УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАКЕРА Российский патент 2001 года по МПК E21B33/12 

Описание патента на изобретение RU2173765C2

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к уплотнительным элементам устройств для разобщения ствола скважины.

Известны пакерующие устройства, в которых используется уплотнительный элемент, включающий эластичную манжету и металлический предохранительный кожух от затекания концов манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом пакера, прикрепленный одним концом к концевой арматуре, а другим - к манжете (а.с. N 751961, E 21 B 33/12, 1980 г.).

Однако такой уплотнительный элемент не обеспечивает надежной работы пакера при установке его в уширении ствола или в зоне небольшой каверны. Кроме того, при спуске пакера в скважину не исключается возможность повреждения эластичной манжеты.

Известен также пакер, в котором уплотнительный элемент включает эластичную манжету, заключенную в замкнутый объем и ограниченную с внешней стороны концентрично размещенными относительно нее разрезными кольцами (а.с. N 570696, E 21 B 33/12, 1977 г.).

Конструкция такого уплотнительного элемента сложна в изготовлении потому, что требует точной подгонки соприкасающихся поверхностей разрезных колец.

Известен также уплотнительный элемент пакера, включающий одно или несколько тороидальных колец, установленных на корпусе пакера с возможностью осевого перемещения, перегородки между тороидальными кольцами, установленные с возможностью осевого перемещения, неподвижную и подвижную опоры (патент РФ N 2105130, кл. E 21 B 33/12, 20.02.98 г.) - прототип.

Недостатком этого элемента является то, что не исключается возможность повреждения тороидальных колец при спуске пакера в скважину.

В предлагаемой конструкции уплотнительного элемента этот недостаток устраняется.

Достигается это тем, что каждое из тороидальных колец заключено в разрезную по периметру, замкнутую с наружной стороны и с зазором с внутренней стороны, металлическую оболочку, а кольцевые перегородки выполнены фигурными и с радиальными каналами, при этом замкнутое пространство между перегородками и металлической оболочкой заполнено герметизирующим составом и сообщено через радиальные каналы перегородки с внешней средой для выдавливания герметизирующего состава в пространство между деформированными тороидальными кольцами при работе пакера, а подвижная опора имеет фиксатор осевого перемещения.

На фиг. 1 и 2 изображен уплотнительный элемент пакера соответственно в транспортном и в рабочем положении.

Уплотнительный элемент пакера содержит верхнюю подвижную опору 1 с фиксатором осевого перемещения 2, нижнюю неподвижную опору 3, совмещенную с корпусом пакера, тороидальное кольцо из эластичного материала 4, металлическую оболочку 5, разрезную по периметру с внешней стороны и имеющую зазор 6 с внутренней стороны, фигурные перегородки 7 с радиальными каналами 8 и герметизирующий состав 9.

Уплотнительный элемент пакера работает следующим образом. В обсаженный ствол скважины спускают пакер с уплотнительным элементом до заданного места его установки. При этом эластичный материал тороидального кольца во время скольжения пакера по внутренней поверхности обсадной трубы защищен от повреждения металлической оболочкой 5. Затем на подвижную опору 1 создают усилие, превышающее предел текучести материала оболочки 5, которое передается на все детали уплотнительного элемента в равной мере, т.к. и тороидальное кольцо и перегородки установлены на корпусе пакера с возможностью осевого перемещения. Таким образом, на металлическую оболочку 5 каждого тороидального кольца оказывает действие созданное осевое усилие и равная ему реакция неподвижной опоры 3. В результате этого металлическая оболочка 5 деформируется, передавая усилие на кольцо 4. Так как это кольцо состоит из эластичного материала, то созданное усилие равномерно распределяется на всю внутреннюю поверхность металлической оболочки 5, в результате чего она, деформируясь, принимает форму перегородок, которая обусловливает затекание металлической оболочки в кольцевой зазор между обсадной трубой и пакером. Если это пространство превышает геометрические размеры деформированной металлической оболочки, то она раскрывается по линии разреза, а эластичный материал тороидального кольца заполняет возникшее свободное пространство, как показано на фиг. 2. В результате такого распределения осевого усилия металлическая оболочка 5 плотно прижимается к внутренней поверхности обсадной трубы, повторяя ее геометрическую форму, а герметизирующий состав 9, например битум, выдавливается через радиальные каналы 8 в промежуточное пространство между деформированными кольцами. Таким образом создается надежная непроницаемая зона между корпусом пакера и обсадной трубой.

Тороидальное кольцо и металлическая оболочка не требуют точной подгонки и просты в изготовлении. При этом во время спуска пакера в скважину защищается от повреждения эластичный материал тороидального кольца и обеспечивается надежное перекрытие кольцевого зазора между обсадной трубой и пакером в зоне небольших каверн и неровностей обсадной трубы за счет плотного прилегания металлической оболочки к ее стенке независимо от геометрической формы последней.

Похожие патенты RU2173765C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНОГО МОСТА ПОД ДАВЛЕНИЕМ В ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
RU2247824C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ 2000
RU2180038C2
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР 2004
RU2274732C1
ГИДРОМОНИТОРНЫЙ УЗЕЛ ЩЕЛЕВОГО ПЕРФОРАТОРА 2002
RU2232874C1
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР 2001
RU2205941C2
РАЗБУРИВАЕМЫЙ ПАКЕР 2006
  • Машков Виктор Алексеевич
  • Кустов Владимир Васильевич
  • Кулиш Дмитрий Николаевич
  • Пивень Олег Александрович
  • Андрианов Григорий Вячеславович
RU2344270C2
ПАКЕР-МОСТ 2004
RU2273720C1
РАЗБУРИВАЕМЫЙ ПАКЕР 2012
  • Бекетов Сергей Борисович
  • Машков Виктор Алексеевич
RU2507375C1
УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ТЕРМОСТОЙКОГО ПАКЕРА 2010
  • Талалай Сергей Николаевич
  • Коршунов Валерий Николаевич
  • Машков Виктор Алексеевич
RU2440483C1
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРОЯВЛЯЮЩИХ ПЛАСТОВ 2000
RU2191886C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 173 765 C2

Реферат патента 2001 года УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАКЕРА

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для разобщения ствола скважины. Обеспечивает повышение надежности пакерующего элемента путем защиты его от повреждения при спуске в скважину. Сущность изобретения: уплотнительный элемент пакера включает одно или несколько тороидальных колец, установленных на корпусе пакера с возможностью осевого перемещения. Перегородки между кольцами установлены с возможностью осевого перемещения. Имеется неподвижная и подвижная опоры. Каждое из тороидальных колец заключено в разрезную по периметру, замкнутую с наружной и с зазором с внутренней стороны металлическую оболочку. Кольцевые перегородки выполнены фигурными и с радиальными каналами. Замкнутое пространство между перегородками и металлической оболочкой заполнено герметизирующим составом и сообщено через радиальные каналы перегородки с внешней средой. Подвижная опора имеет фиксатор осевого перемещения. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 173 765 C2

Уплотнительный элемент пакера, включающий одно или несколько тороидальных колец, установленных на корпусе пакера с возможностью осевого перемещения, перегородки между тороидальными кольцами, установленные с возможностью осевого перемещения, неподвижную и подвижную опоры, отличающийся тем, что каждое из тороидальных колец заключено в разрезную по периметру, замкнутую с наружной стороны и с зазором с внутренней стороны, металлическую оболочку, а кольцевые перегородки выполнены фигурными и с радиальными каналами, при этом замкнутое пространство между перегородками и металлической оболочкой заполнено герметизирующим составом и сообщено через радиальные каналы перегородки с внешней средой для выдавливания герметизирующего состава в пространство между деформированными тороидальными кольцами при работе пакера, а подвижная опора имеет фиксатор осевого перемещения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2173765C2

RU 94028547 A1, 10.06.1996
Пакер разбуриваемый 1978
  • Попов Александр Александрович
  • Асфандияров Халим Ахметович
  • Максимов Александр Николаевич
SU751961A1
Пакер 1973
  • Аракелян Эдуард Иванович
  • Корниенко Владимир Кириллович
  • Куликов Константин Константинович
SU570696A1

RU 2 173 765 C2

Даты

2001-09-20Публикация

1999-11-16Подача