СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОЙ УСТАНОВКИ ПАКЕРА С КАБЕЛЬНЫМ КАНАЛОМ Российский патент 2020 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано для разобщения полостей скважин пакерами с кабельным каналом для кабеля питания электроприводных насосов и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, в том числе в эксплуатационных колоннах малого диаметра. Обеспечивает надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера, возможность установки пакера с кабелем как выше электроприводных насосов для питания погружного электродвигателя, так и ниже электроприводных насосов для проведения электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, расширяет технологические возможности.

Известен пакер с кабельным вводом, (аналог) (1), патент RU 2540369 С2, дата подачи заявки 21.01.2014, опубликовано 10.02.2015. Пакер с кабельным вводом содержит ствол, смонтированные на стволе сжимаемые кольцевые манжеты с возможностью радиального расширения до герметичного разобщения полости скважины и якорь. Снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично посредством компаунда. В продольном канале с размещенным в нем силовым кабелем, на участке под кольцевыми манжетами, герметизированным компаундом, на уровне наружной поверхности ствола установлена защитная накладка дугообразного профиля с радиусом наружной поверхности, равным половине диаметра ствола, с возможностью уплотнения охватом внутренней цилиндрической поверхностью герметизирующего компаунда. По краям продольного канала на длине, по меньшей мере, разжатых кольцевых манжет выполнены уступы, фиксирующие положение защитной накладки на уровне наружной поверхности ствола, и ограниченная от смещения вдоль ствола полукольцевыми сухариками, последние установлены в кольцевых канавках, выполненных на наружной поверхности ствола по обе стороны кольцевых манжет. Недостатками являются низкая надежность разобщения полости скважины манжетами с радиальным расширением из-за неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера, проседания компаунда в канале и продольного смещения защитной накладки, сложность конструкции, наличие механических подвижных частей, обуславливающих возможность отказа пакера, невозможность установки пакера в колоннах малого диаметра.

Известен пакер с кабельным вводом, (аналог) (2), патент RU №2601710 дата подачи заявки 20150430, опубликовано, 20161110, содержащий ствол, установленные на нем герметизатор, уплотнительный узел, кожух, входное отверстие с проходящим через него силовым кабелем, который закреплен герметично в канале между стволом и кожухом по броне посредством герметизирующего состава в виде компаунда, также он дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной линией закачки химических реагентов или отвода газа. Пакер выполнен одноствольным. Уплотнительный узел и кожух жестко связаны между собой и эксцентрично установлены на стволе, образуя между собой и стволом канал, в котором размещен герметизатор с отверстием под силовой кабель и включающий корпус с разъемом по оси отверстия под силовой кабель, по меньшей мере два уплотнителя и прижимную шайбу. В корпусе герметизатора размещена линия закачки химических реагентов или отвода газа. Кожух снабжен отверстием для подачи герметизирующего состава в полость между уплотнителями. Недостатками являются использование кабельных вводов, требующих заделки ответных разъемов, имеющих герметизирующие элементы, что усложняет процесс герметизации и удлиняет время заделки кабеля в пакере, усложняет условия монтажа, сложность конструкции, наличие механических подвижных частей, обуславливающих возможность отказа пакера, невозможность установки пакера в колоннах малого диаметра.

Известен способ подготовки к работе скважинного насосного оборудования Гарипова, (прототип) (3), патент РФ №2414584, дата подачи заявки 26.11.2009, опубликовано 20.03.2011. Способ включает монтаж оборудования на поверхности, спуск на колонне труб электронасоса, пакера и установку их на заданной глубине. При этом первоначально осуществляют спуск в скважину электронасоса с погружным электродвигателем до кабельного разъема. Затем производят монтаж скважинного насосного оборудования на поверхности, включающий пропускание силового кабеля через навесные элементы пакера, соединение силового кабеля с погружным электродвигателем, установку ствола пакера с пазом на электронасосе или на насосно-компрессорных трубах (НКТ), заполнение паза в стволе пакера жидким герметизирующим наполнителем с последующим погружением в него силового кабеля, выдерживание жидкого герметизирующего наполнителя до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов на ствол пакера. После этого осуществляют спуск в скважину электронасоса с погружным электродвигателем и пакера с навесными элементами на заданную глубину, пакеровку пакера, установку устьевой арматуры с кабельным вводом и присоединение силового кабеля к наземной станции управления. Недостатками являются низкая надежность разобщения полости скважины манжетами с радиальным расширением из-за неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера, проседания компаунда в канале, сложность конструкции, наличие механических подвижных частей, обуславливающих возможность отказа пакера, невозможность установки пакера в колоннах малого диаметра.

Технической задачей решаемой способом герметичной установки пакера с кабельным каналом является упрощение конструкции и повышение надежности герметизации пакера, а также кабеля питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа.

Технический результат, достигаемый изобретением, решается предлагаемым способом герметичной установки пакера с кабельным каналом, в том числе в эксплуатационных колоннах малого диаметра, при котором трубчатый проходной пакер содержит уплотнительные элементы с проставочными втулками, защищенные конусами, механический якорь осевого действия и кабельный канал для кабеля питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, герметизируемых в кабельном канале путем заливки компаундом. При этом уплотнительные элементы пакера выполнены из водонефтенабухающей резины и обеспечивают надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала. Или механический якорь осевого действия установлен отдельно над пакером, или механический якорь осевого действия установлен отдельно под электроприводным насосом. Над пакером установлен аварийный разъединительных узел для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера.

Сущность изобретения заключается в том, что при использовании способа герметичной установки пакера с кабельным каналом, трубчатый проходной пакер содержит уплотнительные элементы с проставочными втулками, защищенные конусами и кабельный канал для кабеля питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, герметизируемых в кабельном канале путем заливки компаундом. Монтаж скважинного оборудования включает пропускание силового кабеля через уплотнительные элементы пакера, конусы и проставочные втулки, расположенные в порядке сборки, установку пакера с пазом над электроприводным насосом на насосно-компрессорных трубах, заполнение паза в стволе пакера компаундом с последующим погружением в него силового кабеля, выдерживание компаунда до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов на ствол пакера. Согласно изобретению уплотнительные элементы пакера выполнены из водонефтенабухающей резины и обеспечивают надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера, над пакером установлен аварийный разъединительных узел для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера, например по патенту РФ №171311. Пакер содержит механический якорь осевого действия в нижней части для предотвращения несанкционированного срыва пакера, или механический якорь осевого действия установлен отдельно над пакером, или механический якорь осевого действия установлен отдельно под электроприводным насосом, способ обеспечивает возможность установки пакера с кабелем как выше электроприводных насосов для питания погружного электродвигателя, так и ниже электроприводных насосов для проведения электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа. В конструкции пакера отсутствуют клапанные системы и подвижные части, обуславливающие возможность отказа пакера. Предлагаемый способ расширяет технологические возможности и позволяет устанавливать пакер в колоннах малого диаметра, тогда как в известных пакерах с механической установкой, при пропускании кабеля питания погружного электродвигателя вдоль ствола пакера, толщины уплотнительных элементов недостаточно для надежной пакеровки при осевом сжатии, за счет размещения на стволе пакера исполнительных механизмов. Такие пакеры имеют сравнительно малый диаметр внутреннего проходного отверстия пакера, что снижает их пропускную способность и не позволяет пропускать через них геофизические приборы и другое подземное оборудование.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна». На чертеже изображен пакер, поясняющий сущность способа герметичной установки пакера с кабельным каналом.

Трубчатый проходной пакер 1 содержит уплотнительные элементы 4 с проставочными втулками 5, защищенные конусами 6 и кабельный канал 2 для кабеля 3 питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, герметизируемых в кабельном канале 2 путем заливки компаундом. Монтаж скважинного оборудования включает пропускание силового кабеля 3 через уплотнительные элементы 4 пакера 1, конусы 6 и проставочные втулки 5, расположенные в порядке сборки, установку пакера 1 с пазом 2 на электроприводном насосе или на насосно-компрессорных трубах (на чертеже не показано), заполнение паза 2 в стволе пакера 1 компаундом с последующим погружением в него силового кабеля 3, выдерживание компаунда до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов 4,5,6 на ствол пакера 1. Пакер содержит механический якорь осевого действия 7 в нижней части, или механический якорь осевого действия 7 установлен отдельно над пакером, или механический якорь осевого действия 7 установлен отдельно под электроприводным насосом (на чертеже не показано). Над пакером установлен аварийный разъединительных узел 8 для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера.

При использовании способа герметичной установки пакера с кабельным каналом, работу производят следующим образом.

Производят монтаж скважинного оборудования на поверхности, включающий пропускание силового кабеля 3 питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа через навесные элементы 4, 5, 6 пакера 1, соединение силового кабеля 3 с погружным электродвигателем или дополнительным оборудованием и приборами, установку ствола пакера 1 с пазом 2, механическим якорем осевого действия 7 и аварийно-разъединительным узлом 8 над электроприводным насосом на насосно-компрессорных трубах, заполнение паза 2 в стволе пакера 1 компаундом с последующим погружением в него силового кабеля 3, выдерживание компаунда до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов 4, 5, 6 на ствол пакера 1. После этого осуществляют спуск в скважину оборудования и пакера 1 с навесными элементами 4, 5, 6 на заданную глубину и посадку механического якоря осевого действия 7. Для герметизации уплотнительных элементов из водонефтенабухающей резины проходного разбуриваемого пакера требуется в среднем 48 часов технологической выдержки.

Новым является то, что способ герметичной установки пакера с кабельным каналом позволяет устанавливать пакер в колоннах малого диаметра. Уплотнительные элементы пакера выполнены из водонефтенабухающей резины и обеспечивают надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера, возможность установки как выше электроприводных насосов для питания погружного электродвигателя, так и ниже электроприводных насосов для проведения электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа. Над пакером установлен аварийный разъединительных узел для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера. Пакер содержит механический якорь осевого действия в нижней части для предотвращения несанкционированного срыва пакера, или механический якорь осевого действия установлен отдельно над пакером, или механический якорь осевого действия установлен отдельно под электроприводным насосом. В конструкции пакера отсутствуют клапанные системы и подвижные части, обуславливающие возможность отказа пакера.

Технологический и технический результаты при использовании способа герметичной установки пакера с кабельным каналом достигаются надежной герметизацией как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера, возможностью установки в том числе в колоннах малого диаметра как выше электроприводных насосов для питания погружного электродвигателя, так и ниже электроприводных насосов для проведения электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа. В конструкции пакера отсутствуют клапанные системы и подвижные части, обуславливающие возможность отказа пакера.

Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет увеличения наработки на отказ, экономии средств и материалов ввиду простоты конструкции и уменьшения времени на проведение дополнительных видов работ.

Использованная литература.

1. Патент RU 2540369 С2, дата подачи заявки 21.01.2014, опубликовано 10.02.2015.

2. Патент RU №2601710 дата подачи заявки 20150430, опубликовано 20161110.

3. Патент РФ №2414584, дата подачи заявки 26.11.2009, опубликовано 20.03.2011.

Изобретение относится к способу герметичной установки пакера. Техническим результатом является повышение надежности герметизации пакера. Предлагается способ герметичной установки пакера с кабельным каналом, при котором трубчатый проходной пакер содержит уплотнительные элементы с проставочными втулками, защищенные конусами, и кабельный канал для кабеля питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, герметизируемых в кабельном канале путем заливки компаундом. Монтаж скважинного оборудования включает пропускание силового кабеля через уплотнительные элементы пакера, конусы и проставочные втулки, расположенные в порядке сборки, установку пакера с пазом над электроприводным насосом на насосно-компрессорных трубах, заполнение паза в стволе пакера компаундом с последующим погружением в него силового кабеля, выдерживание компаунда до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов на ствол пакера. Над пакером установлен аварийный разъединительный узел для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера. Пакер также содержит механический якорь осевого действия в нижней части для предотвращения несанкционированного срыва пакера. Или механический якорь осевого действия установлен отдельно над пакером. Или механический якорь осевого действия установлен отдельно под электроприводным насосом. Способ позволяет устанавливать пакер в колоннах малого диаметра и пропускать геофизические приборы и другое подземное оборудование. Уплотнительные элементы пакера выполнены из водонефтенабухающей резины и обеспечивают надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера. 1 ил.

Способ герметичной установки пакера с кабельным каналом, при котором трубчатый проходной пакер содержит уплотнительные элементы с проставочными втулками, защищенные конусами, и кабельный канал для кабеля питания электроприводного насоса и/или электрических линий подключения дополнительного оборудования и приборов и линий закачки химических реагентов или отвода газа, герметизируемых в кабельном канале путем заливки компаундом, при этом монтаж скважинного оборудования включает пропускание силового кабеля через уплотнительные элементы пакера, конусы и проставочные втулки, расположенные в порядке сборки, установку пакера с пазом над электроприводным насосом на насосно-компрессорных трубах, заполнение паза в стволе пакера компаундом с последующим погружением в него силового кабеля, выдерживание компаунда до полного или частичного затвердевания и установку навесных элементов на ствол пакера, над пакером установлен аварийный разъединительный узел для аварийного отсоединения насосно-компрессорных труб и кабеля при превышении нагрузки на срыв пакера, пакер также содержит механический якорь осевого действия в нижней части для предотвращения несанкционированного срыва пакера, или механический якорь осевого действия установлен отдельно над пакером, или механический якорь осевого действия установлен отдельно под электроприводным насосом, отличающийся тем, что предлагаемый способ позволяет устанавливать пакер в колоннах малого диаметра и пропускать геофизические приборы и другое подземное оборудование за счет того, что уплотнительные элементы пакера выполнены из водонефтенабухающей резины и обеспечивают надежную герметизацию как самого пакера в эксплуатационной колонне, так и кабельного канала, имеющего неровности компаунда вдоль кабеля в канале ствола пакера и проседание компаунда в канале, за счет способности к самозалечиванию и восстановлению герметизирующих свойств водонефтенабухающей резины пакера.