Уплотнительный элемент гидравлического пакера

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности работы элемента за счет возможности исключения повреждения рукава на контакте с узлом защиты без уменьшения выдерживаемого перепада давления. Для этого элемент имеет упорный ограничитель 9, а в каждом узле торцовой защиты 6 рукава силовая зона размещена со стороны концевой арматуры. Элемент торцовой защиты 6 выполнен в виде цилиндров с наружной кольцевой канавкой 7 под бандаж 8. Последний выполнен разрезным с концами, расположенными внахлестку, с возможностью их встречного перемещения и взаимодействия с ограничителем 9 при расширении узла торцовой защиты. Для получения необходимой формы элемента торцовой защиты 6 после его деформации на нем может быть установлено, несколько бандажей 8 с различной величиной встречного перемещения его концов. Таким образом можно управлять деформацией этого элемента и получать его конфигурацию требуемой формы. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Е 21 В 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ \

° °

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4338580/23-03 (22) 04.11.87 (46) 23.03.90. Бкп. Р f 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) В.И.Ванифатьев, Ю.З.Цырин, А.К.Дудаладов и С.С.Янкулев (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 964107, кл. E 21 В 33/12, 1980.

Цырин Ю.3. и Ванифатьев В.И.

Крепление скважин с применением проходных пакеров. — М.: Недра, 1987, с.65-66.

„.SU, 155180 А 1

2 (54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПАКЕРА (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления нефтяных и газовых скважин.

Цель — повышение надежности работы элемента за счет возможности исключения повреждения рукава на контакте с узлом защиты без уменьшения выдерживаемого перепада давления. Лля этого элемент имеет упорный ограничитель 9, а в каждом узле торцовой защиты 6 рукава силовая зона размеще1551800

55 на со стороны концевой арматуры.

Элемент торцовой защиты 6 выполнен в виде цилиндров с наружной кольцевой канавкой 7 под бандаж 8. Псследний выполнен разрезным с концами, расположенными внахлестку, с возможностью их встречного перемещения и взаимодействия с ограничителем

9 при расширении узла торцовой эащиИзобретение относится к горной промьцплепности, в частности к креп- 15 лению нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение надежности работы элемента эа счет возможности исключения повреждения рукава на контакте с узлом 20 торцовой защиты без уменьшения выдерживаемого перепада давления.

На чертеже представлен уплотнительный элемент, общий вид.

Элемент состоит иэ корпуса 1 с каналом, выполненным в виде перфорированной трубки 2, установленного на корпусе эластичного рукава 3, концевые части которого закреплены и загерметизированы концевой армату- 30 рой — стаканами 4, жестко соединенными с корпусом при помощи упорных гаек 5, металлических (например, алюминиевых) узлов торцовой защиты рукава 6, неподвижно соединенных со стаканами 4, причем каждый из элементов торцовой защиты имеет наружную кольцевую канавку 7, в которой помещен бандаж 8 с упорным ограничителем 9 встречного перемещения 40 его концов (выполненным, например, в виде пластины из высокопрочного материала с отверстиями). Бандаж 8 расположен в канавке 7 внахлест, а его концы припаяны к узлу торцовой 45 защиты. Бандаж может быть выполнен из стального каната (например, по

ГОСТУ 3062-80), а его концы с целью их утолщения заплетены или заплавлены.

Максимальное перемещение концов бандажа определяется из соотношения

8 кс 3,14 (П Кп. макс

-4Ь вЂ” В )

P где D u D — соответственно исходИ ные наружные диаметры ты. Для получения необходимой формы элемента торцовой защиты 6 после

его деформации на нем может быть установлено несколько бандажей 8 с различной величиной встречного перемещения его концов. Таким образом можно управлять деформацией этого элемента и получать его конфигурацию требуемой формы. 1 ил, 1 табл, рукава и уэла торцовой защиты;

h — исходная толщина стенP ки рукава;

К п, макс — максимальный коэффициент пакеровки (отношение диаметров рукава в раздутом и исходном положениях).

В таблице приведены показатели, поясняющие работу предлагаемого элемента.

Элемент работает следующим образом.

После окончания процесса цементирования скважины и срабатывания клапанного узла пакера (не показан) продавочная жидкость иэ внутренней полости обсадной колонны через отверстия перфорированной трубки 2 поступает в полость эластичного рукава 3, расширяя его до прижатия к стенкам скважины (или предыдущей обсадной колонны). При дальнейшем повышении давления во внутренней полости уплотнительного элемента происходит деформация (коническое расширение) элемента торцовой защиты рукава 6, выполненного из высокопластичного материала, и встречное перемещение концов бандажа 8. Деформация элемента торцовой защиты прекращается при взаимодействии концов бандажа с упорным ограничителем 9 и встречного перемещения. Деформированный таким образом узел торцовой защиты

6 частично перекрывает кольцевой зазор между стенкой скважины и корпуссом устройства и исключает складывание вдвое (2 Ь ) с одной стороны устройства уплотйительного рукава 3 с затеканием в кольцевой зазор.

Таким образом, исключается возможность разрушения (разгерметиза8 1- 3» 14 РР. К Р,Р вкс

О.маКС

-4h -D„), 20 где Рр и D„ исходные наружные диаметры рукава и узла торцовой защиты соответственно; максимальный коэффициент пакеровки; исходная толщина стеня. мс»кс

h J» ки рукава.

Фактическая толщина образца уплотнительного рукава в транспортном положении

Р

Давление Коэффициент

aT. РлС5 КЕ

H Л»акС» мм пакеровки, MIIa пакеровки

K l1

12,5

1,18

Затекание отсутствует

lI

12,5

12,5

12,5

12,5

12,0

12,0

12,5

1,18

1,33

1,33

1,36

1,36

1,41

1,41

4

7.

7

18,5

18

16,5

Составитель А.Симецкая

ТехРед П.Олийнык КоРРектоР Э.Пончакова

Редактор М.Бланар

Заказ 312 Тираж 471 Подписное

Р"ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород» ул. Гагарина,1

II 11

101

3 15518 ция) уплотнительного рукава. Для получения необходимой формы элемента торцовой защиты 6 после его деформации на нем может быть установлено несколько бандажей 8 с различной (расчетной) величиной встречного перемещения его концов. Таким образом имеется возможность управлять деформацией этого элемента и получать его конфигурацию требуемой формы.

Формул а и з о б р е т е н и я

Уплотнительный элемент гидравлического пакера, включающий корпус, установленный на нем эластичный рукав с концевой арматурой и узлы торцовой защиты рукава в виде цилиндров с наружной кольцевой канавкой под бандаж и утолщенной силовой зоной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы элемента за счет возможности исключения повреждения рукава на контакте с узлом торцовой защиты без уменьше0О ь ния вьщерживаемого перепада давления, он снабжен упорным ограничителем, а в каждом узле торцовой защиты силовая зона размещ1ена со стороны концевой арматуры, причем бандаж выполнен разрезным с концами, расположенными внахлестку, с возможностью их встречного перемещения и взаимодействия с упорным ограничителем при расширении узла торцовой защиты, при этом веЛичина максимального перемещения концов бандажа S 1 определяется о. макс из соотношения

Перепад давления между разобщаемыми зонами, вызывающий затекание рукава в кольцевой зазор с разгерметизацией рукава (перепад давления более 20 МПа не создавался), Ипа