ПАКЕР ГАРИПОВА С ЭЛЕКТРОННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРИБОРОМ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2013 года по МПК E21B33/128 E21B47/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче флюида (нефти, газа и др.) или закачке рабочего агента в скважину при одновременно-раздельной эксплуатации одного или нескольких пластов, а также для периодического отсекания и изолирования пласта или интервалов негерметичности с целью контроля за герметичностью уплотнительных элементов пакера.

Известен Пакер гидравлический съемный для подземных хранилищ газонефтепродуктов, содержащий корпус, снабженный уплотнительными элементами манжетами, подвижными и неподвижными элементами (Заявка №2002135307, E21B 33\12, оп. 27.06.2004 г.).

Недостатком данного технического решения является то, что конструкция гидравлического пакера не позволяет устанавливать электронные приборы с измеряющими датчиками и, соответственно, не позволяет отследить герметичность установленного гидравлического пакера, а именно герметичность уплотнительных элементов после установки гидравлического пакера. Это значительно ограничивает применимость и снижает эффективность использования пакера.

Известно Пакерующее устройство, содержащее пакер, который включает ствол с размещенным на его поверхности уплотнительным элементом, подвижными и неподвижными элементами, гидравлическую камеру, которая сообщена каналами с внутритрубным пространством (Патент РФ №41078, E21B 33\12, оп. 10.10.2004 г., прототип)

Недостатком известного устройства является то, что конструкция пакерующего устройства не позволяет устанавливать электронные приборы с измеряющими датчиками, так как в пакере не предусмотрено пространство, внутри которого возможно разместить электронный прибор с измерительным датчиком и, соответственно, невозможно проконтролировать герметичность уплотнительных элементов и, соответственно, герметичность разобщения надпакерной от подпакерной области.

Известен Способ эксплуатации насосной скважинной установки, включающий спуск в скважину насоса и гидравлических пакеров и установку одного из гидравлических пакеров между интервалами перфорации ниже насоса. (Патент РФ №2296213, М.Кл. E21B 43\00, оп. 27.39.2007 г.).

Недостатком известного решения является то, что невозможно проконтролировать герметичность установки пакера, выявить перетоки через уплотнительные элементы, в том числе и в режиме реального времени, не предусмотрена раздельная и поочередная проверка герметичности установки пакеров, кроме этого известный способ не предусматривает возможность осуществлять проверку герметичности разобщения надпакерных от подпакерных пространств скважины в процессе эксплуатации скважины.

Известен Способ одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин, включающий спуск в скважину колонны труб, оснащенной между пластами или выше и между пластами пакером или пакерами с измерительным прибором и с кабелем, передачу на поверхность скважины информацию по замерам, определение технологических параметров. (Патент РФ №2313659, E21B 43\14, оп. 27.12.2007 г., прототип)

Недостатком известного способа является отсутствие возможности контроля герметичности установленных пакеров, не только в процессе их установки, но и в ходе эксплуатации, что уменьшает эффективность способа, а также возможность только раздельной и поочередной проверки герметичности уплотнительных элементов в режиме реального времени в процессе эксплуатации скважин с двумя или более пластами, что также уменьшает эффективность способа.

Предлагаемое техническое решение позволяет избежать, указанные выше недостатки, а также позволяет повысить эффективность эксплуатации скважины за счет постоянного контроля за герметичностью уплотнительных элементов пакера, в том числе и в режиме реального времени, производить замеры давлений между уплотнительными элементами пакера, а при необходимости с внешней стороны уплотнительных элементов, и, соответственно, получить фактические данные о давлениях ниже, выше и внутри уплотнительных элементов, что повысит надежность эксплуатации скважины, в том числе и при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что Пакер с электронным измерительным прибором (ВАРИАНТ 1) включает ствол с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами, подвижными и неподвижными элементами, дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним разделительным элементом, расположенным между уплотнительными элементами пакера, и, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор, включающий, по меньшей мере, один датчик, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора расположен между уплотнительными элементами пакера и выполнен автономно или с кабелем связи, при этом он дополнительно снабжен насосом и силовым кабелем, посадочным местом или узлом, расположенным между уплотнительными элементами, при этом посадочное место представляет собой углубление или паз и дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителем, кабель связи герметично установлен в сквозных отверстиях, которые выполнены в уплотнительных и разделительных элементах пакера или в уплотнительных элементах пакера или в подвижных и неподвижных элементах пакера, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком соединен с кабелем связи, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой один или несколько однотипных или разнообразных датчиков, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой манометр, резистивиметр, термометр, а электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиком представляет собой комплексный прибор, при этом датчик представляет собой датчик движения, тензодатчик.

Пакер с электронным измерительным прибором (ВАРИАНТ 2) включает ствол с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами, подвижными и неподвижными элементами, по меньшей мере, один гидравлический канал, дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним разделительным элементом, расположенным между уплотнительными элементами пакера, и, по меньшей мере, одним электронным измерительным прибором, включающим, по меньшей мере, один датчик, и выполненным автономно или с кабелем связи, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик измерительного прибора расположен вне уплотнительных элементов пакера или в уплотнительных и разделительных элементах пакера, при этом, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора гидравлически связан с пространством между уплотнительными элементами пакера посредством гидравлического канала или гидравлических каналов, пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен насосом и расположен на НКТ над насосом или на хвостовике под насосом на заданном расстоянии, кроме этого, он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним кабелем связи, гидравлическим каналом высокого давления и посадочным местом, расположенным между уплотнительными элементами, представляет собой углубление или паз и дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителем, гидравлическим каналом или гидравлическими каналами, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой один или несколько однотипных или разнообразных датчиков.

Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором, включающий спуск в скважину колонны труб, снабженной, по меньшей мере, одним пакером с электронным измерительным прибором, снабженным, по меньшей мере, одним датчиком, замер и передачу на поверхность скважины заданных параметров по замерам, при этом электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора устанавливают с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами пакера, осуществляют запакеровку пакера в скважине и образуют герметичное пространство между уплотнительными элементами пакера и эксплуатационной колонной в виде гидравлической камеры, после посадки пакера электронным измерительным прибором, по меньшей мере, с одним датчиком замеряют заданные параметры в герметичном пространстве между уплотнительными элементами пакера и эксплуатационной колонной.

На фиг.1, 3, 4, 5, 6, 9-11 изображен Пакер с электронным измерительным прибором по Варианту 1, на фиг.2, 7, 8 изображен Пакер с электронным измерительным прибором по Варианту 2.

Пакер с электронным измерительным прибором (ВАРИАНТ 1) включает ствол 1, с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами 2 и подвижными и неподвижными элементами, по меньшей мере, один разделительный элемент 3, расположенный между уплотнительными элементами 2, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, включающий, по меньшей мере, один датчик 5 и микросхему.

Уплотнительные элементы 2 установлены на стволе 1 между подвижным и неподвижным элементами и включают, по меньшей мере, две уплотнительные манжеты, например, резиновые манжеты, которые отделены друг от друга, по меньшей мере, одним разделительным элементом 3, обеспечивающим пространство между уплотнительными элементами 2 пакера при их сжатии.

Разделительный элемент 3 выполнен монолитным или в сборном исполнении и представляет собой, например, кольцо, втулку с отверстиями и пазами, позволяющим зафиксировать расстояние между уплотнительными элементами 2 пакера в заданном положении на стволе 1.

Кроме этого, разделительный элемент 3 позволяет установить по, меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4 в пространстве между уплотнительными элементами 2 пакера.

Неподвижные элементы представляют собой ствол 1, упорную - стопорную муфту 6 жестко установленную на стволе 1 пакера и т.п.

Подвижные элементы представляют собой подвижное кольцо 7, подвижную втулку 8, плашечный узел с плоскими плашками 9 и т.п.

Электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 выполнен с кабелем связи 10 или автономно 11 и расположен в пространстве между уплотнительными элементами 2 пакера для измерения параметров среды между ними.

Питание электронного измерительного прибора 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 и микросхемой (далее по тексту - Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5) осуществляют с внешнего носителя по кабелю связи 10 в виде гибкой гидравлической трубки или провода или автономно 11 с помощью аккумулятора или батарейки, например, манометра с тензодатчиком, обеспечивающим проведение геофизических исследований по определению герметичности пакера.

Кабель связи 10 в виде гибкой гидравлической трубки или провода герметично установлен в сквозные отверстия 12, которые выполнены в подвижных и неподвижных элементах пакера, например, в уплотнительных 2 и разделительных 3 элементах или в уплотнительных 2 элементах, и предназначен для передачи заданных параметров на устье скважины с электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5, в том числе, в режиме реального времени.

По меньшей мере, один датчик 5 и микросхема расположены, как в одном корпусе электронного измерительного прибора 4, так и в разных корпусах электронных измерительных приборов 4, при этом датчики 5 представляют собой один или несколько однотипных или разнообразных датчиков 5, например, манометр с одним датчиком, резистивиметр с датчиком, термометр с датчиком, влагомер с датчиком, датчик движения или тензодатчик и т.п., например, в корпусе электронного измерительного прибора 4 размещено два тензодатчика 5 с одной микросхемой или одна микросхема в корпусе электронного измерительного прибора 4 и несколько датчиков 5, расположенных вне корпуса.

Микросхемы управляют работой датчиков 5, накапливают информацию о параметрах, например, о давлении, и передают ее на другие носители информации.

Пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен посадочным местом или узлом 13, в которое установлен с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4. Посадочное место 13 представляет собой углубление или паз и дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителями, или прижимным элементом, например в виде протектора.

Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен, например,

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 расположен в свободном состоянии на кабеле связи 10 в пространстве между уплотнительными элементами 2 пакера, таким образом посадочное место или узел 13 отсутствуют;

датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен в свободном состоянии на кабеле связи 10 в пространстве между уплотнительными элементами 2 пакера, при этом электронный измерительный прибор 4 соединен с кабелем связи 10 расположен в свободном состоянии вне уплотнительных элементов 2 пакера, таким образом посадочное место или узел 13 отсутствуют;

датчик 5 электронного измерительного прибора 4 установлен в посадочном узле 13 между уплотнительными элементами 2 пакера, а электронный измерительный прибор 4 установлен вне уплотнительных элементов 2 пакера и соединен с кабелем связи 10;

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 в автономном исполнении расположен в посадочном месте 13 внутри разделительного элемента 3;

датчик 5 измерительного прибора 4 соединен с кабелем связи 10 и расположен в посадочном месте 13 внутри разделительного элемента 3, а электронный измерительный прибор 4 установлен в пространстве между уплотнительными элементами 2 пакера в свободном состоянии и соединен с кабелем связи 10.

Электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиками 5 представляет собой комплексный прибор.

Пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен насосом 14, силовым кабелем 15, трубчатым элементом, герметично установленным в сквозные отверстия 12, обеспечивающим герметичное прохождение в нем, например, силового кабеля 15, гидравлического канала высокого давления, при этом насос 14 дополнительно снабжен хвостовиком 16.

Пакер с электронным измерительным прибором (ВАРИАНТ 2) включает ствол 1, с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами 2, подвижными и неподвижными элементами, по меньшей мере, один гидравлический канал 17, по меньшей мере, один разделительный элемент 3, расположенный между уплотнительными элементами 2 пакера, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, состоящий, по меньшей мере, из одного датчика 5 и микросхемы, выполнен автономно 11 или с кабелем связи 10, при этом электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 или, по меньшей мере, один датчик 5 электронного измерительного прибора 5 расположен вне уплотнительных элементов 2 пакера или в уплотнительных 2 и разделительных 3 элементах пакера, при этом, по меньшей мере, один датчик 5 электронного измерительного прибора 4 или, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17.

Уплотнительный элемент 2 установлен на стволе 1 между подвижным и неподвижным элементами и включает, по меньшей мере, две уплотнительные манжеты, например, резиновые манжеты, которые отделены между собой, по меньшей мере, одним разделительным элементом 3, обеспечивающим пространство между уплотнительными элементами 2 пакера при их сжатии.

Разделительный элемент 3 выполнен монолитным или в сборном исполнении и представляет собой, например, кольцо, втулку с отверстиями и пазами, позволяющий зафиксировать расстояние между уплотнительными элементами 2 пакера в заданном положении на стволе 1.

Разделительный элемент 3 дополнительно снабжен гидравлическим каналом или гидравлическими каналами 17, посадочным местом или узлом 13, в которое установлен датчик 5 электронного измерительного прибора 4 или электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера.

Неподвижные элементы представляют собой ствол 1, упорную - стопорную муфту 6 жестко установленную на стволе 1 пакера и т.п.

Подвижные элементы представляют собой подвижное кольцо 7, подвижную втулку 8, плашечный узел с плоскими плашками 9 и т.п.

Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен вне уплотнительных элементов 2 пакера с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17, например, внутри или снаружи подвижных и неподвижных элементов пакера, расположенных вне уплотнительных 2 пакера.

Электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 соединен с кабелем связи 10 или выполнен в автономном исполнении 11.

Кабель связи 10 в виде гибкой гидравлической трубки или провода герметично установлен в сквозные отверстия 12, которые выполнены в подвижных и неподвижных элементах пакера, и предназначен для передачи заданных параметров на устье скважины с электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5, в том числе, в режиме реального времени.

По меньшей мере, один датчик 5 и микросхема расположены, как в одном корпусе электронного измерительного прибора 4, так и в разных корпусах электронных измерительных приборов 4, при этом датчики 5 представляют собой один или несколько однотипных или разнообразных датчиков 5, например, манометр с одним датчиком, резистивиметр с датчиком, термометр с датчиком, влагомер с датчиком, датчик движения или тензодатчик и т.п., например, в корпусе электронного измерительного прибора 4 размещено два тензодатчика 5 с одной микросхемой или одна микросхема в корпусе электронного измерительного прибора 4 и несколько датчиков 5, расположенных вне корпуса.

Микросхемы управляют работой датчиков 5, накапливают информацию о параметрах, например, о давлении, и передают ее на другие носители информации.

Пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен посадочным местом или узлом 13, в котором установлен, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4, с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17.

Посадочное место 13 представляет собой углубление или паз, оно дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителями, или прижимным элементом, например в виде протектора.

Гидравлический канал или гидравлические каналы 17 выполнены в подвижных и неподвижных элементах пакера и обеспечивают возможность гидравлического сообщения, по меньшей мере, одного датчика 5 электронного измерительного прибора 4 или, по меньшей мере, одного электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5 с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера, например, гидравлический канал 17 в стволе 1 соединен с датчиком 5 электронного измерительного прибора 4 и обеспечивает гидравлическое соединение между датчиком 5 электронного измерительного прибора 4 и пространством между уплотнительными элементами 2 пакера.

В гидравлическом канале или гидравлических каналах 17 дополнительно выполнены расточки, пазы и углубления 19 с резьбой или со штифтами, обеспечивающие дополнительную фиксацию электронных измерительных приборов 4 с датчиком 5 в посадочном месте или узле 13.

Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 или датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен, например,

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 расположен автономно вне уплотнительных элементов 2 пакера и посредством гидравлического канала 17, выполненного в уплотнительном элементе 2 пакера, гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен свободно на канале связи 10 вне уплотнительных элементов 2 пакера и посредством гидравлического канала 17, выполненного в уплотнительном элементе 2 пакера, гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 расположен на канале связи 10 в гидравлическом канале 17, выполненном в уплотнительном 2 и разделительном элементах 3 пакера и гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 расположен в посадочном узле 13, расположенном в уплотнительных элементах 2 пакера и в разделительном элементе 3, и посредством гидравлических каналов 17, выполненных в посадочном узле 13, в уплотнительном 2 и разделительном элементе 3 пакера, гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен в посадочном месте 13, выполненном в уплотнительном элементе 2 пакера, и посредством гидравлического канала 17, выполненного в уплотнительном элементе 2 пакера, гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с двумя датчиками 5 расположен вне уплотнительных элементов 2 пакера, при этом один из датчиков 5 расположен внутри уплотнительных элементов 2 пакера, а другой датчик 5 расположен вне уплотнительных элементов 2 пакера, но посредством гидравлического канала или каналов 17 гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера;

электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 в виде манометра расположен снаружи уплотнительных элементов 2 и посредством резьбового соединения герметично соединен с гидравлическом каналом 17, выполненным в уплотнительном элементе 2 пакера и гидравлически соединенным с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера.

Пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним гидравлическим каналом высокого давления 20, выполненным в виде трубчатого элемента постоянного или переменного сечения и герметически соединенного, по меньшей мере, с одним гидравлическим каналом 17, расположенным в подвижных и/или неподвижных элементах пакер, например, датчик 5 электронного измерительного прибора 4 расположен вне уплотнительных элементов 2 пакера гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера посредством, по меньшей мере, одного гидравлического канала высокого давления 20 и, по меньшей мере, одного гидравлического канала 17.

Гидравлический канал 17 представляет собой сквозное отверстие, расположенное внутри подвижного и неподвижного элементов пакера и обеспечивающее гидравлическое соединение датчиков 5 электронного измерительного прибора 4 с пространством между уплотнительными элементами 2.

Пакер с электронным измерительным прибором дополнительно снабжен насосом 14, силовым кабелем 15, глубинным гидравлическим регулятором.

Насос 14 представляет собой электроцентробежный или штанговый насос и дополнительно снабжен хвостовиком 16, при этом пакер с электронным измерительным прибором расположен на НКТ 21 над насосом 14 или на хвостовике 16 под насосом 14 на заданном расстоянии, а глубинным гидравлический регулятор установлен, например, на хвостовике 16.

Посадочный узел 13 предназначен, в том числе, для установки глубинных гидравлических регуляторов, перепускных устройств и другого дополнительного съемного скважинного оборудования и расположен, например, в хвостовике 16, что обеспечивает защиту съемного скважинного оборудования от повреждений при спуске.

Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором включает спуск в скважину колонны труб 21, снабженной по меньшей мере, одним пакером при этом, по меньшей мере, один пакер, снабжен уплотнительными элементами 2, разделительными элементами 3, электронным измерительным прибором 4, по меньшей мере, с одним датчиком 5 и микросхемой (далее по тексту - Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5).

При достижении заданной глубины для разобщения пластов - интервалов перфорации, например, 22 и 23 и\или негерметичности 24, в скважине устанавливают пакер с электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5.

Электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 располагают между уплотнительными элементами 2 пакера.

Затем осуществляют запакеровку пакера посредством движения подвижного элемента пакера, например, толкателя 25, под воздействием надвигающегося толкателя 25 в сторону эластичных уплотнительных элементов 2 происходит сжатие уплотнительных элементов 2 с последующим выдавливанием их во вне с расширением до соприкосновения с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны 18, в которой находится пакер.

При этом разделительные элементы 3, расположенные между уплотнительными элементами 2 пакера, предотвращают их смыкание и соприкосновение.

В запакерованном состоянии пакер образует герметичное пространство 26 между уплотнительными элементами 2 и эксплуатационной колонной 18.

После посадки пакера с электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5 замеряют заданные физико-химические параметры внутри герметичного пространства 26 между уплотнительными элементами 2 и эксплуатационной колонной 18. Затем фиксируют параметры, например, давление внутри герметичного пространства 26 электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5, например, манометром, спущенном на кабеле связи 10 или в автономном исполнении 11.

Информацию о заданных физико-химических параметрах, например, давлении, с электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5 фиксируют в режиме реального времени с датчика связи или с автономного электронного измерительного прибора 11 после его извлечения из скважины канатным инструментом на поверхность или после подъема пакера с ним на поверхность.

Затем осуществляют передачу на поверхность скважины информацию о заданных физико-химических параметров с электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5 и по фактическим данным замеров осуществляют контроль за состоянием герметичности запакерованного пакера в скважине

Если давление между уплотнительными элементами 2 пакера статично и не изменяется, то пакер считается герметично запакерованным, а если через уплотнительные элементы 2 происходит движение флюида, что, соответственно, приводит к изменению давления и др. параметров среды, то пакер установлен негерметично.

Контроль и проверку герметичности отсекания интервалов перфорации и\или негерметичности, например, 22 и 23 осуществляют одновременно или поочередно в заданные промежутки времени путем измерения давления в пространстве между уплотнительными элементами 2, в том числе в режиме реального времени в процессе эксплуатации скважины.

В случае, если в процессе эксплуатации пакера или пакеров давление в герметичном пространстве 26 постоянно и соответствует заданным технологическим параметрам его эксплуатации, то продолжают осуществлять эксплуатацию скважины, а если давление непостоянно и не соответствует заданным технологическим параметрам его эксплуатации, то прекращают эксплуатацию скважины и извлекают пропускающий флюид пакер со стволом 1 в составе нерабочей пакерной компоновки.

Таким образом, за счет измерения электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5 осуществляют контроль за герметичностью установки в скважине пакера или пакеров, в том числе уплотнительных элементов 2.

Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором включает спуск в скважину колонны труб 21, снабженной по меньшей мере, одним пакером при этом, по меньшей мере, один пакер, снабжен уплотнительными элементами 2, по меньшей мере, одним разделительным элементом 3, электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5. Перед спуском в скважину электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 располагают вне уплотнительных элементов 2 пакера или в уплотнительных 2 и разделительных 3 элементах.

При достижении заданной глубины в скважине, для разобщения пластов - интервалов перфорации, например, 22 и 23 и\или негерметичности 24, устанавливают пакер с электронным измерительным приборам 4 с датчиком 5, который располагают вне уплотнительных элементов 2 пакера или в уплотнительных элементах 2 пакера и разделительных элементах 3, при этом датчик 5 электронного измерительного прибора 4 или электронный измерительный прибор 4 с датчиком 5 гидравлически соединен с пространством между уплотнительными элементами 2 пакера посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17.

Затем осуществляют запакеровку пакера посредством движения подвижного элемента пакера, например, толкателя 25, в сторону эластичных уплотнительных элементов 2. При этом происходит сжатие уплотнительных элементов 2 с последующим выдавливанием их во вне с расширением до соприкосновения с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны 18, в которой находится пакер.

В запакерованном состоянии пакер образует герметичное пространство 26 между уплотнительными элементами 2 пакера и эксплуатационной колонной 18, после посадки пакера с электронным измерительным прибором замеряют заданные параметры внутри герметичного пространства 26.

Замеряют заданные параметры по замерам, например, давление внутри герметичного пространства 26, электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5, например, манометром, спущенном на кабеле связи 10, который посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17 гидравлически соединен с герметичным пространством 26.

При необходимости получения фактических заданных параметрах, например, данных о давлениях, ниже или выше уплотнительных элементов осуществляют измерение заданных параметров с внешней стороны уплотнительных элементов 2 пакера электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5, который посредством гидравлического канала или гидравлических каналов 17 гидравлически соединен с электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5 и с пространством ниже, выше уплотнительных элементов 2 пакера.

Информацию о заданных параметрах, например, о давлении, с электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5 в автономном исполнении или с кабелем связи 10 фиксируют, в том числе, в режиме реального времени, и осуществляют их передачу на поверхность скважины, по фактическим данным заданных параметрах замеров осуществляют контроль за состоянием герметичности запакерованного пакера.

Если, например, давление между уплотнительными элементами 2 пакера статично и не изменяется, то пакер установлен герметично, а если через уплотнительные элементы 2 происходит движение флюида, что, соответственно, приводит к изменению давления и других параметров среды, то пакер установлен негерметично.

Контроль и проверку герметичности отсекания интервалов перфорации и\или негерметичности, например, 22 и 23 осуществляют одновременно или поочередно в заданные промежутки времени путем измерения, например, давления, в герметичном пространстве 26 между уплотнительными, элементами 2, в том числе, в режиме реального времени в процессе эксплуатации скважины.

В случае, если в процессе эксплуатации пакера или пакеров, например, давление, в герметичном пространстве 26 постоянно и соответствует заданным технологическим параметрам его эксплуатации, то продолжают осуществлять эксплуатацию скважины, а если, например, давление непостоянно и не соответствует заданным технологическим параметрам его эксплуатации, то прекращают эксплуатацию скважины и извлекают пропускающий флюид пакер.

Таким образом, за счет измерения электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5, например, давления в пространстве 26 осуществляют контроль за герметичностью установки в скважине пакера или пакеров, в т.ч. уплотнительных элементов 2.

Для измерения заданных параметров внутри герметичного пространства 26 подсоединяют гидравлический канал высокого давления 20, с одной стороны, к датчику 5 расположенному вне пакера, а с другой стороны, к гидравлическому каналу 17 и герметичному пространству 26, и замеряют датчиком 5 давление в гидравлическом канале высокого давления 20 и, соответственно, давление в герметичном пространстве 26. При отсутствии изменения давления в герметичном пространстве 26, образованному между уплотнительными элементами 2 и стенками эксплуатационной колонны 18, делают вывод, что пакер герметичен, является рабочим и через него не происходят перетоки флюида, т.о. осуществляют контроль за состоянием пакера.

При одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) в два пласта 22, 23 с пакерами в скважину (Фиг.4) с эксплуатационной колонной 18 спускают на НКТ 21 два пакера и исследовательский скважинный дистанционный комплекс (ИСДК) для ОРЗ воды в два пласта 22 и 23. При этом пакеры включают электронные измерительные приборы 4 с датчиками 5 и с кабелем связи 10, установленные между разделительными элементами 3. Кроме того, между пакерами и под нижним пакером установлены электронные измерительные приборы 4 с датчиками 5 и с кабелем связи 10 и дистанционно-управляемые гидравлически регулируемые элементы 28, соединенные с гидравлическим каналом высокого давления 20.

После спуска в заданный интервал производят пакеровку пакеров. Например, нижний механический пакер пакеруют путем осевого перемещения толкателя 25 с кольцом 7 и сдавливания уплотнительных элементов 2, перемещением плашечного узла 9 с врезанием плоских плашек в эксплуатационную колонну 18 и уплотнением элементов 2 с образованием герметичного пространства 26 в виде гидравлической камеры между уплотнительными элементами и эксплуатационной колонной.

После установки нижнего пакера последовательно пакеруют верхний механический пакер нажимного действия. Например, верхний пакер пакеруют за счет создания пригруза в 3-10 т и перемещения толкателя 25 до полного уплотнения резиновых манжет 2. Далее подключают кабель связи 10 к электропитанию, например, к панели ИСДК или станции управления, и начинают замерять давление электронными измерительными приборами 4 с датчиками 5 и осуществлять передачу данных давления в герметичном пространстве в виде гидравлической камеры 26 в режиме реального времени по кабелю связи 10 на поверхность.

По замерам давлений с электронных измерительных приборов 4 с датчиками 5, установленных в пакерах между уплотнительными элементами 2 и выше уплотнительных элементов 2, определяют герметичность установки уплотнительных элементов 2 пакера. В режиме реального времени на основе замеров давления между уплотнительными элементами 2 осуществляют мониторинг рабочего состояния верхнего и нижнего пакеров. Герметичность уплотнительных элементов 2 и, соответственно, пакера, определяют по неизменному давлению между уплотнительными элементами 2. Если же давление между уплотнительными элементами 2 изменяется, это свидетельствует о наличии фильтрации и, соответственно, потери герметичности пакера. Измерительными манометрами 4 с кабелем связи 10, установленными между пакерами в режиме реального времени производят мониторинг изменения трубного, текущего забойного или пластового давлений раздельно по интервалам 22 и 23.

За счет изменения давления в гидравлическом канале высокого давления 20 и в регулирующем элементе 28 в режиме реального времени осуществляют изменение режима закачки одновременно - раздельно по пластам 22 и 23.

В скважину (Фиг.5) устанавливают два пакера, один из которых снабжен электронным измерительным прибором 4 с датчиком 5, силовой кабель 15, насос 14, транзитную газоотводную трубку 27 и гидравлический канал высокого давления 20, соединенный с гидрорегулятором 28, установленным в хвостовике 16. Все оборудование спускают в эксплуатационную колонну 18. Силовой кабель 15 используют одновременно для питания насоса 14 и электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5, а также как канал связи 10 электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5 с панелью ИСДК или станцией управления.

В скважине на заданной глубине устанавливают пакеры. Верхний пакер разобщает интервал негерметичности 24 от верхнего пласта 22, а нижний пакер разобщает пласты 22 и 23.

После пакеровки верхнего пакера определяют герметичность с помощью электронного измерительного прибора 4 с датчиком 5, например, манометра. Если данные давления стабильны и не изменяются, то верхний пакер признается герметичным.

При эксплуатации скважины по газоотводной трубке 27 газ из-под верхнего пакера перепускается в надпакерное пространство или выводится на устье скважины.

Под воздействием изменения давления в гидравлическом канале высокого давления 20 в режиме реального времени регулируем работу регулятора 28, например, открывая или перекрывая приток через него флюида на прием насоса 14 из нижнего пласта 22. Одновременно с этим производим измерения давления между уплотнительными 2 и разделительными 3 элементами и отслеживаем работоспособность - герметичность верхнего пакера со стволом 1. Если герметичность верхнего пакера нарушится, т.е. появится изменение давления между уплотнительными элементами 2, то скважину пакером признают неработоспособной и извлекают вместе с негерметичным верхним пакером на поверхность.

Предлагаемое техническое решение:

расширяет возможности использования пакера и пакерной установки в целом, за счет применения измерительной системы пакера, которая замеряет заданные данные, например, давление, по меньшей мере, между двумя уплотнительными элементами пакера, а также при необходимости заданные данные, например, давление выше и ниже пакера,

повышает эффективность и надежность работы пакера и пакерной установки в целом за счет получения более достоверной информации о заданных данных, в том числе и давления внутри и снаружи пакера и герметичности уплотнительных элементов, о состоянии герметичности разобщающего пространства ниже и выше пакера;

позволяет вовлечь в разработку, в том числе в одновременно-раздельную два и более пластов с интервалами перфорации или негерметичностью, с возможностью контроля герметичности установки пакера или пакеров в скважине, в т.ч. и в режиме реального времени;

позволяет повысить эффективность эксплуатации скважины за счет контроля о заданных данных, в том числе и давления между уплотнительными элементами пакера в режиме реального времени и оперативного прекращения эксплуатации при появлении негерметичности пакера или пакеров с целью недопущения экономических потерь и экологического ущерба.

Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором обеспечивает контроль пакера при одновременной или поочередной эксплуатации двух и более пластов, повышает надежность и эффективность эксплуатации скважины, за счет предотвращения бесконтрольной эксплуатацию негерметичных пакеров.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к пакерам с электронным измерительным прибором и способам для их реализации. Обеспечивает повышение эффективности эксплуатации скважины. Пакер с электронным измерительным прибором включает ствол с уплотнительными элементами, разделительным элементом между ними, а также подвижными и неподвижными элементами. Пакер снабжен электронным измерительным прибором с датчиком для контроля состояния герметичности уплотнительных элементов в процессе эксплуатации скважины. По первому варианту электронный измерительный прибор с датчиком или датчик электронного измерительного прибора расположен в герметичном пространстве с постоянным давлением между уплотнительными элементами. По второму варианту электронный измерительный прибор с датчиком или датчик электронного измерительного прибора расположен вне уплотнительных элементов или в уплотнительных и разделительных элементах, при этом датчик электронного измерительного прибора гидравлически связан с герметичным пространством с постоянным давлением между уплотнительными элементами. Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором включает спуск в скважину колонны труб с указанным пакером, замер и передачу параметров на поверхность скважины. Электронный измерительный прибор с датчиком или датчик электронного измерительного прибора устанавливают с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами для контроля состояния герметичности уплотнительных элементов, при этом осуществляют запакеровку пакера и образуют герметичное пространство с постоянным давлением между уплотнительными элементами в виде гидравлической камеры. После посадки пакера электронным измерительным прибором с датчиком замеряют параметры в указанном пространстве. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Пакер с электронным измерительным прибором, включающий ствол с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами, подвижными и неподвижными элементами, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним разделительным элементом, расположенным между уплотнительными элементами, и, по меньшей мере, одним электронным измерительным прибором, включающим, по меньшей мере, один датчик, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора расположен в герметичном пространстве с постоянным давлением, образованном между уплотнительными элементами, и выполнен автономно или с кабелем связи, для контроля состояния герметичности уплотнительных элементов пакера в процессе эксплуатации скважины.

2. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен насосом и силовым кабелем.

3. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что кабель связи герметично установлен в сквозных отверстиях, которые выполнены в уплотнительных и разделительных элементах пакера, или в уплотнительных элементах пакера, или в подвижных и неподвижных элементах пакера.

4. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком соединен с кабелем связи и передачи данных на устье скважины.

5. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой один или несколько однотипных датчиков.

6. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой один или несколько разнотипных датчиков.

7. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что пакер дополнительно снабжен посадочным местом или узлом, расположенным между уплотнительными элементами пакера.

8. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что посадочное место представляет собой углубление или паз.

9. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что посадочное место дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителем.

10. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой манометр.

11. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой резистивиметр.

12. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой термометр.

13. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиками представляет собой комплексный прибор.

14. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что датчик представляет собой датчик движения.

15. Пакер с электронным измерительным прибором по п.1, отличающийся тем, что датчик представляет собой тензодатчик.

16. Пакер с электронным измерительным прибором, включающий ствол с размещенными на его поверхности уплотнительными элементами, подвижными и неподвижными элементами, по меньшей мере, один гидравлический канал, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним разделительным элементом, расположенным между уплотнительными элементами, и, по меньшей мере, одним электронным измерительным прибором, включающим, по меньшей мере, один датчик, и выполненным автономно или с кабелем связи электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора расположен вне уплотнительных элементов или в уплотнительных и разделительных элементах для контроля состояния герметичности уплотнительных элементов пакера в процессе эксплуатации скважины, при этом, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора гидравлически связан посредством гидравлического канала или гидравлических каналов с герметичным пространством с постоянным давлением, образованным между уплотнительными элементами.

17. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен насосом.

18. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что он расположен на НКТ над насосом или на хвостовике под насосом на заданном расстоянии.

19. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним кабелем связи и гидравлическим каналом высокого давления.

20. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком представляет собой один или несколько однотипных или разнотипных датчиков.

21. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что пакер дополнительно снабжен посадочным местом, расположенным между уплотнительными элементами, и представляет собой углубление или паз.

22. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что посадочное место дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителем.

23. Пакер с электронным измерительным прибором по п.16, отличающийся тем, что посадочное место снабжено гидравлическим каналом или гидравлическими каналами.

24. Способ эксплуатации пакера с электронным измерительным прибором, включающий спуск в скважину колонны труб, снабженной, по меньшей мере, одним пакером с электронным измерительным прибором, снабженным, по меньшей мере, одним датчиком, замер и передачу на поверхность скважины заданных параметров по замерам, отличающийся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора устанавливают с возможностью гидравлического сообщения с пространством между уплотнительными элементами для контроля состояния герметичности уплотнительных элементов пакера в процессе эксплуатации скважины, при этом осуществляют запакеровку пакера в скважине и образуют герметичное пространство с постоянным давлением между уплотнительными элементами в виде гидравлической камеры, после посадки пакера электронным измерительным прибором, по меньшей мере, с одним датчиком замеряют параметры в герметичном пространстве с постоянным давлением между уплотнительными элементами.