Водонабухающий пакер



Водонабухающий пакер
Водонабухающий пакер

 


Владельцы патента RU 2584171:

Акционерное общество "Камско-Волжское акционерное общество резинотехники "КВАРТ" (RU)
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разобщении и изоляции интервалов скважины. Техническим результатом является повышение изолирующей способности пакера. Водонабухающий пакер включает корпус, упорные кольца и уплотнительный элемент из водонабухающего полимера. Упорные кольца со стороны, противоположной уплотнительному элементу, снабжены цанговыми фиксаторами, выполненными с возможностью обжатия обжимными кольцами, с другой стороны упорные кольца снабжены канавкой около корпуса. Упорные кольца изготовлены из стали, более прочной материала стали корпуса. Сверху и снизу от упорных колец на корпусе размещены центраторы-турбулизаторы. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разобщении и изоляции интервалов скважины.

Известен пакер, включающий полый ствол, на котором установлен уплотнительный элемент, выполненный из набухающего эластомера, на наружной поверхности которого или ее части выполнены кольцевые канавки произвольной формы. На стволе у концевых участков уплотнительного элемента имеются защитные кольца, закрепленные на стволе (патент на полезную модель №86650, кл. Е21В 33/12, опубл. 10.09.2009).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является пакер, состоящий из полого корпуса с опорами и установленным на нем уплотнительным элементом из водонабухающего полимера (патент на полезную модель №70543, кл. Е21В 33/12, опубл. 27.01.2008 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является невысокая изолирующая способность пакера, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, и слабый узел крепления упорных колец.

В предложенном изобретении решается задача повышения изолирующей способности пакера и его жесткой фиксации относительно упорных колец.

Задача решается тем, что в водонабухающем пакере, включающем корпус, упорные кольца и уплотнительный элемент из водонабухающего полимера, согласно изобретению упорные кольца со стороны, противоположной уплотнительному элементу, снабжены цанговыми фиксаторами, выполненными с возможностью обжатия обжимными кольцами, с другой стороны упорные кольца снабжены канавкой около корпуса, упорные кольца изготовлены из стали, более прочной материала стали корпуса, а сверху и снизу от упорных колец на корпусе размещены центраторы-турбулизаторы.

Сущность изобретения

Общим недостатком известных водонабухающих пакеров является невысокая изолирующая способность пакера, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах. Это обусловлено тем, что даже в вертикальных скважинах пакер касается одной стороной стенки скважины. Контакт с водой, вызывающей набухание, осуществляется преимущественно с противоположной стороны. Пакер набухает однобоко, преимущественно с одной стороны. Расстояние от корпуса пакера до стенки скважины оказывается равным удвоенному зазору между пакером и стенкой. Прижатие набухающего полимера к стенкам скважины оказывается разным. При больших перепадах давления перед и после пакера такого прижатия оказывается недостаточно для разобщения или изоляции интервалов скважины. Особенно этот недостаток проявляется в горизонтальных скважинах, где пакер лежит на стенке ствола скважины. В процессе спуска пакера в скважину происходит страгивание с места и скольжение упорных колец и уплотнительного элемента вдоль корпуса пакера. Возникает переток жидкости не только вдоль стенки скважины, но и вдоль корпуса пакера. Изолирующая способность пакера снижается. В предложенном изобретении решается задача повышения изолирующей способности пакера. Задача решается следующим образом.

В водонабухающем пакере, включающем корпус, упорные кольца и уплотнительный элемент из водонабухающего полимера, упорные кольца со стороны, противоположной уплотнительному элементу, снабжены цанговыми фиксаторами, выполненными с возможностью обжатия обжимными кольцами, с другой стороны упорные кольца снабжены канавкой около корпуса, упорные кольца изготовлены из стали, более прочной материала стали корпуса, а сверху и снизу от упорных колец на корпусе размещены центраторы-турбулизаторы.

На фиг. 1 представлен заявленный пакер в сборе перед спуском его в скважину.

На фиг. 2 представлен пакер в разрезе без центраторов-турбулизаторов.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - упорные кольца, 3 - уплотнительный элемент из водонабухающего полимера; 4 - центраторы-турбулизаторы.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 5 - цанговый фиксатор, 6 - обжимное кольцо, 7 - канавка, 8 - отверстия с резьбой, 9 - винт; 10 - насечки; 11 - разрезы.

Пакер собирают следующим образом.

На корпусе 1 размещают упорные кольца 2, вворачивают в отверстия 8 винты 9 до закрепления упорных колец 2 на корпусе 1. Укладывают на корпус 1 уплотнительный элемент 3 с размещением его в канавке 7. На цанговые фиксаторы 5 надвигают обжимные кольца 6. На внутренней части цангового фиксатора имеются поперечные насечки 10 и продольные разрезы 11. Насечки 10 способствуют зацеплению элементов цанги за тело корпуса 1, за счет продольных разрезов 11 происходит плотное прижатие к корпусу 1.

Пакер спускают в скважину на колонне обсадных или насосно-компрессорных труб в заданный интервал. При сборке на устье скважины устанавливают центраторы-турбулизаторы 4 в интервале соединения пакерной трубы с предыдущей и последующей трубой. Заменяют скважинную жидкость на пресную воду и проводят технологическую выдержку до набухания уплотнительного элемента 3.

Центраторы-турбулизаторы 4 представляют собой центрирующий элемент с несколькими внешними лопастями в количестве 3-5 штук на окружности с углом наклона лопастей 35-40° к оси корпуса. Отношение высоты лопасти к диаметру корпуса 0,35-0,45. Центраторы-турбулизаторы центрируют расположение корпуса пакера относительно стенок скважины. В процессе замещения пресной водой центраторы-турбулизаторы создают турбулентный режим течения жидкостей, увеличивая степень замещения скважинной жидкости водой в интервале установки пакера и в зазоре между уплотнительным элементом и стенкой скважины, тем самым увеличивая скорость и степень набухания водонабухающего пакера. Такой способ установки и активации водонабухающего пакера обеспечивает работоспособность пакера в пластовых водах с любой степенью минерализации.

Упорные кольца изготовлены из стали марки не ниже, чем Сталь 40Х ГОСТ 4543-71, которая кратно прочнее материала трубы корпуса. Цанга заклинивается и выдерживает осевую нагрузку до 50 тонн, тем самым надежно защищая тело пакера от страгивания и перемещения по телу трубы.

Промысловые испытания пакера на скважинах показали полную изолирующую способность пакера.

Применение предложенного пакера позволит повысить качество разобщения пластов с высокой изолирующей способностью пакера.

Водонабухающий пакер, включающий корпус, упорные кольца и уплотнительный элемент из водонабухающего полимера, отличающийся тем, что упорные кольца со стороны, противоположной уплотнительному элементу, снабжены цанговыми фиксаторами, выполненными с возможностью обжатия обжимными кольцами, с другой стороны упорные кольца снабжены канавкой около корпуса, упорные кольца изготовлены из стали, более прочной материала стали корпуса, а сверху и снизу от упорных колец на корпусе размещены центраторы-турбулизаторы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ремонту скважин, а именно к элементам скважинного инструмента. Технический результат заключается в получении временного элемента скважинного инструмента для ремонта скважин и технологии расчета механической прочности разлагаемого полимера.

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.

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.

Изобретение относится к устройствам для разобщения и герметизации нарушений скважины. Техническим результатом является повышение надежности пакера.

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.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу эксплуатации скважинного нефтепромыслового оборудования. Техническим результатом является повышение изолирующей способности пакера.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве водонабухающих пакеров. Техническим результатом является повышение изолирующей способности пакера.

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).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны в вертикальном, наклонном или горизонтальном стволе добывающей скважины.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при изоляции водопритоков в горизонтальном или наклонном участках стволов добывающих скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для оснащения скважин потайными обсадными колоннами при нарушении эксплуатационных колонн. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства. Устройство состоит из корпуса с упорами, связанными с ниппелем, между которыми размещены подпружиненные защелки, охватывающими ниппель. Корпус верхним концом связан со шлицевой гайкой, а нижним с муфтой, с образованием кольцевой камеры, в которой размещен толкатель с силовым поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с подпружиненными защелками, подпружиненный кольцевой ступенчатый поршень, полость под которым гидравлически связана перепускным отверстием с осевым каналом ниппеля, перекрытым в исходном положении шторкой, связанной с ниппелем срезным элементом. Привод для съема шторки выполнен в виде разделительной пробки. Муфта снабжена гидроцилиндром, втулкой с циркуляционным отверстием и продольными каналами, охватывающей ступенчатый кольцевой поршень, стволом, охватывающим ниппель, и внутренней расточкой, связанной отверстием в теле муфты с полостью гидроцилиндра над силовым поршнем, связанным с толкателем, в котором установлено разрезное стопорное кольцо, обращенное к кольцевым насечкам на теле ствола, на наружной поверхности которого установлена гильза с поясками на концах, имеющей ряд продольных прорезей, охватываемая уплотнителем, опирающимся на упорную гайку, связанную со стволом. Корпус снабжен шлицевой гайкой с внутренними продольными пазами, в которых размещены ответные выступы переходника. На внешней поверхности переходника выполнена резьба и установлена стопорная гайка, с возможностью торцового контакта с корпусом. На нижнем конце ниппеля установлена продавочная пробка, связанная с ним штифтом, съем которой выполнен в виде посадочного клапана, свободно проходящего через осевой канал шторки и входящего во взаимодействие с продавочной пробкой. Механизм соединения лифтовой колонны труб с корпусом размещен на нижнем конце колонны труб и выполнен в виде верхнего патрубка с гайкой и изолирующей прокладкой, связанного через муфту с патрубком-удлинителем, снабженным уплотнителем, установленных с возможностью торцового контакта изолирующей прокладки с торцом шлицевой гайки, при одновременном контакте муфты с кольцевым поршнем толкателя. 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для изоляции зоны осложнения ствола скважины при бурении. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. Устройство для спуска и установки профильного перекрывателя в скважине включает профильный перекрыватель с цилиндрическими участками и резьбовыми соединениями, установленный на нижнем конце перекрывателя башмак с обратным клапаном и ловильной головкой вверху, расширяющую головку, состоящую из нескольких секций, установленных друг над другом с уменьшающимися по диаметру рабочими поверхностями в сторону перекрывателя, и содержащую сверху узел соединения с колонной труб, а снизу - замковый механизм, герметично соединенный с верхним концом перекрывателя, с ловителем внизу под ловильную головку башмака, верхний и нижний концы профильного перекрывателя выполнены в виде продольно-гофрированной трубы с пятью и более лучами, при этом замковый механизм выше перекрывателя снабжен специальным дорном, торец конусной поверхности которого выполнен с возможностью взаимодействия с внутренним дорном, установленным в цилиндрической части перекрывателя. Конусная поверхность специального дорна выполнена гладкой, внутренний дорн выполнен сборным, состоящим из верхнего и нижнего расширителей, а расширяющая головка оснащена полым цилиндрическим штоком с боковым отверстием, соединенным внизу с нижним расширителем, а сверху - оснащенным упором, при этом специальный дорн и верхний расширитель установлены на цилиндрическом штоке с возможностью ограниченного перемещения вверх до упора под действием избыточного давления внутри перекрывателя, причем верхний расширитель герметично установлен в цилиндрической части перекрывателя, оснащен замковым механизмом, фиксирующим на цилиндрическом штоке от сдвига вниз, и боковым сквозным каналом, выполненным с возможностью сообщения с боковым отверстием цилиндрического штока в верхнем крайнем положении, причем верхний расширитель сверху оснащен конической поверхностью с углом при вершине, позволяющим произвести расширение конца перекрывателя после раздачи избыточным давлением профильных труб перекрывателя. 3 ил.

Пакер // 2584712
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для разобщения пластов в процессе строительства скважин. Технический результат заключается в повышении надежности разобщения пластов в процессе строительства скважин. Пакер установлен на колонне обсадных труб в скважине и включает в себя корпус с центральным и впускным каналами, размещенную на корпусе продольно-гофрированную оболочку, образующую с его наружной стенкой гидравлическую камеру, сообщенную впускным каналом, перекрытым обратным клапаном, с центральным каналом корпуса, уплотнительный элемент, размещенный снаружи оболочки, причем периметр оболочки после выправления гофр оболочки изнутри давлением равен периметру скважины в месте установки пакера. Уплотнительный элемент установлен на всю длину оболочки, а во впускной канал между обратным клапаном и центральным каналом корпуса установлен сбивной, полый, заглушенный со стороны центрального канала клапан, выполненный с возможностью разрушения при взаимодействии с цементировочной пробкой. Полость этого клапана со стороны оболочки перекрыта радиальной манжетой и мембраной, выполненной с возможностью разрушения при росте давления внутри корпуса после посадки цементировочной пробки на стоп-кольцо. Радиальная манжета выполнена с возможностью пропускания жидкости из центрального канала в гидравлическую камеру через обратный клапан, выполненный в виде самоуплотняющихся манжет, снабженных упорами и защитными кольцами. 2 ил.

Изобретение относится к заглушкам для буровой скважины. Техническим результатом является изоляция буровой скважины. Заглушка для буровой скважины со стенками содержит, по меньшей мере, одну капсулу из непроницаемого для текучих сред материала, при этом капсула выполнена таким образом, что между капсулой и стенками имеется зазор, когда капсула вводится в буровую скважину; по меньшей мере, один запал; причем при активировании указанного, по меньшей мере, одного запала капсула может расширяться; муфту для соединения трубопровода с капсулой; при этом пропускное отверстие проходит через капсулу, так что текучая среда может течь через капсулу и отводиться по трубопроводу, и клапан, который может открывать и закрывать пропускное отверстие. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является обеспечение возможности работы устройства при высоких давлении и температуре. Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины содержит трубы НКТ, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный концентрично трубе НКТ между нею и обсадной трубой, при этом уплотнительный элемент выполнен из двух частей: верхней, изготовленной из материала, имеющего относительно низкий коэффициент температурного расширения, и нижней, имеющей относительно высокий коэффициент температурного расширения, при этом обе части без осевого зазора установлены между верхним и нижним упорами, жестко связанными с трубой НКТ и опорной сопло-муфтой, установленной на конце нижней трубы НКТ. Верхний уплотнительный элемент изготовлен из графлекса, а нижний - из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, насыщенного алюминиевой пудрой. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для разобщения отдельных участков ствола скважины. Техническим результатом является обеспечение возможности работы при высоких давлении и температуре. Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины содержит трубы НКТ, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный концентрично трубе НКТ между ней и обсадной трубой. Уплотнительный элемент выполнен из трех частей: верхней, изготовленной из материала, имеющего относительно низкий коэффициент температурного расширения, средней, изготовленной из металлорезины, и нижней, имеющей относительно высокий коэффициент температурного расширения. При этом все части без осевого зазора установлены между верхним упором, жестко связанным с трубой НКТ, и поршнем, установленным под уплотнительным элементом. На конце нижней трубы НКТ установлено опорное сопло-муфта. Верхняя часть уплотнительного элемента изготовлена из графлекса, нижняя часть уплотнительного элемента изготовлена из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, базальтовое волокно насыщено частицами металла. В качестве металла для насыщения применена алюминиевая пудра. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к механическим пакерам. Техническим результатом является повышение надежности герметизации трубного и затрубного пространств за счет достижения и проверки полной герметизации в месте кабельного ввода, обеспечение защиты кабеля от повреждения, регулирование усилия срабатывания пакера при его посадке, ориентирование и предотвращение от свободного вращения на внешнем стволе пакера заякоривающего узла. Пакер механический осевой с кабельным вводом, содержащий внешний и внутренний стволы, вставленные один в другой, крепящиеся вместе с ориентированием по кабельному вводу и образующие между собой продольный канал, кабельный герметизатор, расположенный в верхней части пакера, уплотнительный узел. Пакер содержит последовательно расположенные кабельный герметизатор, уплотнительный, заякоривающий, центрирующий и соединительный узлы, последний из которых имеет накидную гайку и корончатую втулку, закрепленную верхней частью на внешнем стволе, а нижней частью входящей в пазы, расположенные на муфте внутреннего ствола. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Пакер // 2590171
Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективной работы заявленного устройства при высоких рабочих давлении и температуре. Пакер содержит трубы НКТ, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный концентрично трубе НКТ между нею и обсадной трубой, между верхним и нижним упорами. Между уплотнительным элементом и нижним упором установлен подвижный элемент и прижимной элемент из материала с памятью формы, при этом уплотнительный элемент изготовлен из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм. Базальтовое волокно насыщено частицами металла. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к кольцевым барьерам, расширяемым в кольцевом пространстве между трубчатой конструкцией скважины и внутренней стенкой ствола скважины, а также к кольцевым барьерным системам и системам ствола скважины, содержащим указанный кольцевой барьер. Технический результат заключается в обеспечении более высокой герметичности между манжетой и трубчатым элементом, а также в обеспечении возможности механически обработать соединительный элемент так, чтобы идеально подогнать его к трубчатому элементу, не подвергая изменению материал манжеты и способность манжеты к расширению. Кольцевой барьер содержит трубчатый элемент для установки в качестве части трубчатой конструкции скважины, расширяемую манжету, изготовленную из первого металла, охватывающую трубчатый элемент и ограничивающую пространство, гидравлически соединенное с внутренней полостью трубчатого элемента, причем расширяемая манжета вытянута в продольном направлении и имеет внутреннюю поверхность, обращенную к трубчатому элементу, и два конца. Кольцевой барьер также содержит два соединительных элемента, изготовленных из второго металла и соединяющих расширяемую манжету с трубчатым элементом на каждом из концов расширяемой манжеты соответственно, отверстие в трубчатом элементе для обеспечения возможности прохождения текучей среды в указанное пространство для расширения манжеты и переходную область, содержащую соединение манжеты с соединительным элементом, при этом первый металл является более гибким, чем второй металл. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к затрубным барьерам, скважинным системам и способам сохранения уплотнения. Технический результат заключается в увеличении уплотнительной способности затрубного барьера. Затрубный барьер содержит трубчатую часть для установки в качестве части скважинной трубчатой конструкции, разжимную муфту, окружающую трубчатую часть, при этом каждый конец разжимной муфты прикреплен к трубчатой части посредством соединительной части, проход в трубчатой части или соединительной части, и предохранительную муфту, имеющую первое соединение и второе соединение для прикрепления предохранительной муфты на внешней поверхности разжимной муфты, а также отверстие в соединении с предохранительной муфтой. Предохранительная муфта и разжимная муфта образуют полость, связанную с возможностью передачи текучей среды с затрубным пространством через отверстие, при этом предохранительная муфта имеет среднюю часть, расположенную между двумя соединениями, а отверстие расположено ближе к одному из соединений, чем к средней части, обеспечивая связь с возможностью передачи текучей среды между полостью и затрубным пространством напротив одного из соединений через отверстие. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 19 ил.
Наверх