СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЙ КАПСУЛЫ Российский патент 2000 года по МПК E21B37/06 B29C51/08 B29C63/22 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве герметизированных капсул для обработки нефтяных и газовых скважин.

Известен способ изготовления устройства для термохимической обработки скважин, включающий заполнение алюминиевой перфорированной трубки расплавом натрия и заливку перфорационных отверстий и концов трубки водоотталкивающим составом (1).

Способ нетехнологичен, пожаро- и взрывоопасен.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изготовления устройства (капсулы) для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений, включающий изготовление стержня из щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе, помещение стержня в металлическую оболочку и нанесение изолирующего покрытия (2).

Известный способ нетехнологичен, не обеспечивает надежной герметизации устройства (капсулы).

В изобретении решается задача повышения технологичности изготовления и надежности герметизации капсулы.

Задача решается тем, что в способе изготовления герметизированной капсулы, включающем изготовление стержня из щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе, помещение стержня в металлическую оболочку и нанесение изолирующего покрытия, согласно изобретению перед помещением стержня в металлическую оболочку вырезают из объема щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе бруски, помещают бруски один за другим в пресс-форму с соплом круглого сечения из антифрикционного материала, продавливают бруски с периодической подпрессовкой через сопло и режут на заданный размер, а после помещения стержня в металлическую оболочку на свободные концы металлической оболочки наносят изолирующее покрытие, а сами концы герметизируют.

Перед помещением в металлическую оболочку стержень обжимают в цилиндрической оправке для окончательного придания цилиндрической формы стержня.

После помещения в металлическую оболочку стержень осаживают до его прилегания к стенкам металлической оболочки.

Перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки и/или поверхность стержня.

Герметизированные капсулы складывают боковыми поверхностями по несколько штук, помещают сложенными в цилиндрическую оправку и обжимают для придания цилиндрической формы сложенным герметизированным капсулам.

Признаками изобретения являются:
1. изготовление стержня из щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе;
2. помещение стержня в металлическую оболочку;
3. нанесение изолирующего покрытия;
4. перед помещением стержня в металлическую оболочку вырезание из объема щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе брусков;
5. помещение брусков один за другим в пресс-форму с соплом круглого сечения из антифрикционного материала;
6. продавливание брусков через сопло:
7. периодическая подпрессовка;
8. резка на заданный размер;
9. после помещения стержня в металлическую оболочку на свободные концы металлической оболочки нанесение изолирующего покрытия:
10. герметизация концов;
11. перед помещением в металлическую оболочку обжим стержня в цилиндрической оправке для окончательного придания цилиндрической формы стержня;
12. после помещения в металлическую оболочку осаживание стержня до его прилегания к стенкам металлической оболочки.

13. перед помещением стержня в металлическую оболочку нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки и/или поверхность стержня:
14. складывание герметизированных капсул боковыми поверхностями по несколько штук, помещение сложенными в цилиндрическую оправку и обжим для придания цилиндрической формы сложенным герметизированным капсулам.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-10 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 11-14 являются частными признаками изобретения.

Сущность изобретения
Герметизированные капсулы предназначены для очистки нефтяных и газовых скважин от асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений, для обработки призабойной зоны скважины. При изготовлении герметизированных капсул необходимо обеспечить герметичность каждой капсулы. При спуске герметизированных капсул в скважину при нежелательном или несвоевременном контакте щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе с водой скважинной жидкости происходит несвоевременная реакция, приводящая к бесполезному расходованию капсул, недостижению целей обработки скважины и возможно к выбросам из скважины разогретых жидкостей. В предложенном способе решается задача повышения надежности герметизации капсул и повышения технологичности изготовления капсул. При этом используется пластичность щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе, т.е. способность менять форму под нагрузкой при комнатной температуре и повышенных давлениях.

Складывание герметизированных капсул боковыми поверхностями по несколько штук, например по три, помещение сложенными в цилиндрическую оправку и обжим для придания цилиндрической формы сложенным герметизированным капсулам облегчает дальнейшее помещение герметизированных капсул в цилиндрический контейнер, спускаемый на забой скважины.

Способ осуществляют следующим образом.

При изготовлении герметизированной капсулы формуют стержни из щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе: натрия, калия, лития, кальция и т. п. Из объема металла тросом нарезают диски, а из них - бруски металла. Для временного хранения бруски помещают в емкость с керосином или другой безводной жидкостью. Бруски помещают в вертикальную цилиндрическую пресс-форму, заканчивающуюся снизу соплом, выполненным из фторопласта-4. Сопло имеет круглое сечение с диаметром на выходе, несколько меньшим заданному диаметру стержня. Пуансоном давят на брусок, находящийся в форме. Под давлением брусок расплющивается, формуется по пресс-форме в цилиндрический стержень и продавливается через сопло. Выполнение материала сопла из антифрикционного материала - фторопласта-4 - предотвращает расслоение материала стержня и уменьшает перекосы. При давлении пуансон периодически поднимают, сообщая внутренний объем пресс-формы с атмосферой, т.е. выполняют подпрессовку. За счет этого формуемый стержень получается без воздушных включений. Подпрессовку выполняют от 2 до 5 раз при формовании одного стержня. Отформованный стержень режут на необходимые размеры, обжимают в разъемной цилиндрической оправке для окончательного придания цилиндрической формы и помещают в металлическую оболочку.

Для исключения контакта щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе и металлической оболочки перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки и/или поверхность стержня.

Для более полного заполнения металлическую оболочку со стержнем располагают в оснастке, подпирающей металлическую оболочку снизу и с боков, и молотком осаживают стержень до его прилегания к стенкам металлической оболочки. Металлическую оболочку извлекают из оснастки. На свободные концы металлической оболочки наносят изолирующее покрытие, а сами концы герметизируют завальцовкой, заливкой герметиком, склейкой концов металлической оболочки и др. Возможно соединение двух металлических оболочек, выполненных вышеприведенным способом. Для этого свободный конец одной металлической оболочки развальцовывают и надевают на свободный конец другой металлической оболочки. При этом длины стержней выбирают исходя из условия их стыковки при таком соединении. Место нахлеста металлических оболочек обжимают для герметизации и уплотнения соединения.

Примеры конкретного выполнения
Пример 1. При изготовлении герметизированной капсулы формуют стержни из натрия. Из объема натрия тросом нарезают диски толщиной 90 мм, а из них бруски натрия 90 х 90 мм. Для временного хранения бруски помещают в емкость с керосином. Бруски помещают в вертикальную цилиндрическую пресс-форму, заканчивающуюся снизу соплом, выполненным из фторопласта-4. Сопло имеет круглое сечение с диаметром на выходе 39 мм, т.е. несколько меньшим заданному диаметру стержня 40 мм. Пуансоном давят на брусок, находящийся в форме. Под давлением брусок расплющивается, формуется по пресс-форме в цилиндрический стержень и продавливается через сопло. Выполнение материала сопла из антифрикционного материала - фторопласта-4 - предотвращает расслоение материала стержня и уменьшает перекосы. При давлении пуансон поднимают 3 раза, сообщая внутренний объем пресс-формы с атмосферой, т.е. выполняют подпрессовку. За счет этого формуемый стержень получается без воздушных включений. Отформованный стержень режут на длины по 165 мм и обжимают в разъемной цилиндрической оправке для окончательного придания цилиндрической формы. Стержень помещают в металлическую оболочку из алюминия, которую предварительно калибруют. Толщина стенки металлической оболочки 0,11 мм, длина металлической оболочки 200 мм, диаметр 40 мм. Металлическая оболочка имеет глухой конец с одной стороны. На открытый конец металлической оболочки наносят изолирующее покрытие, состоящее из хозяйственного мыла и глицерина в соотношении 3:1, а сами концы герметизируют завальцовкой.

Пример 2. Выполняют, как пример 1. Для исключения контакта щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе и металлической оболочки из алюминия перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки.

Пример 3. Выполняют, как пример 2. Для более полного заполнения металлическую оболочку со стержнем располагают в оснастке, подпирающей металлическую оболочку снизу и с боков, и молотком осаживают стержень до его прилегания к стенкам металлической оболочки. Металлическую оболочку извлекают из оснастки. На свободные концы металлической оболочки наносят изолирующее покрытие из хозяйственного мыла и глицерина в соотношении 3:1. а сами концы герметизируют завальцовкой.

Пример 4. Выполняют, как пример 3. Соединяют две металлические оболочки с изолирующим покрытием на свободных концах. Свободный конец одной металлической оболочки развальцовывают и надевают на свободный конец другой металлической оболочки. При этом длины стержней выбирают исходя из условия их стыковки при таком соединении. Место нахлеста металлических оболочек обжимают до образования канавки, что способствует герметичности соединения.

Пример 5. Выполняют, как пример 1. В качестве щелочно-земельного металла используют кальций. Перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на поверхность стержня. Концы оболочек заливают силиконовым герметиком.

Пример 6. Выполняют, как пример 3. В качестве сплава щелочных металлов используют сплав натрия и калия в соотношении 9:1 соответственно. Перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки и поверхность стержня.

Пример 7. Выполняют, как пример 3. Герметизированные капсулы складывают боковыми поверхностями по три штуки, помещают сложенными в цилиндрическую оправку и обжимают для придания цилиндрической формы сложенным герметизированным капсулам.

Испытания герметизированных капсул в скважинных условиях выявили полную надежность герметизации. В скважинных условиях не было отмечено ни одного случая преждевременного контакта воды скважинной жидкости и щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе.

За счет исключения операций расплавления и заливки расплавленного щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе повысилась надежность герметизации капсулы и технологичность изготовления.

Применение предложенного способа позволит повысить технологичности изготовления и надежность герметизации капсулы.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент РФ N 2098605, кл. Е 21 В 37/06, опублик. 1997 г.

2. Патент РФ N 2122628, кл. Е 21 В 37/06, опублик. 1998 г. - прототип.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве герметизированных капсул для обработки нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает повышение технологичности изготовления и надежности герметизации капсулы. Сущность изобретения: вырезают из объема щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе бруски. Помещают бруски один за другим в пресс-форму с соплом круглого сечения из антифрикционного материала. Продавливают бруски с периодической подпрессовкой через сопло и режут на заданный размер. Помещают стержень в металлическую оболочку. На свободные концы металлической оболочки наносят изолирующее покрытие, а сами концы герметизируют. 4 з.п.ф-лы.

1. Способ изготовления герметизированной капсулы, включающий изготовление стержня из щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе, помещение стержня в металлическую оболочку и нанесение изолирующего покрытия, отличающийся тем, что перед помещением стержня в металлическую оболочку вырезают из объема щелочного, щелочно-земельного металла или сплава на его основе бруски, помещают бруски один за другим в пресс-форму с соплом круглого сечения из антифрикционного материала, продавливают бруски с периодической подпрессовкой через сопло и режут на заданный размер, а после помещения стержня в металлическую оболочку на свободные концы металлической оболочки наносят изолирующее покрытие, а сами концы герметизируют. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед помещением в металлическую оболочку стержень обжимают в цилиндрической оправке для окончательного придания цилиндрической формы стержня. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после помещения в металлическую оболочку стержень осаживают до его прилегания к стенкам металлической оболочки. 4. Способ по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перед помещением стержня в металлическую оболочку производят нанесение изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность металлической оболочки и/или поверхность стержня. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что герметизированные капсулы складывают боковыми поверхностями по несколько штук, помещают сложенными в цилиндрическую оправку и обжимают для придания цилиндрической формы сложенным герметизированным капсулам.