Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов



Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов
Прокладка линий через уплотнительные элементы пакерного узла и предотвращение экструзии указанных уплотнительных элементов

 


Владельцы патента RU 2571479:

ХАЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСЕЗ, ИНК. (US)

Пакерный узел может содержать уплотнительный элемент для кольцевого пространства и концевое кольцо, имеющее на своей основной части пластинки, смещающиеся радиально наружу при расширении уплотнительного элемента наружу в радиальном направлении. Способ уплотнения кольцевого пространства в подземной скважине может включать расположение следующих друг за другом в окружном направлении пластинок, так что они проходят поверх уплотнительного элемента пакерного узла радиально наружу, и отгибание пластинок наружу в радиальном направлении при разбухании уплотнительного элемента. Концевое кольцо содержит по меньшей мере одну съемную вставку, имеющую круговую часть с пластинками. Причем первую часть пластинок формируют на концевом кольце; и устанавливают в указанное концевое кольцо съемную вставку, на которой сформирована вторая часть пластинок. Вторая часть пластинок перекрывается с первой частью пластинок, когда вставка установлена в концевом кольце. Отсоединение вставки образует зазор между следующими друг за другом в окружном направлении пластинками, тем самым позволяя проложить линию через пакерный узел. Другой пакерный узел может содержать уплотнительный элемент для кольцевого пространства, разбухающий при контакте с требуемым флюидом в скважине, и концевое кольцо, имеющее съемную часть, сцепляющуюся с основной частью концевого кольца посредством запорных профилей. Достигаемый результат обеспечение надежности и удобства эксплуатации пакерного узла. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в целом относится к оборудованию и способам, применяемым при эксплуатации подземной скважины, и, как описано в нижеприведенном примере, в частности к прокладке линий через уплотнительные элементы пакеров и предотвращению экструзии указанных уплотнительных элементов.

Уровень техники

Номинальное дифференциальное давление в кольцевом пространстве в пакерном узле может ограничиваться вследствие экструзии уплотнительного элемента пакерного узла. Прокладка линий в продольном направлении через уплотнительный элемент с технологической точки зрения является полезной.

Таким образом, понятно, что задача усовершенствования известных конструкций пакерных узлов является актуальной.

Раскрытие изобретения

Ниже приведено описание предложенного пакерного узла и соответствующих способов, характеризующихся улучшением известных конструкций пакерных узлов. В одном нижеописанном варианте линии прокладывают через уплотнительный элемент и концевое кольцо в продольном направлении. В другом нижеописанном варианте экструзия уплотнительного элемента предотвращается при помощи радиально отгибающихся пластинок, расположенных на концевом кольце.

Один аспект изобретения состоит в том, что предложен пакерный узел для использования в подземной скважине. Пакерный узел содержит уплотнительный элемент для кольцевого пространства и по меньшей мере одно концевое кольцо, имеющее на своей основной части пластинки, которые смещаются радиально наружу при расширении уплотнительного элемента наружу в радиальном направлении.

Другой аспект изобретения состоит в том, что предложен способ уплотнения кольцевого пространства в подземной скважине. Способ включает расположение следующих друг за другом в окружном направлении пластинок так, что они проходят поверх уплотнительного элемента пакерного узла радиально наружу, и отгибание пластинок наружу в радиальном направлении при разбухании уплотнительного элемента.

Еще один аспект изобретения состоит в том, что предложен пакерный узел для использования в подземной скважине, содержащий уплотнительный элемент для кольцевого пространства, который разбухает при контакте с требуемым флюидом в скважине, и по меньшей мере одно концевое кольцо, имеющее основную часть и съемную часть, причем съемная часть концевого кольца сцеплена с основной частью концевого кольца посредством запорных профилей.

Эти и другие признаки, преимущества и эффекты, понятные специалисту, следуют из подробного описания нижеприведенных вариантов осуществления изобретения и соответствующих чертежей, в которых одинаковые элементы на различных чертежах имеют одни и те же позиционные обозначения.

Краткое описание графических материалов

Фиг.1 показывает схематическое изображение частичного поперечного разреза скважинной системы, а также иллюстрирует соответствующий способ, который может воплощать принципы настоящего изобретения.

Фиг.2-9 показывают схематические изображения одного варианта пакерного узла, который может использоваться в системе и способе, проиллюстрированных на фиг.1.

Фиг.10-15 показывают схематические изображения другого варианта пакерного узла.

Фиг.16-19 показывают схематические изображения еще одного варианта пакерного узла.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан пример скважинной системы 10 и проиллюстрирован соответствующий способ, причем указанные система и способ могут воплощать принципы настоящего изобретения. В скважинной системе 10 для уплотнения кольцевого пространства 14 между трубчатой колонной 16 и стенкой ствола 18 скважины используется пакерный узел 12. В примере, показанном на фиг.1, ствол 18 скважины обложен обсадной колонной 20 и цементом 22, однако в других примерах ствол скважины может быть необсаженным или может иметь открытый забой.

Пакерный узел 12 в данном примере имеет известную конструкцию и представляет собой разбухающий пакер, однако могут использоваться пакеры иной конструкции и принципа действия без отклонения от сути настоящего изобретения. В примере, показанном на фиг.1, уплотнительный элемент 24 пакерного узла 12 проходит наружу в радиальном направлении и образует герметичное соединение со стенкой ствола 18 скважины, вследствие чего обеспечивается уплотнение кольцевого пространства 14. Уплотнительный элемент 24 увеличивается в объеме в указанном радиальном направлении вследствие разбухания материала при контакте с требуемым флюидом.

Слово «разбухает» (с учетом парадигмы слова) и другие аналогичные используемые в данном документе термины (например, «разбухающий») указывают на увеличение объема разбухающего материала. Обычно такое увеличение объема материала вызывается объединением на молекулярном уровне вещества активирующего агента в разбухающий материал, однако при необходимости могут применяться иные механизмы или способы инициации разбухания. Следует отметить, что разбухание не тождественно расширению, хотя уплотнительный материал в результате разбухания может расширяться.

Например, в некоторых типовых пакерах уплотнительный элемент может расширяться радиально наружу при его продольном сжатии или при его раздувании. В каждом из этих случаев уплотнительный элемент расширяется, но при этом не происходит увеличения объема уплотнительного материала, из которого выполнен уплотнительный элемент. Таким образом, в такого рода типовых пакерах уплотнительный элемент расширяется, но не разбухает.

Активирующий агент, вызывающий в данном примере увеличение в объеме разбухающего материала, предпочтительно является углеводородным флюидом (например, нефтью или газом). В скважинной системе 10 увеличение в объеме разбухающего материала происходит при содержании во флюиде активирующего агента (например, когда флюид поступает в ствол 18 скважины из окружающего данный ствол пласта, когда флюид циркулирует через пакерный узел 12, когда флюид извлекается из камеры вместе с пакерным узлом, и т.п.). В результате, уплотнительный элемент 24 герметизирует кольцевое пространство 14 и может прикладывать распорное усилие к стволу 18 скважины.

Активирующий агент, вызывающий увеличение в объеме разбухающего материала, может содержаться во флюиде любого вида. Активирующий агент может изначально присутствовать в скважине или может вводиться в нее с пакерным узлом 12, а также при необходимости может вводиться отдельно или заливаться для обеспечения контакта с разбухающим материалом. В рамках принципов настоящего изобретения может использоваться любой способ обеспечения контакта активирующего агента с разбухающим материалом.

Специалистам известны различные разбухающие материалы, увеличивающиеся в объеме при контакте с водой и/или углеводородным флюидом, поэтому полный перечень этих материалов в данном документе не приводится. Перечни, содержащие некоторые из таких материалов, указаны в патентах США №3385367 и №7059415 и в опубликованной заявке США №2004-0020662. Этими ссылками в настоящем документе представлены полные описания указанных документов.

В ином случае значительную долю разбухающего материала могут занимать полости, сжатые или сдавленные при поверхностных условиях. После попадания в скважину в условия высокого давления данные полости заполняются флюидом, что сопровождается разбуханием материала.

Устройство и способ такого рода могут применяться в случаях, когда желательно расширение разбухающего материала при наличии газа, а не нефти или воды. Подходящий разбухающий материала описан в опубликованной заявке США №2007-0257405. Этой ссылкой в настоящем документе представлено полное описание указанного документа.

Предпочтительно, что разбухающий материал, используемый в скважинном приспособлении 12, увеличивается в объеме при диффузии углеводородов в разбухающий материал или, в случае применения разбухающего от воды материала, при впитывании воды материалом со сверхвысокой поглощающей способностью (например, целлюлозой, глиной и т.п.) и/или под действием осмотического давления с применением солеподобного материала. При необходимости материалы, разбухающие под действием углеводородов, воды или газа, могут использоваться совместно.

Таким образом, следует четко понимать, что, согласно принципам настоящего изобретения, может использоваться любой разбухающий материал, увеличивающийся в объеме при контакте с определенным активирующим агентом. Разбухающий материал также может увеличиваться в объеме при контакте с любым из множества активирующих агентов. Например, разбухающий материал может увеличиваться в объеме при контакте с углеводородным флюидом и/или с водой.

В примере, показанном на фиг.1, через пакерный узел 12 в продольном направлении прокладываются одна или несколько линий 26. Линии 26 прокладываются через уплотнительный элемент 24 и концевые кольца 28, которыми обособляется уплотнительный элемент. Концевые кольца 28 обеспечивают уплотнительному элементу 24 опору на трубчатую колонну 16 и предназначены для минимизации его экструзии через кольцевое пространство 14 при его разбухании.

Линии 26 могут быть электрическими, гидравлическими, оптическими и/или линиями любого другого вида. Линии 26 могут иметь вид кабельных каналов, проводов, кабелей, волоконных световодов (или оптических волноводов другого типа), плоских шлейфов и/или линий любой другой формы. Линии 26 могут использоваться для передачи управляющих сигналов, передачи данных, обеспечения каналов проводной связи, обеспечения телеметрической связи и/или использоваться для любой другой цели.

На фиг.2 в качестве примера показано увеличенное подробное изображение одного варианта пакерного узла 12, который может применяться в скважинной системе 10 и в вышеописанном способе, а также может использоваться в любой другой скважинной системе, согласно принципам настоящего изобретения.

На фиг.3 показан поперечный разрез пакерного узла 12, а на фиг.4 показан в еще более крупном масштабе поперечный разрез одного из концевых колец 28. На фиг.2-4 показано, что в данном варианте пакерного узла 12 содержатся уплотнительный элемент 24 и концевые кольца 28, установленные на основной трубе 30, которая предпочтительно имеет соответствующие концевые соединения (не показаны) для сцепления с пакерным узлом в трубчатой колонне 16.

Обычно эти компоненты выровнены по продольной оси 32 пакерного узла 12. Через основную трубу 30 в продольном направлении проходит проточный канал 34, при этом поток может протекать по данному каналу даже при герметизации кольцевого пространства 14 вокруг пакерного узла 12 уплотнительным элементом 24.

В варианте, приведенном на фиг.2-4, в уплотнительном элементе 24 выполнены проходящие в продольном направлении каналы 36 для прокладки в них линий 26. Удобство прокладки линий 26 в каналах 36 обеспечивается при помощи пазов 38, через которые линии 26 могут вставляться с боковой стороны каналов 36 (а не вводиться в каналы со стороны их торцов).

В варианте, приведенном на фиг.2-4, показаны четыре группы каналов 36 и пазов 38, причем каналы в уплотнительном элементе 24 равномерно отстоят друг от друга в окружном направлении. Однако при необходимости уплотнительный элемент 24 может содержать другое количество каналов, линий, пазов и проч., расположенных в другой конфигурации.

Каждое из концевых колец 28 имеет основную часть 40, которая охватывает основную трубу 30 и прикрепляется к ней. Основная часть 40 концевого кольца может прикрепляться к основной трубе 30 посредством крепежных изделий (например, винтов 42, изображенных на фиг.9) или путем сварки, или другими средствами.

Каждое концевое кольцо 28 также имеет одну или несколько съемных частей 44, благодаря которым линии 26 могут прокладываться через концевое кольцо с его боковой стороны (а не вводиться через отверстия 46 в концевом кольце с торца). Отверстия 46 выровнены с каналами 36 в уплотнительном элементе 24, что обеспечивает удобство прокладки линий 26 через каналы и отверстия с их боковых сторон при спуске трубчатой колонны 16 и пакерного узла 12 в ствол 18 скважины.

После вставки линий 26 в каналы 36 и отверстия 46 съемные части 44 концевых колец прикрепляются к основным частям 40 концевых колец, посредством чего линии фиксируются в пакерном узле 12. Затем пакерный узел 12 устанавливается в скважине, уплотнительный элемент 24 разбухает и герметизирует кольцевое пространство 14, в результате чего уплотнительный элемент герметизирует линии 26 в каналах 36 и предотвращает утечку флюида через эти линии.

Одна из особенностей концевых колец 28 состоит в том, что их съемные части 44 сцепляются с их основными частями 40 посредством проходящих в продольном направлении запорных профилей 48, которые предпочтительно формируются посредством электроэрозионной обработки (например, электроразрядной обработки) съемных частей 44 из основных частей 40 концевых колец, однако при необходимости могут использоваться другие способы формирования запорных профилей. Запорные профили 48 на чертежах изображены в форме символа «J», однако при необходимости могут использоваться запорные профили другой формы.

На фиг.5 показан вариант поперечного разреза пакерного узла 12, сделанный по линии 5-5, изображенной на фиг.2. На данном чертеже наглядно показана конфигурация каналов 36 и пазов 38 в уплотнительном элементе 24.

Следует отметить, что каналы 36 имеют прямоугольную форму, а остальные каналы - круглую форму. Прямоугольный канал 36 может использоваться для прокладки в нем плоского шлейфа, а остальные каналы - для прокладки в них цилиндрических кабелей, однако следует понимать, что, согласно принципам настоящего изобретения, может использоваться любое сочетание форм каналов.

На фиг.6-9 приведен пример концевого кольца 28, показанный отдельно от остальной части пакерного узла 12. На данных чертежах наглядно показано, что на основной части 40 концевого кольца сформированы проходящие в продольном направлении пластинки 50, а на съемных частях 44 - аналогичные проходящие в продольном направлении пластинки 52.

В основной части 40 концевого кольца с радиально внутренней стороны относительно пластинок 50 установлена гильзообразная втулка 54, на которой также имеются проходящие в продольном направлении пластинки 56.

Пластинки 50, 52, 56 проходят радиально наружу и располагаются поверх концов уплотнительного элемента 24 (например, см. фиг.4). При разбухании уплотнительного элемента 24 пластинки 50, 52, 56 отгибаются радиально наружу, при этом они пересекают кольцевое пространство 14 в радиальном направлении от концевого кольца 28 к стенке ствола 18 скважины, вследствие чего предотвращается экструзия уплотнительного элемента за эти пластинки.

Предпочтительно, что пластинки 56 втулки сдвинуты в окружном направлении относительно пластинок 50, 52, находящихся на основной части 40 и съемных частях 44 концевого кольца, при этом между пластинками отсутствуют зазоры. Таким образом, пластинки 50, 52, 56 образуют непрерывную стенку, которая предотвращает экструзию уплотнительного элемента 24 даже при отгибании пластинок радиально наружу при его разбухании.

Втулка 54 может прикрепляться к концевому кольцу 28 при помощи адгезионного соединения или других крепежных средств. Втулка 54 может иметь непрерывную цилиндрическую форму, как показано на фиг.9, или может состоять из нескольких секций, как описано в другом нижеприведенном варианте.

На фиг.10-15 показан другой вариант пакерного узла 12. В этом варианте линии 26 в уплотнительном элементе 24 распределены в окружном направлении неравномерно - линии 26 проложены с утолщенной стороны уплотнительного элемента 24, образованной вследствие эксцентрического расположения уплотнительного элемента 24 относительно основной трубы 30.

На фиг.10 показан поперечный разрез части пакерного узла 12, содержащей уплотнительный элемент 24. На данном чертеже показано, что продольная ось 58, проходящая через центр окружности с наружным диаметром уплотнительного элемента 24, смещена в сторону от продольной оси 32 основной трубы 3, проходящей через центр окружности с внутренним диаметром уплотнительного элемента 24.

Вследствие эксцентрического расположения уплотнительного элемента 24 относительно основной трубы 30 в нем имеется утолщенная сторона 60, в которой прокладываются линии 26 через каналы 36. Линии 26 не показаны на фиг.10 для большей наглядности чертежа, однако данные линии предпочтительно прокладываются через каналы 36 способом, вышеописанным для варианта пакерного узла, приведенного на фиг.2-9.

На фиг.11 приведен вид с торца концевого кольца 28. Следует отметить, что окружность концевого кольца 28 с наружным диаметром эксцентрически сдвинута относительно его окружности с внутренним диаметром. Кроме того, два отверстия 46 ограничены основной частью 40 и одной съемной частью 44 концевого кольца.

На фиг.12 приведен изометрический вид концевого кольца 28 при отсутствии съемной части 44. На данном чертеже показано, что втулка 54 имеет разрыв в окружном направлении в месте отсутствия съемной части 44 на основной части 40 концевого кольца. При этом линии 26 могут прокладываться через каналы 36 и концевое кольцо 28 до присоединения съемной части 44 к основной части 40 концевого кольца.

На фиг.13 показана втулка 54. На фиг.14 показан способ крепления секции 54а втулки 54 к съемной части 44 концевого кольца 28. Следует отметить, что при таком расположении компонентов между пластинками 56 втулки и пластинками 50, 52 на основной части 40 и съемной части 44 концевого кольца сохраняется сдвиг в окружном направлении, в результате чего между указанными пластинками в окружном направлении отсутствует зазор даже при их отгибании радиально наружу при разбухании уплотнительного элемента 24. На фиг.15 приведена секция 54а втулки 54, показанная отдельно от остальной части концевого кольца 28 и его съемной части 44.

На фиг.16-19 показан другой вариант пакерного узла, в котором имеются отверстия 46 под линии 26 плоских шлейфов двух разных размеров. Кроме того, линии 26 располагаются в утолщенной стороне пакерного узла 12, образованной в результате эксцентрического сдвига окружности с наружным диаметром пакерного узла 12 относительно окружности с внутренним диаметром пакерного узла 12.

На фиг.18 показано, что используемая в данном варианте втулка 54 имеет в основном цилиндрическую форму с разрывом в окружном направлении. На фиг.19 втулка 54 показано отдельно.

Хотя вышеописанные варианты концевого кольца 28 характеризуются наличием множества уникальных признаков (например, съемных частей 44 и пластинок 50, 52 и т.д.), следует четко понимать, что в рамках настоящего изобретения концевое кольцо может характеризоваться наличием одного или сочетанием нескольких этих признаков, при этом концевое кольцо необязательно должно характеризоваться наличием всех вышеописанных уникальных признаков.

Понятно, что в рамках вышеописанного изобретения предложено несколько улучшений известных конструкций пакерных узлов для использования в скважинах.

В вышеописанных вариантах пакерного узла 12 имеется концевое кольцо 28, которое используется для прокладки линий 26 разных видов, в любом количестве, с любым пространственным разделением и которым фиксируются линии при помощи одной или нескольких съемных частях 44. Экструзия уплотнительного элемента 24 в кольцевое пространство 14 предотвращается при помощи пластинок 50, 52, 56, отгибающихся радиально наружу при расширении уплотнительного элемента 24 наружу в радиальном направлении.

В рамках вышеописанного изобретения предложен пакерный узел 12 для использования в подземной скважине. Пакерный узел 12 может содержать уплотнительный элемент для герметизации кольцевого пространства и по меньшей мере одно концевое кольцо 28, имеющее на своей основной части 40 пластинки 50. Пластинки 50 смещаются радиально наружу при расширении уплотнительного элемента 24 наружу в радиальном направлении.

Уплотнительный элемент 24 может разбухать при контакте с требуемым флюидом в скважине.

Съемная часть 44 концевого кольца 28 может сцепляться с основной частью 40 концевого кольца 28 посредством запорных профилей 48.

Пластинки 50 могут располагаться поверх уплотнительного элемента 24.

Концевое кольцо 28 также может иметь втулку 54, содержащую пластинки 56, которые могут быть смещены в окружном направлении относительно пластинок основной части 50 концевого кольца.

По меньшей мере одна линия 26 может прокладываться через уплотнительный элемент 24 и концевое кольцо 28. Линия 26 может проходить через отверстие 46, ограниченное основной частью 40 концевого кольца 28 и съемной частью 44 концевого кольца 28.

В рамках вышеописанного изобретения также предложен способ уплотнения кольцевого пространства 14 в подземной скважине. Способ может включать расположение следующих друг за другом в окружном направлении групп пластинок 50, 52, в результате чего они проходят поверх уплотнительного элемента пакерного узла 12 радиально наружу, и отгибание пластинок наружу в радиальном направлении при разбухании уплотнительного элемента 24.

Способ также может включать установку в основной части 40 концевого кольца втулки 54 с содержащимися на ней пластинками 56, сдвинутыми в окружном направлении относительно пластинок 50 основной части концевого кольца.

Выше также описан пакерный узел 12 для использования в подземной скважине, причем пакерный узел 12 содержит уплотнительный элемент 24 для кольцевого пространства, который разбухает при контакте с требуемым флюидом в скважине. По меньшей мере одно концевое кольцо 28 имеет съемную часть 44, сцепленную с основной частью 40 концевого кольца 28 посредством запорных профилей 48.

Следует понимать, что различные вышеописанные варианты могут характеризоваться разного рода пространственной ориентацией, в том числе наклонной, перевернутой, горизонтальной, вертикальной и т.п., а также применяться в разных конфигурациях без отклонения от сути настоящего изобретения. Варианты осуществления изобретения, приведенные на чертежах, изображены и описаны только в качестве примеров практического применения принципов настоящего изобретения, которые не ограничиваются какими-либо конкретными особенностями данных вариантов осуществления изобретения.

В вышеприведенном описании вариантов осуществления изобретения слова, соответствующие указателям направления, такие как «над», «под», «верхний», «нижний» (с учетом их парадигм) и т.п., использованы для удобства иллюстрации информации, приведенной на соответствующих чертежах. В общем смысле, слова «над», «верхний», «вверх» (с учетом их парадигм) и т.п. выражают направление вдоль скважины к поверхности земли, а слова «под», «нижний», «вниз» (с учетом их парадигм) и т.п. выражают направление вдоль скважины от поверхности земли.

Безусловно, на основе тщательного ознакомления с вышеприведенным описанием вариантов осуществления изобретения специалисту понятно, что отдельные компоненты данных конкретных вариантов осуществления изобретения могут быть модифицированы, дополнены, заменены, исключены, а также в данные конкретные варианты осуществления изобретения могут быть внесены другие изменения в рамках принципов настоящего изобретения. Соответственно, вышеприведенное описание используется в качестве примера и предназначено для более ясного понимания сути изобретения, причем суть и объем настоящего изобретения ограниваются исключительно признаками, указанными в формуле изобретения, и эквивалентными признаками.

1. Пакерный узел (12) для использования в подземной скважине, содержащий уплотнительный элемент (24) для кольцевого пространства; и по меньшей мере одно концевое кольцо (28), которое содержит пластинки (50, 52, 56), расположенные круговым образом на указанном кольце, причем предусмотрено смещение указанных пластинок радиально наружу при расширении уплотнительного элемента наружу в радиальном направлении, при этом концевое кольцо содержит по меньшей мере одну съемную вставку (44), имеющую круговую часть (54а) с пластинками (56), причем указанная вставка и указанная круговая часть с пластинками выполнены с возможностью отсоединения от концевого кольца в виде единого узла, при этом одновременное отсоединение указанной вставки и указанной круговой части образует зазор между пластинками, тем самым позволяя проложить линию через пакерный узел.

2. Пакерный узел по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент разбухает при контакте с требуемым флюидом в скважине.

3. Пакерный узел по п. 1, отличающийся тем, что вставка сцеплена с концевым кольцом посредством запорных профилей (48).

4. Пакерный узел по п. 1, отличающийся тем, что пластинки (50, 52, 56) перекрывают друг друга.

5. Пакерный узел по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрена возможность прокладывания линии через отверстие, ограниченное концевым кольцом и вставкой.

6. Пакерный узел по п. 1, отличающийся тем, что через уплотнительный элемент и концевое кольцо проходит по меньшей мере одна линия.

7. Пакерный узел по п. 6, отличающийся тем, что обеспечена возможность фиксации линии в пакерном узле путем одновременной установки вставки и круговой части.

8. Способ уплотнения кольцевого пространства в подземной скважине, в котором размещают следующие друг за другом в окружном направлении пластинки так, чтобы они проходили поверх по меньшей мере одного конца уплотнительного элемента (24) пакерного узла (12) радиально наружу; обеспечивают отгибание пластинок наружу в радиальном направлении при разбухании уплотнительного элемента, причем первую часть пластинок (50) формируют на концевом кольце (28); и устанавливают в указанное концевое кольцо съемную вставку (44), на которой сформирована вторая часть (56)пластинок, причем вторая часть пластинок (56) перекрывается с первой частью пластинок (50), когда вставка установлена в концевом кольце, при этом отсоединение вставки образует зазор между следующими друг за другом в окружном направлении пластинками, тем самым позволяя проложить линию через пакерный узел.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что этап установки съемной вставки в концевое кольцо дополнительно содержит сцепление вставки с концевым кольцом посредством запорных профилей (48), с обеспечением фиксации линии в отверстии, ограниченном концевым кольцом и вставкой.

10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что уплотнительный элемент разбухает при контакте с требуемым флюидом в скважине.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанные первая и вторая части смещаются радиально наружу при разбухании уплотнительного элемента.

12. Пакерный узел (12) для использования в подземной скважине, содержащий уплотнительный элемент (24) для кольцевого пространства, разбухающий при контакте с требуемым флюидом в скважине; следующие друг за другом в окружном направлении пластинки, проходящие поверх по меньшей мере одного конца уплотнительного элемента радиально наружу; и по меньшей мере одно концевое кольцо (28), на котором сформирована первая часть пластинок (50, 56), и которое содержит съемную вставку (44) со сформированной на ней второй частью пластинок (52, 56), причем отсоединение вставки (44) образует зазор между следующими друг за другом в окружном направлении пластинками, тем самым позволяя проложить линию через пакерный узел.

13. Пакерный узел по п. 12, отличающийся тем, что предусмотрено одновременное удаление вставки (44) и второй части пластинок (52, 56) из концевого кольца.

14. Пакерный узел по п. 12, отличающийся тем, что предусмотрена одновременная установка вставки (44) и второй части пластинок (52, 56) в концевое кольцо.

15. Пакерный узел по п. 14, отличающийся тем, что предусмотрено перекрытие второй частью пластинок (50, 56) первой части пластинок (50, 52), когда вставка установлена в концевом кольце.

16. Пакерный узел по п. 12, отличающийся тем, что первая и вторая части пластинок смещаются радиально наружу при разбухании уплотнительного элемента.

17. Пакерный узел по п. 12, отличающийся тем, что через уплотнительный элемент и концевое кольцо проходит по меньшей мере одна линия.

18. Пакерный узел по п. 17, отличающийся тем, что вставка выполнена с возможностью фиксации линии в пакерном узле при установке вставки и второй части пластинок в концевом кольце.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности герметизации эксплуатационной колонны, достижении минимального сокращения проходного сечения эксплуатационной колонны с возможностью проведения по мере необходимости технологических операций при ремонте скважины и исследовании пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности герметизации эксплуатационной колонны, достижении минимального сокращения проходного сечения эксплуатационной колонны с возможностью проведения по мере необходимости технологических операций при ремонте скважины и исследовании пласта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов в горизонтальной скважине при раздельной закачке в них различных реагентов.

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений, пласты которых представлены водонасыщенными и нефтенасыщенными зонами и предназначено для изоляции заколонных перетоков и водонасыщенных зон в скважинах, в том числе с горизонтальным стволом.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к вариантам уплотнительных элементов пакера. Уплотнитель пакера выполнен из эластичных оболочек и металлической втулки.

Изобретение относится к изоляции зон осложнения при бурении скважин. Способ разобщения пластов в скважине профильным перекрывателем включает профилирование составляющих его труб, изготовление центраторов на профильных участках труб, нанесение герметика, соединение труб, спуск перекрывателя в необходимый интервал, расширение и прижатие к стенкам скважины.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано для разобщения полостей скважин пакерами с радиальным расширением под действием осевого давления.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Предназначено для разобщения ствола обсадной колонны скважины между погружным насосом и оборудованием для сепарирования добываемой жидкости от механических примесей, а также может быть использовано в процессе освоения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в процессе заканчивания скважин и установки гравийно-намывных фильтров, а также при проведении капитального ремонта скважин.

Устройство для герметизации ствола скважины содержит узел скважинного фильтра, имеющий верхний конец и сегмент неперфорированной несущей трубы рядом с верхним концом, съемный элемент, механический пакер и перепускной инструмент и набухающий пакер.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения пластов в скважине при раздельной закачке в них различных реагентов. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства. Устройство для обработки пластов в скважине содержит основной пакер с манжетой и проходным корпусом, дополнительный пакер с дополнительной манжетой и цилиндрической втулкой, причем проходной корпус основного пакера и цилиндрическая втулка дополнительного пакера соединены между собой полым стволом с радиальными каналами, разнесенными по высоте, превышающей толщину пласта, при этом длина полого ствола позволяет перекрывать основным и дополнительным пакерами с двух сторон наибольший из пластов скважины, глухую перегородку, установленную на нижнем конце проходного корпуса основного пакера, полый корпус. Манжета основного пакера и дополнительная манжета дополнительного пакера выполнены в виде нижнего и верхнего надувных резиновых элементов с соответствующими внутренними полостями, гидравлически соединенными между собой трубкой, причем внутри цилиндрической втулки дополнительного пакера жестко установлен палец со сквозными отверстиями снизу, при этом сверху в цилиндрическую втулку дополнительного пакера вставлена полая втулка, оснащенная радиальным отверстием, имеющим в исходном положении возможность гидравлического сообщения с внутренней полостью верхнего надувного резинового элемента дополнительного пакера посредством кольцевой выборки и гидравлического канала, выполненных в верхней части цилиндрической втулки дополнительного пакера, причем полая втулка подпружинена вверх относительно цилиндрической втулки дополнительного пакера, а снизу полая втулка оснащена седлом, на котором размещен шар, при этом сверху полая втулка телескопически установлена в полый корпус и зафиксирована срезным элементом в исходном положении, а в рабочем положении полая втулка имеет возможность ограниченного осевого перемещения вниз относительно полого корпуса и цилиндрической втулки дополнительного пакера, сжатия пружины, фиксации полой втулки относительно цилиндрической втулки и герметичного отсечения радиального отверстия полой втулки внутренней поверхностью цилиндрической втулки дополнительного пакера с подъемом шара выше седла полой втулки после взаимодействия полой втулки с неподвижным пальцем цилиндрической втулки дополнительного пакера и перепуска жидкости сверху вниз через сквозные отверстия пальца и радиальные отверстия полого ствола в обрабатываемый пласт, при этом полый корпус сверху оснащен сбивным клапаном. 2 ил.

Группа изобретений относится к гидравлически устанавливаемым пакерам для установки в кольцевом пространстве ствола скважины и к способам их установки. Технический результат заключается в увеличении установочной силы на пакерующем элементе. Гидравлически устанавливаемый пакер для установки в кольцевом пространстве ствола скважины содержит шпиндель с внутренним каналом и внутренним окном, связывающим внутренний канал с областью снаружи шпинделя; пакерующий элемент, расположенный на шпинделе, имеющий первую и вторую стороны, причем пакерующий элемент является сжимаемым для соединения со стволом скважины; поршень, расположенный на шпинделе на первой стороне пакерующего элемента и образующий первую и вторую поршневые камеры, причем первая поршневая камера сообщается с внутренним окном; и пространство байпаса, соединяющее кольцевое пространство на второй стороне пакерующего элемента со второй поршневой камерой поршня на первой стороне пакерующего элемента. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при изоляции водопритоков в горизонтальном или наклонном участках стволов добывающих скважин. Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины включает извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, создание непроницаемого экрана в интервале водопроявляющего пласта и последующее вымывание водоизоляционного раствора из скважины обратной циркуляцией после начала схватывания водоизоляционного состава. После извлечения из добывающей скважины насосного оборудования проводят геофизические исследования и определяют длину интервала водопроявляющего пласта в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины. Затем в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины спускают дополнительную колонну труб, оборудованную сверху направляющей воронкой и уплотнительным пакером. Ниже уплотнительного пакера дополнительную колонну труб оснащают двумя водонабухающими пакерами длиной по 1 м каждый, соединенными между собой перфорированным патрубком длиной, равной длине интервала водопроявляющего пласта. Внутри дополнительной колонны труб за перфорированным патрубком устанавливают фиксатор. При этом после спуска дополнительной колонны труб в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины и посадки уплотнительного пакера набухающие пакеры размещают на границах интервала водопроявляющего пласта. После ожидания набухания пакеров спускают колонну труб в скважину. Производят закачку водоизоляционного раствора по колонне труб через отверстия перфорационного патрубка в интервал водопроявляющего пласта с образованием водоизоляционного экрана. После чего закачиванием промывочной жидкости с созданием обратной циркуляции вымывают водоизоляционный раствор из дополнительной колонны труб скважины. Производят перфорацию дополнительной колонны труб до и после границ интервала водопроявляющего пласта. Затем в скважину на конце колонны труб спускают гидравлический разъединитель с расширяемой втулкой и обратным клапаном, пропускающим от забоя к устью скважины. При этом расширяемая втулка на концах оснащена уплотнительными кольцами. Спуск технологической колонны труб в скважину осуществляют до взаимодействия расширяемой втулки с фиксатором. После чего в технологической колонне труб создают избыточное давление и производят радиальное расширение наружу втулки до герметизации уплотнительными кольцами концов перфорированного патрубка дополнительной колонны труб. После чего производят отсоединение гидравлического разъединителя от расширяемой втулки и производят извлечение технологической колонны труб с гидравлическим разъединителем из скважины, спускают в скважину насосное оборудование и запускают скважину в работу. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности реализации способа, повышение качества водоизоляционных работ, исключение обводнения горизонтального участка ствола скважины из интервала водопроявляющего пласта. 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны в вертикальном, наклонном или горизонтальном стволе добывающей скважины. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности герметизации эксплуатационной колонны, а также в возможности реализации способов в наклонном или горизонтальном стволе скважины. Способ включает проведение геофизических исследований в скважине по определению интервала негерметичности эксплуатационной колонны, спуск на колонне труб в эксплуатационную колонну скважины верхнего и нижнего пакеров, соединенных между собой трубой, посадку верхнего и нижнего пакеров в скважине выше и ниже интервала негерметичности и извлечение колонны труб из скважины. При этом после определения интервалов негерметичности эксплуатационной колонны определяют верхний и нижний интервалы вырезания эксплуатационной колонны. Затем с устья скважины в эксплуатационную колонну спускают бурильную колонну, оснащенную снизу гидравлическим забойным двигателем и вырезающим устройством и осуществляют резку эксплуатационной колонны сверху вниз сначала в верхнем интервале вырезания эксплуатационной колонны, а затем в нижнем интервале вырезания эксплуатационной колонны. Поднимают колонну бурильных труб с гидравлическим забойным двигателем и вырезающим устройством на устье скважины и заменяют вырезающее устройство на раздвижной расширитель и вновь спускают в эксплуатационную колонну скважины колонну бурильных труб с гидравлическим забойным двигателем и раздвижным расширителем на конце и последовательно сверху вниз производят удаление остатков разрушенного цементного камня сначала из верхнего, а затем из нижнего интервалов вырезания эксплуатационной колонны. После чего извлекают колонну бурильных труб с раздвижным расширителем из эксплуатационной колонны скважины. На устье скважины снизу вверх собирают компоновку: жесткий центратор, нижний водонабухающий пакер, трубу, верхний водонабухающий пакер, разбуриваемый пакер с посадочным инструментом. Спускают компоновку на технологической колонне труб в эксплуатационную колонну скважины так, чтобы верхний и нижний водонабухающие пакеры размещались напротив верхнего и нижнего интервалов вырезания эксплуатационной колонны, и производят гидравлическую посадку разбуриваемого пакера в эксплуатационной колонне с помощью посадочного инструмента. Извлекают колонну труб с посадочным инструментом из эксплуатационной колонны скважины, при этом компоновка остается в заданном интервале эксплуатационной колонны скважины и осуществляют технологическую выдержку для набухания и пакеровки верхнего и нижнего водонабухающих пакеров в скважине. 4 ил.

Изобретение относится к скважинному защитному устройству (1) для скважинного инструмента (2), которое регулирует подачу электроэнергии от приводного устройства к электрическому компоненту, размещенному в инструменте (2). Устройство (1) содержит первый элемент (3), содержащий группу проводников (4), второй элемент (6), содержащий группу проводников (7), и движущее устройство (31) для перемещения первого элемента (3) относительно второго элемента (6). Проводники первого элемента (3) представляют собой первые проводники (8) и вторые проводники (9). По меньшей мере два из первых проводников (8) имеют большую площадь поверхности, чем вторые проводники (9), так что первые проводники (8) передают большее количество электроэнергии к проводникам второго элемента (6), чем вторые проводники (9). Технический результат - создание защитного устройства для скважинного инструмента, которое препятствует выполнению непреднамеренных операций при возникновении поломки в инструменте. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве водонабухающих пакеров. Техническим результатом является повышение изолирующей способности пакера. Водонабухающий пакер включает корпус и набухающий материал. Набухающий материал выполнен трехслойным, в качестве первого слоя набухающего материала использованы от 2 до 5 прослоев материала, имеющего прочность при растяжении порядка 15-25 кг/см2, удлинение при разрыве порядка 65-75% и увеличение объема при набухании в воде порядка 150-200%. В качестве второго слоя набухающего материала использованы от 2 до 6 прослоев материала, имеющего прочность при растяжении порядка 20-30 кгс/см2, удлинение при разрыве порядка 45-55% и увеличение объема при набухании в воде порядка 200-250%. В качестве третьего слоя набухающего материала использованы от 2 до 8 прослоев материала, имеющего прочность при растяжении порядка 25-35 кгс/см2, удлинение при разрыве порядка 30-40% и увеличение объема при набухании в воде порядка 250-300%. Исходный материал первого прослоя первого слоя приклеен к корпусу, а все исходные материалы всех слоев подвергнуты совместной и одновременной вулканизации. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу эксплуатации скважинного нефтепромыслового оборудования. Техническим результатом является повышение изолирующей способности пакера. Способ эксплуатации скважинного нефтепромыслового оборудования включает установку набухающего пакера на оборудовании, заполнение скважины жидкостью, в которой набухающий пакер не набухает, центрирование скважинного оборудования, спуск оборудования в скважину, замену скважинной жидкости на жидкость, в которой набухающий пакер набухает, с закручиванием потока жидкости вдоль пакера, набухание пакера и эксплуатацию оборудования с набухшим пакером. После замены скважинной жидкости организуют циклические возвратные движения жидкости с закручиванием потока в интервале установки пакера. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к оборудованию для разобщения и уплотнения интервалов добывающих или нагнетательных скважин. Технический результат заключается в уменьшении усилия на ограничительную втулку и повышении надежности работы. Узел уплотнения пакера содержит корпус в виде трубы с упорной поверхностью снизу, эластичный уплотнительный элемент, верхнюю и нижнюю ограничивающие втулки трапециевидного сечения, размещенные на торцах уплотнительного элемента с возможностью осевого перемещения. Эластичный уплотнительный элемент выполнен с сечением в форме треугольника, ориентированного вершиной к корпусу, а на сходящихся торцах втулок выполнены направляющие пазы с образованием выступов, имеющих форму равнобедренных треугольников с основанием, примыкающим к корпусу, причем выступы на втулках расположены в шахматном порядке, обеспечивающем зацепление втулок при осевом перемещении за счет вхождения выступов одной втулки в пазы другой. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для разобщения и герметизации нарушений скважины. Техническим результатом является повышение надежности пакера. Пакер имеет расширяемый патрубок с переводником, уплотнительные манжеты на корпусе расширяемого патрубка, цельный конусный дорн, центрирующую воронку, ловильный патрубок. На корпусе расширяемого патрубка выполнены насечки, исключающие скольжение уплотнительных манжет, при установке пакера применен стандартный гидравлический посадочный инструмент. Дорнирование расширяемого патрубка пакера осуществлено при помощи конусного дорна. 2 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам расширения, помещаемым в обсадную колонну или в трубчатую конструкцию скважины для расширения кольцевой перегородки внутри скважины. Кольцевая перегородка содержит трубчатую конструкцию, устанавливаемую в составе трубчатой конструкции скважины, расширяемую гильзу, охватывающую трубчатую конструкцию, и соединительную часть, соединяющую расширяемую гильзу с трубчатой конструкцией. Трубчатая конструкция имеет отверстие и два выступающих элемента, уменьшающих внутренний диаметр трубчатой конструкции. Устройство расширения содержит трубчатую часть, которая проходит между первой концевой частью и второй концевой частью и содержит между первым и вторым концами по меньшей мере одно отверстие, внутреннюю поверхность, охватывающую внутреннее пространство, и внешнюю поверхность. Устройство расширения содержит по меньшей мере первый и второй уплотнительные элементы, герметично соединенные с внешней поверхностью трубчатой части. Повышается надежность расширения и герметизации, упрощается конструкция 6 н. и 18 з.п.ф-лы, 14 ил.
Наверх