Электрогидромеханическое устройство с дистанционным управлением для пакеровки нефтяных и газовых скважин и способ гидродинамических исследований этих скважин

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при исследования технического состояния колонны при ремонте скважин. Обеспечивает повышение эффективности исследований. Сущность изобретения: эластичный элемент пакера сверху закреплен на корпусе, а снизу прикреплен к подвижной муфте-поршню. При подаче давления с устья скважины она движется вверх и сжимает эластичный элемент и прижимает его к стенкам скважины. Имеется система контроля и регистрации изменений давления в эластичном элементе и давления в скважине над эластичным элементом и под ним. Имеется клапан предельного давления, камера-компенсатор давления и система автоматической распакеровки. В корпусе эластичного элемента выполнены продольные каналы для гидравлической связи эластичного элемента с камерой-компенсатором давления и выполнен сквозной канал для размещения транзитной линии электрической связи с измерительными датчиками. По способу спускают пакерующее устройство в скважину, изучают техническое состояние колонны и скважины путем контроля и регистрации изменения давления над ним и под ним при создании давления на устье. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения гидродинамических исследований технического состояния эксплуатационной колонны при ремонте скважин.

Известно устройство для пакеровки скважин (а.с. N 1828489, E 21 В 33/12, 1986 г. ), состоящее из ствола с поперечными каналами. Недостатком такого пакера является большая металлоемкость и трудоемкость в изготовлении. Известен также пакер (по а.с. N 1502807, 1983 г.). В нем на полом штоке с патрубком установлены эластичный элемент и взаимодействующие с ним раздвижные элементы. Недостатком такого пакера является необходимость заякоривания.

Наиболее близким является гидромеханическое устройство для пакеровки нефтяных и газовых скважин с дистанционным управлением (пат. РФ N 2122104). Устройство опускается на кабеле и может быть по команде с поверхности запакеровываться и распакеровываться.

Недостатком устройства является отсутствие информации о давлении над и под пакером.

Целью изобретения является повышение эффективности гидродинамических исследований технического состояния эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин в период их ремонта на основе применения электрогидромеханического пакера с дистанционным управлением.

Цель достигается тем, что электрогидромеханическое устройство для пакеровки нефтяных и газовых скважин с дистанционным управлением, состоящее из корпуса с эластичным элементом, хвостовика, в котором расположены электродвигатель с редуктором и гидронасосы высокого давления, снабжено: системой контроля и регистрации изменений давления в эластичном элементе и давления в скважине над эластичным элементом и под эластичным элементом, клапаном предельного давления в гидросистеме эластичного элемента, камерой-компенсатором давления, а также системой автоматической распакеровки, в корпусе эластичного элемента выполнены продольные каналы для гидравлической связи эластичного элемента с камерой-компенсатором давления, обеспечивающие подачу вверх муфты-поршня с закрепленным на ней нижним концом эластичного элемента, и выполнен сквозной канал для размещения транзитной линии электросвязи с датчиками под эластичным элементом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - устройство в статическом состоянии, фиг. 2 - устройство в рабочем состоянии. Устройство состоит (фиг. 1) из корпуса 18 с эластичным элементом 9 и хвостовиком 15, внутри которых расположены электродвигатель 1 с редуктором 2, который связан с кулачковым механизмом 3, гидронасосы высокого давления 4 с клапанами 5 и датчиками давления 6,13,14 и геофизический кабель 16 для спуска устройства в скважину, подачи электрического напряжения и передачи информации с датчиков давления на поверхность. Верхняя часть эластичного элемента 9 закреплена неподвижно, а нижняя закреплена на подвижной муфте-поршне 12, обеспечивающем перемещение вверх под действием давления в гидросистеме в процессе пакеровки. Корпус эластичного элемента имеет сквозной канал 10 для размещения транзитной линии электрической связи с датчиками 14 и 13, расположенными в хвостовике 15 и контролирующими давление в гидросистеме пакера и давление в скважине под пакером соответственно. Давление в скважине над пакером контролируется датчиком 6 над пакером. Устройство имеет компенсатор давления 19, представляющий собой камеру, заполненную маслом, и систему автоматического сброса давления в гидросистеме пакера, осуществляемую электромагнитным клапаном 7 для распакеровки, 8 - предельный клапан для сброса избыточного давления в гидросистеме пакера. Канал 11 выполнен в корпусе эластичного элемента 9 и служит для передачи давления в гидросистеме пакера.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в сборе опускается в скважину. При достижении необходимой глубины по кабелю подается электрическое напряжение для питания электродвигателя, мощность которого подается на редуктор, а с редуктора на кулачковый привод синусоидальной формы гидронасосов. Одновременно с запуском электродвигателя включается электромагнитный клапан 7. перекрывающий канал автоматического сброса давления в гидросистеме пакера.

Давление, создаваемое гидронасосами 4, через клапаны 5 по каналам 11 передается под эластичный элемент 9 и под муфту-поршень 12, обеспечивая расширение эластичного элемента и прижатие его к стенкам скважин (фиг. 2). Одновременно с расширением эластичного элемента муфта-поршень под действием давления перемещается вверх, обеспечивая надежность пакеровки и предотвращая разрыв эластичного элемента.

Контроль за величиной давления в гидросистеме пакера осуществляется с помощью датчика 14. Избыточное давление в гидросистеме пакера сбрасывается клапаном 8.

Контроль за величиной давления в скважине над пакером осуществляется датчиком 6, а под пакером датчиком 13. Распакеровка пакера осуществляется выключением электропитания прибора, при этом электромагнитный клапан 7 открывает гидравлический канал связи гидросистемы пакера с компенсатором давления 19. В аварийных ситуациях (обрыв кабеля и т.д.) происходит автоматическая распакеровка.

Устройство позволяет проводить гидродинамические исследования технического состояния скважин в период их ремонта. Обеспечивает многократную установку и снятие пакера в требуемом интервале и изучение технического состояния колонны и скважины путем контроля и регистрации изменения давления над пакером и под ним при создании избыточного давления на устье скважины.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в источнике 4. Этот способ включает пакеровку скважины и регистрацию давления, однако является, по нашему мнению, малоинформативным.

Нами предлагается способ гидродинамических исследований, включающий спуск пакерующего устройства на кабеле. Способ отличается тем, что изучают техническое состояние эксплуатационной колонны и скважины путем контроля и регистрации давления над пакером и под ним при создании давления на устье, при этом используют устройство, предложенное по п. 1.

Для проведения гидродинамических исследований скважин по изучению состояния эксплуатационных колонн устройство неоднократно может быть запакеровано и распакеровано на любой глубине от устья до забоя скважины и при создании давления на устье с помощью гидроагрегата по регистрируемым диаграммам давления над пакером и под пакером позволяет определить и локализировать место нарушения эксплуатационной колонны при одновременном контроле герметичности пакеровки.

Источники информации 1. А.с. N 1828489, E 21 B 33/12, 1986.

2. А.с. N 1502807, E 21 B 33/12, 1983.

3. Патент РФ N 2122104, от 20.11.1999.

4. Амиров А.Д. и др. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра 1975, с. 311-312.

Формула изобретения

1. Электрогидромеханическое устройство с дистанционным управлением для пакеровки нефтяных и газовых скважин, состоящее из корпуса с эластичным элементом и хвостовика, в которых расположены электродвигатель с редуктором, гидронасосы высокого давления, и геофизического кабеля для спуска устройства в скважину, подачи электрического напряжения и передачи информации от датчиков на поверхность, отличающееся тем, что оно снабжено системой контроля и регистрации изменений давления в эластичном элементе и давления в скважине над эластичным элементом и под эластичным элементом, клапаном предельного давления, камерой-компенсатором давления, а также системой автоматической распакеровки, в корпусе эластичного элемента выполнены продольные каналы для гидравлической связи эластичного элемента с камерой-компенсатором давления, обеспечивающей подачу вверх подвижной муфты-поршня с закрепленным на ней нижним концом эластичного элемента, и выполнен сквозной канал для размещения транзитной линии электрической связи с измерительными датчиками, расположенными в нижней части устройства.

2. Способ гидродинамических исследований скважин, включающий спуск пакерующего устройства в скважину, отличающийся тем, что изучают техническое состояние колонны и скважины путем контроля и регистрации изменения давления над пакером и под ним при создании давления на устье, при этом используют устройство по п.1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2