МАНЖЕТА ПАКЕРА МЕХАНИЧЕСКОГО Российский патент 1998 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано как составная часть пакера механического для разобщения на изолированные друг от друга зоны скважин при их эксплуатации и ремонте.

Известна манжета пакера механического, содержащая эластичный элемент и конусные разрезные пружинные кольца торцевой защиты [1]
Недостаткамм такой манжеты являются: возможность заклинки в скважине торцевой защиты и невысокий коэффициент пакеровки (отношение диаметра скважины к диам. пакера), а значит, и снижение надежности герметизации. Известна манжета [2] пакера, содержащая эластичный элемент, узел возврата эластичного элемента, расположенные в его торцевых зонах. Эта манжета принята в качестве прототипа.

Недостатком данной манжеты является то, что высокие механические нагрузки, которые возникают при пакеровке и особенно при извлечении пакера, приводят к ее порыву, а также к вытеканию материала эластичного элемента из торцевых зажимов под действием продольной нагрузки.

Цель изобретения исключить порыв манжеты при пакеровке и при извлечении пакера и обеспечить надежное его крепление.

Поставленная цель достигается тем, что в манжете пакера механического, включающий механический элемент, узел возврата эластичного элемента в транспортное положение, зажимы эластичного элемента, расположенные в его торцевых зонах и выполненные в виде ниппелей с внутренними кольцевыми канавками с возможностью их сближения и раздвижения, содержат по две пары втулок, каждая из которых имеет внутреннюю и наружную втулки с коническими поверхностями, обеспечивающими их сопряжение, и упорные кольца, помещенные во внутренних кольцевых канавках и образующие бурт для взаимодействия, по крайней мере, с одной из втулок каждой пары, а узел возврата эластичного элемента в транспортное положение выполнен в виде продольных нитей, помещенных в эластичном элементе, армирующих его и зажатых между сопряженными коническими поверхностями внутренних и наружных втулок.

Другой целью изобретения является обеспечение надежного крепления манжеты в торцевых зажимах.

Эта цель достигается тем, продольные нити на концах образуют петли, а одна из сопряженных втулок каждой пары расположена внутри петель.

Таким образом заявляемая манжета соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений показал, что указанные признаки отвечают и критерию "существенные отличия". Отсутствие аналогичных технических решений объясняется тем, что одно из главных требований к манжете - обеспечение извлекаемости, может быть достигнуто путем исключения возможности ее продольного растяжения, что известными средствами недостижимо, так как приводит к потере эластичности и в поперечном направлении, т.е. возможности осуществлять пакеровку.

На фиг. 1 манжета показана в сжатом состоянии в процессе герметизации затрубного пространства. На фиг. 2 устройство в процессе извлечения из скважины.

Устройство выполнено следующим образом (фиг. 1). На стволе 1 подвижно посажен элемент 2, армированный концентрично расположенными продольными нитями 3, которые зажаты между поверхностями внутренней втулки 4 и наружной втулки 5. Причем нити 3 расположены по образующим этих поверхностей. Концы продольных нитей 3 концентрично размещены во внутреннем отверстии внутренней втулки 4 и закреплены в эластичном элементе 2, образуя на концах петлю, охватывающую втулку 4. К торцу 8 наружной втулки 5 прижат торец упорного кольца 7, которое установлено неподвижно по оси во внутренней кольцевой канавке ниппеля 6. Втулки 4 и 5 вместе с ниппелем 6, эластичным элементом 2 и упорным кольцом 7 образуют верхний зажим. Таким образом зажим закрепляет армирующий пучок нитей 3, а вместе с ним торцовую часть манжеты 2 в верхнем ниппеле 6.

Аналогично верхнему зажиму выполнен и нижний. Нижний торец элемента 2 армирован втулкой 9. По образующим втулок 9 и 10 концентрично расположены и зажаты между ними нити 3, петли которых охватывают втулку 9. Втулки 9 и 10 вместе с ниппелем 11 элементом 2 и упорным кольцом 12 образуют нижний зажим. Одновременно в этих зажимах закреплены и соответствующие торцы элемента 2. Скважина обсажена трубами 13.

Устройство работает следующим образом. Каждую составную часть пакера манжету спускают в необходимую зону скважины. При сближении ниппелей 6 и 11 (фиг. 1) происходит сжатие элемента 2, он перекрывает кольцевой зазор между трубой 13 и стволом 1. Поскольку манжета снабжена только продольными нитями, то они не препятствуют расширению элемента 2. При раздвижении ниппелей 6 и 11 происходит принудительное расправление нитей 3 в исходное транспортное положение (фиг. 2). В таком положении устройство поднимают на поверхность.

Технико-экономическая эффективность устройства достигается тем, что обеспечивается:
простота, надежность и удобство съема манжеты за счет приложения извлекающего усилия только к пакеру;
многократность использования манжеты, т.к. исключены заклинка и порыв манжеты.

Использование: в горной промышленности, точнее в нефтегазодобывающей, и может быть использовано как составная часть пакера механического для разобщения на изолированные друг от друга зоны скважин при их эксплуатации и ремонте. Обеспечивает исключение порыва манжеты при пакеровке и при извлечении пакера и обеспечение надежного ее крепления. Сущность изобретения: устройство включает эластичный элемент, узел возврата эластичного элемента в транспортное положение и зажимы эластичного элемента. Они расположены в его торцевых зонах, выполнены зажимы в виде ниппелей с внутренними кольцевыми канавками и возможностью их сближения и раздвижения, кроме того, зажимы содержат две пары втулок, каждая из них имеет внутреннюю и наружную втулки, они имеют конические поверхности, эти поверхности обеспечивают сопряжение втулок, во внутренних кольцевых канавках помещены упорные кольца, они образуют бурт для взаимодействия, по крайней мере, с одной из втулок каждой пары. Узел возврата эластичного элемента в транспортное положение выполнен в виде продольных нитей, они помещены в эластичном элементе и армируют его. Нити зажаты между сопряженными коническими поверхностями внутренних и наружных втулок. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Манжета пакера механического, включающая эластичный элемент, узел возврата эластичного элемента в транспортное положение и зажимы эластичного элемента, расположенные в его торцевых зонах, отличающаяся тем, что зажимы выполнены в виде ниппелей с внутренними кольцевыми канавками и возможностью их сближения и раздвижения, двух пар втулок, каждая из которых имеет внутреннюю и наружную втулки с коническими поверхностями, обеспечивающими их сопряжение, и упорных колец, помещенных во внутренних кольцевых канавках и образующих бурт для взаимодействия по крайней мере с одной из втулок каждой пары, а узел возврата эластичного элемента в транспортное положение выполнен в виде продольных нитей, помещенных в эластичном элементе, армирующих его и зажатых между сопряженными коническими поверхностями внутренних и наружных втулок. 2. Манжета по п. 1, отличающаяся тем, что продольные нити на концах образуют петли, а одна из сопряженных втулок каждой пары расположена внутри петель.