ПАКЕР С КАБЕЛЬНЫМ ВВОДОМ

Полезная модель относится к области добычи углеводородов (нефти, газа, конденсата и т.д.) и может быть использована для разобщения межтрубного пространства в добывающей, газлифтной или нагнетательной скважинах с интервалами негерметичности с одним или несколькими эксплуатационными пластами.
Известен двуствольный пакер с кабельным вводом [RU №130342, опубликовано 20.07.2013], содержащий наружный и внутренний стволы, образующие между собой межствольное пространство, в котором установлен силовой кабель, уплотнительный элемент, герметизатор, соединительный узел, расположенный на наружном стволе с возможностью перемещения, и корпус (кожух), расположенный на наружном стволе над или под уплотнительным элементом противоположно соединительному узлу с возможностью перемещения. Корпус выполнен с отверстием с выходящими из него каналами, в одном из которых герметично закреплен силовой кабель посредством герметизатора, состоящего из прижимного элемента, по меньшей мере, из одного герметизирующего элемента, и, по меньшей мере, одного упорного элемента. Кроме этого силовой кабель в канале корпуса герметично закреплен по броне или по жилам силового кабеля посредством герметизирующего элемента. Герметизирующий элемент представляет собой герметизирующий состав в виде компаунда. Пакер также дополнительно снабжен уплотнительным элементом пакера и/или входным отверстием, по меньшей мере, одной линией закачки химических реагентов и/или, по меньшей мере, одной линией отвода газа, установленной в межствольном пространстве.
Недостатками известного технического решения являются необходимость нарушения целостности силового кабеля для его размещения и герметизации в пакере, что влечет за собой необходимость последующего выполнения сростки кабеля, которая повышает риск разгерметизации жил и, как следствие, отказа погружного насосного оборудования, а также сравнительно малый диаметр внутреннего проходного отверстия пакера, которое снижает его пропускную способность и не позволяет пропускать через него геофизические приборы и другое подземное оборудование, что ограничивает функциональные возможности известного пакера.
Известен пакер с кабельным вводом [RU 2540369, опубликовано 10.02.2015], взятый за прототип, содержащий ствол, уплотнительный элемент в виде смонтированных на стволе сжимаемых кольцевых манжет и якорь. Снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично посредством компаунда. В продольном канале с размещенным в нем силовым кабелем, на участке под кольцевыми манжетами, на уровне наружной поверхности ствола установлена защитная накладка дугообразного профиля с возможностью уплотнения охватом внутренней цилиндрической поверхностью герметизирующего компаунда и ограниченной от смещения вдоль ствола полукольцевыми сухариками. По краям продольного канала на длине, по меньшей мере, разжатых кольцевых манжет выполнены уступы, фиксирующие положение защитной накладки на уровне наружной поверхности ствола.
Недостатками прототипа являются недостаточная герметизация кабеля из-за применения жидких герметиков (компаунда), а также сравнительно малый диаметр внутреннего проходного отверстия пакера, которое снижает его пропускную способность и не позволяет пропускать через него геофизические приборы и другое подземное оборудование, что ограничивает функциональные возможности известного пакера.
Задачей предлагаемого технического решения являются повышение надежности работы пакера за счет сохранения целостности силовой кабельной линии, проходящей через пакер, повышение функциональных возможностей пакера.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении эксплуатационной надежности погружного насосного оборудования за счет исключения необходимости нарушать целостность силового кабеля, обеспечения его надежной герметизации, расширяет функциональных способностей пакера за счет увеличения проходного отверстия.
Для достижения технического результата пакер содержащий ствол, уплотнительный элемент в виде смонтированных на стволе сжимаемых кольцевых манжет и якорь. Снаружи ствола под кольцевыми манжетами и якорем выполнен продольный глухой канал для проводки силового кабеля, причем под кольцевыми манжетами кабель размещается в канале герметично согласно полезной модели уплотнительный элемент состоит из набора кольцевых манжет разделенных проставками, при этом манжеты выполнены из мягкой и твердой резины и располагаются таким образом, что манжета из мягкой резины располагается между манжет из твердой резины, а силовой кабель размещается в продольном глухом канале герметично посредством уплотнителя с торцевыми ограничителями, проходное отверстие пакера выполнено эксцентрично относительно ствола пакера.
Применение уплотнителя кабеля, выполненного из мягкой резины, герметично заполняет все пространство между кабелем и глухим каналом, а кольцевые манжеты выполненные из твердой резины помимо герметизации защищают уплотнения кабеля от высоких радиальных нагрузок, а также предотвращают вытекание кольцевой манжеты выполненной из мягкой резины.
Выполнение проходного отверстия пакера эксцентрично позволяет изготавливать данное отверстие увеличенного диаметра с увеличенной пропускной способностью. Увеличение проходного канала (отверстия) пакера позволяет пропускать через него различные приборы, в том числе геофизические, а также повышает его пропускную способность.
Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен пакер с кабельным вводом, для наглядности с поперечным и продольным разрезами. На Фиг. 2 пакер без установленных кольцевых манжет. На Фиг. 3 изображен уплотнитель силового кабеля.
Пакер с кабельным вводом включает ствол 1 (Фиг. 1, 2), на котором монтируется уплотнительный представляющий собой герметизирующий узел, предназначенный для герметичного разобщения двух зон ствола обсадной колонны и уплотнения силового кабеля.
Герметизирующий узел состоит из кольцевых манжет 2 изготавливаемых из твердой резины, разделенные между собой проставками 3, которые зафиксированы на стволе упором 4 и гайкой 5, жестко связанной с конусом 6. Между манжетами 2, через проставки 3 установлена манжета 7 из мягкой резины. Герметизирующий узел и ствол 1 с глухим продольным каналом 8 (Фиг. 1, 2) образуют между собой герметичное пространство, в котором размещен кабель 9 В зоне герметичного пространства на кабель надет уплотнитель кабеля 10 (Фиг. 1, 2, 3), ограничители торцевые 11 (Фиг. 1, 2) устанавливаются по краям уплотнителя 10 и предотвращают смещение и вытекание уплотнителя. Уплотнителей кабеля 10 может быть более одного, при этом каждый уплотнитель, для удобства монтажа имеет разрез 12 (Фиг. 3). Внутреннее проходное отверстие 13 (Фиг. 1) пакера относительно корпуса выполненное эксцентрично, что позволяет выполнять данное отверстие увеличенного диаметра, соответственно увеличивая пропускную способностью пакера. Для сборки пакера на ствол 1 устанавливается конус 6, механический якорь 14 и соединитель 15 с одной стороны, а гайку 5 с противоположной.
Пакер с кабельным вводом работает следующим образом.
Перед спуском и установкой пакера в скважину выполнятся поузловая разборка пакера. Через демонтированные узлы и детали пропускают силовой кабель 9 с муфтой (не показано), далее кабель соединяют с погружным электродвигателем (ПЭД). После спуска электрического центробежного насоса (ЭЦН) с насосно-компрессорными трубами (НКТ), до места монтажа пакера в колонну НКТ, выполняют частичную сборку пакера. Устанавливают на ствол 1 конус 6, механический якорь 14 и соединитель с одной стороны, а гайку 5 с противоположной. Далее скручивают между собой гайку 5 и конус 6, после чего на пакер устанавливается герметизирующий узел, укладывается кабель 9 с предварительно надыми уплотнителями 10 в канал 8 ствола, на кабель. Торцевые ограничители 11 установить по краям уплотнителей кабеля 10 для предотвращения их смещения и вытекания. Кольцевые манжеты монтируются на пакер таким образом, чтобы манжета 7 из мягкой резины оказалась между манжет 2 из твердой резины при этом манжеты разделяют между собой проставками 3. Соединитель 15, установленный на нижнем конце ствола, обеспечивает соединение низа пакера с колонной НКТ без его вращения. Пакер спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб. При пакеровании с помощью осевых манипуляций происходит активация механического якоря 14, захваты якоря раздвигаясь в радиальном направлении входят в зацепление с обсадной колонной. После этого на пакер прикладывается осевая нагрузка вниз от веса НКТ, которая передается на кольцевые манжеты. Манжеты деформируются и уплотняют межтрубное пространство, одновременно передают нагрузку на уплотнение кабеля. В таком положении загерметизированный пакер готов к эксплуатации.
Размещение кабеля снаружи ствола в предлагаемом глухом канале под кольцевыми манжетами позволяет при монтаже пакера в скважину не нарушать его целостность, так как внутренние диаметры отверстий в деталях герметизирующего узла, упоре, проставках, гайке и конусе позволяют пропустить через них кабель с муфтой и не разделять кабель на две части с последующим их сращиванием, при этом позволяет герметизировать кабели с увеличенным сечением, таких типов как 3×25 при обычно используемых типах сечения 3×16.
Мягкая манжета предназначена для герметичного разобщения интервалов ствола обсадной колонны. Предлагаемая технология герметизации кабеля позволяет сохранить неразрывность линии и целостность брони кабеля, значительно снижая риск повреждения изоляции кабеля при эксплуатации. Увеличенный диаметр проходного отверстия расширяет функциональные возможности использования пакера, позволяя спускать через пакер известное оборудование имеющее большие наружные размеры.