer by a fastening unit with the possibility of creating a hydraulic connection between the packer and the pump installed at the wellhead, and a portable low-rate pump is used as a pump Exposure to extreme pressure manually or otherwise driven.