Тампонирующая пакерная система с кабельным каналом

Полезная модель относится к области добычи углеводородов (нефти, газа, конденсата и т.д.) и может быть использована для ликвидации негерметичности эксплуатационных колонн добывающих скважин.
Известен пакер с кабельным вводом (RU 2540369 С2 Е21В 33/12, 10.02.2015), содержащий 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 на участке под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично посредством компаунда, в котором на уровне наружной поверхности ствола установлена защитная накладка с радиусом наружной цилиндрической поверхности, равным половине диаметра наружной поверхности ствола, при этом по краям продольного канала под силовой кабель на длине, по меньшей мере, разжатых кольцевых манжет выполнены уступы, фиксирующие положение защитной накладки, последняя выполнена с дугообразным профилем на уровне наружной поверхности ствола с возможностью уплотнения герметизирующего компаунда охватом внутренней цилиндрической поверхностью и ограничена от смещения вдоль ствола полукольцевыми сухариками, которые установлены в кольцевых канавках, выполненных на стволе по обе стороны кольцевых манжет.
Недостатком данного пакера является наличие высоких рисков создания аварийной ситуации из-за присыпания нижнего пакера породосодержащим шламом из интервала негерметичности, а также отсутствие свободного сообщения надпакерного и подпакерных пространств, что ограничивает эксплуатационные характеристики скважины : отвод газа, ингибирование, технологические промывки, глушение, отслеживание динамических характеристик.
Известна также пакерная кабельная система (RU 2439297 C1, Е21В 43/14. 10.01.2012) для эксплуатации одного или одновременно-раздельно нескольких пластов скважины, включающая один или несколько пакеров, спускаемых в добывающую или нагнетательную скважину выше и/или между пластами на колонне труб с одним или несколькими кабельными глубинными устройствами, оснащенных, по крайней мере, одним кабельным вводом и состоящих, по меньшей мере, из ствола с осевым или неосевым проходным каналом для перетока среды и наружным продольным пазом для ввода и уплотнения герметизатором кабеля, уплотнительных манжет и опорных элементов на стволе, отличающаяся тем, что для упрощения ввода кабеля на устье и герметизации его в пакерной системе путем передачи нагрузки сжатия уплотнительных манжет частично изнутри на герметизатор в наружном продольном пазе она оснащена, по крайней мере, одним шарнирным узлом для упрощения соединения при ее монтаже с трубами, причем либо наружный продольный паз ствола пакера по всей его длине, в том числе до, под и после уплотнительных манжет, выполнен наподобие ласточкина хвоста, исключающего возможность выхода кабеля в нем за пределы наружного диаметра ствола, причем наружный продольный паз по всей наружной поверхности кабеля на участке ствола под уплотнительными манжетами заполнен герметизатором из эластичного материала, либо наружный продольный паз ствола пакера, по меньшей мере, на участке под уплотнительными манжетами выполнен в виде прямоугольного паза, в котором по всей наружной поверхности кабеля размещен герметизатор из эластичного материала, а сверху его установлена и застопорена защитная скоба из твердого или мягкого материала, либо наружный продольный паз ствола пакера выполнен на участке до и после уплотнительных манжет наподобие ласточкина хвоста, исключающего возможность выхода кабеля в нем за пределы наружного диаметра ствола, а на участке под уплотнительными манжетами - в виде прямоугольного паза, в котором по всей наружной поверхности кабеля размещен герметизатор из эластичного материала, а сверху его установлена и застопорена защитная скоба из твердого или мягкого материала. Данная пакерная система выбрана в качестве ближайшего аналога.
Недостатком известной пакерной системы также является наличие высоких рисков создания аварийной ситуации из-за присыпания нижнего пакера породосодержащим шламом из интервала негерметичности, а также отсутствие свободного сообщения надпакерного и подпакерного пространств, вследствие герметичной заделки кабельного ввода, что кардинально ограничивает эксплуатационные характеристики скважины, а именно отвод газа, ингибирование. технологические промывки, глушение, отслеживание динамических характеристик.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик скважины.
Технический результат, достигаемый заявляемой тампонирующей пакерной системой с кабельным каналом, выражается в повышении эксплуатационных характеристик скважины за счет надежной герметизации интервала негерметичности эксплуатационной колонны, находящегося выше глубины спуска насосного оборудования, с исключением аварийных ситуаций и сохранения сообщения надпакерного и подпакерного пространств.
Технический результат достигается тем, что в тампонирующей пакерной системе с кабельным каналом, включающей: герметизирующие узлы с манжетами, по крайней мере, один кабельный канал, шарнирный узел, для соединения пакерной системы при ее монтаже с трубами, якорь, согласно полезной модели между двумя соседними герметизирующими узлами с манжетами, в расчетной зоне негерметичности, установлен тампонирующий экран, выполненный в виде рукава из эластичного материала, оснащенный клапанным узлом надува, а кабельный канал размещен в межтрубном пространстве эксцентрично расположенных и соединенных друг с другом спускаемых в скважину труб.
Эксцентрично расположенные трубы могут быть соединены резьбовым соединением.
Тампонирующий экран может быть выполнен состоящим из слоев металлизированной сетки, кордной ткани и резины.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана тампонирующая пакерная система в целом (продольный разрез); на фиг. 2 показан собственно тампонирующий узел; на фиг. 3 показан разрез по А-А на фиг. 1.
Тампонирующая пакерная система с кабельным каналом включает две эксцентрично расположенные трубы 1 и 2, с кабельным каналом 3 в межтрубном пространстве, герметизирующий узел 4 с манжетой, герметизирующий узел 5 с манжетой, тампонирующий экран 6, с клапанным узлом надува 7, с отверстиями 8 для заполнения рукава, якорь 9, шарнирный узел 10, срезные штифты 11, кабель 12.
Тампонирующая пакерная система с кабельным каналом работает следующим образом.
Тампонирующую пакерную систему с кабельным каналом устанавливают промежуточным звеном в компоновку погружного оборудования при спуске кабельного глубинного устройства, в частности, электроцентробежного насоса в добывающих скважинах. После обнаружения точного места интервала негерметичности эксплуатационной колонны и соответствующей подготовки скважины, производят спуск насосного оборудования в расчетный интервал, на глубину ниже интервала негерметичности эксплуатационной колонны. Собирают собственно тампонирующую пакерную систему, рассчитанную таким образом, чтобы при установке системы один герметизирующий узел 4 с манжетой, был размещен выше интервала негерметичности, а второй герметизирующий узел 5 с манжетой - ниже интервала негерметичности, а тампонирующий экран 6 на уровне интервала негерметичности. С помощью подъемных сооружений (автокран, подъемный агрегат) собранную систему укладывают на приемные мостки ремонтной бригады, смонтированные на устье скважины. В кабельный канал 3, сформированный в межтрубном пространстве, образованном двумя эксцентрично расположенными и соединенными друг с другом трубами 1 и 2, протаскивают кабель 12 электроцентробежного насоса, предварительно отрубленный с основного барабана, при этом длина отрезка планируется с тем учетом, что после подъема и монтажа пакерной системы необходимо будет выполнить сращивание кабеля с основной кабельной линией на барабане. Далее пакерную систему с помощью подъемного агрегата поднимают на требуемую высоту над устьем скважины, после чего ее соединяют с насосно-компрессорными трубами, находящимися в устьевом удерживающем устройстве (спайдере). Соединение производят при помощи шарнирного узла (монтажного вертлюга) 10, для исключения вращения участка пакерной системы, находящегося выше шарнирного узла. Далее кабель с помощью крепежных поясов фиксируют на стволе компоновки, производят сращивание отрубленного участка кабеля с основной кабельной линией и продолжают спуск в скважину на насосно-компрессорных трубах. После достижения плановой глубины производят геофизическую привязку меры погружного оборудования к интервалу негерметичности. Далее, после монтажа план-шайбы и опрессовки кабельного ввода фонтанной арматуры скважины, механическим перемещением приводят в действие якорь 9 и подвеску разгружают до 4 тонн ниже собственного веса, при этом приводится в действие нижний герметизирующий узел 5, манжеты которого герметизируют затрубное пространство ниже интервала негерметичности. Далее в трубное пространство трубы 1 подают жидкость (раствор глушения), создавая, таким образом, в трубном пространстве избыточное давление расчетной величины, зависящей от критериев конкретной скважины, и происходит раздувание тампонирующего экрана 6 и тампонирование проходного сечения в скважине в интервале негерметичности. Жидкость поступает в рукав 3 из трубного пространства трубы 1 через клапанный узел надува 7 через отверстия 8. Далее механической разгрузкой до N тонн (регулируется штифтами в зависимости от скважинных условий) ниже собственного веса срезаются штифты 11 в верхнем уплотняющем узле 4, происходит закрытие соединительного канала между трубным пространством и полостью рукава тампонирующего экрана 6 и затем герметизация верхнего уплотняющего узла 4 с фактической разгрузкой до полной посадки план-шайбы на крестовину фонтанной арматуры. После проведения работ, сообщение надпакерного и подпакерного пространства остается свободным за счет формирования кабельного канала в межтрубном пространстве образованным двумя эксцентрично расположенным трубами, что позволяет проводить технологические операции по промывке и глушению скважин при эксплуатации.
Таким образом, заявляемое устройство тампонирующей кабельной системы по сравнению с ближайшим аналогом улучшает эксплуатационные характеристики скважины за счет снижения аварийности при эксплуатации, вследствие надежной герметизации колонно-пакерного пространства в интервале негерметичности эксплуатационной колонны, находящимся выше глубины спуска насосного оборудования и исключения проникновения породосодержащих шламов, а также за счет ликвидации эксплуатационных ограничений и возможности эксплуатации скважины с проведением всех необходимых технологических операций, вследствие сообщения надпакерного и подпакерного пространств, достигаемого негерметичным проходным сечением кабельного канала.