Уплотнительный элемент гидравлическогопакера

Уплотнительный элемент гидравлическогопакера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистических

Реслублмм

<11840287 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22) ???????????????? 280579 (21) 2771597>

Опубликовано 230681 Бюллетень Но 23

Дата опубликования описания 2 30681 (51)р . Кл.з

Е 21 В 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 622.245.4 (088. 8) В.И.Ванифатьев, А.А.Гайворонский, А.A.Öûáèí, П.А.Чуев, Л.Х.Фарукшин и В.A.Âçîðîäîâ (72) Авторы изобретения

t (.

Всесоюзный ордена Трудового КРасного Знаменй научноисследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПАКЕРА

Изобретение относится к крепле- 1 нию скважин, а именно к конструкциям пакеров, устанавливаемых на обсадной колонне для разобщения пластов и предотвращения межпластовых перетоков.

Известен уплотнительный элемент гидравлического пакера, включающий корпус и эластичную манжету, закрепленную на нем с помощью обжимных концевых втулок $1(.

Недостаток этого уплотнительного элемента заключается в сложности его изготовления. Кроме того, для приведения в действие узла уплотнительного 1з элемента, исключающего затекание

его эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента, необходим гидравлический канал связи, 20 соединяющий кольцевую камеру этого узла с клапанным узлом уплотнительного элемента.

Известен также уплотнительный

Элемент гидравлического пакера, включающий корпус и эластичную манжету, закрепленную на нем при помощи обжим" ных концевых втулок,-на наружной поверхности которых выполнены чередую- 30

2 . щиеся между собой силовые и промежуточные. пояски $2).

Недостатком уплотнительного элемента является то, что его эластичная манжета не имеет достаточно надежной защиты от затекания в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента. Это может привести к разрушению эластичной манжеты и выходу уплотнительного элемента из строя. Кроме того, при извлечении из скважины металлический предохранительный элемент может задевать за стенки скважины.

Цель изобретения — повышение надежности работы уплотнительного элемента за счет автоматического исключения затекания его эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента.

Указанная цель достигается тем, что длина силового пояска обжимной втулки, контактирующего с открытой частью эластичной манжеты, выполнена равной толщине ее стенки, а длина сопряженного с ним промежуточного по яска выполнена равной трехкратной толщине стенки манжеты, причем на концах и в средней части промежуточ840287

Формула изобретения

30 ного пояска выполнены кольцевые канавки.

На фиг. 1 изображен уплотнительный элемент в запакерованном положении; на фиг. 2 — уплотнительный элемент в транспортном положении.

Устройство содержит корпус 1 с каналом, выполненным в в. де -перфорированной трубки 2, и с установленной на нем эластичной манжетой 3, прикрепленной к корпусу на концевых участках обжимными втулками 4. В свою очередь втулки жестко прикреплены к корпусу 1 упорными гайками 5..На наружной поверхности втулок 4 выполнены силовые 6 и провюжуточные 7 пояски.

Эффект затекания эластичной манжеты 3 в кольцевой зазор между втулкой 4 и стенкой скважины имеет место только в случаях, когда этот зазор превышает две толщины стенки манжеты.

Длина (9) силового пояска 6 должна быть равной толщине стенки манжета, поскольку выполнение длины пояска меньшей, чем толщина стенки приводит к снижению герметизирующей способности уплотнительного элемента. Длина (38) промежуточного пояска 7, сопряженного с силовым, должна быть равной трехкратиой толщине стенки манжеты, исходя из наличия оптимального зазора между стенкой скважины и стенкой манжеты, равной удвоенной толщине стенки последней.

В средней части и на концах промежуточного пояска 7 выполнены концентраторы напряжений в виде кольцевых канавок А. Такое конструктивное выполнение втулки 4 обеспечивает автоматическое вступление промежуточного пояска в работу.в качестве торцовой защиты именно при наличии зазора, как мийимум, близкого к удвоенной толщине стенки манжеты.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Уплотнительный элемент при помощи переводников 8 присоединяют к обсадной колонне и вместе с клапанным узлом пакера спускают в скважину. После окончания процесса цементирования,скважины и срабатывания клапанного узла пакера, продавочная жидкость из внутренней полости обсадной колонны через отверстия Б трубки 2 поступает в полость эластичной манжеты 3, расширяя ее до прижатия к стенкам скважины. При дальнейшем повьыении давления во внутренней полости манжеты 3 сила, действующая на ее кольцевой участок, не контактирующий со стенкой скважины, деформирует удлиненный промежуточный поя сок 7, заставляя его складываться и увеличивать наружный диаметр, чем автоматически обеспечивается торцовая защита пакера, которая способствует предотвращению затекания эластичной манжеты 3 в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом 1.

Канавки А, выполненные на концах и в средней части промежуточного пояска 7, позволяют получать необходимый профиль деформации втулки 4.

Длины ближайшего к открытой части манжеты 3 силового пояска 6 и сопряженного с ним.промежуточного пояска

7 выбраны с учетом прочностных харак15 теристик обжимных втулок 4, диаметра ствола скважины в интервале установки устройства и толщины стенки эластичной манжеты.

Положительный эффект от примене2О- ния гредлагаемого изобретения заключается в обеспечении надежной работы пакера и качественного разобщения пластов при креплении скважин с большими перепадами давлений и сложными геолого-техническими условиями в течение длительного периода эксплуатации.

Уплотнительный элемент гидравлического пакера, включающий корпус и эластичную манжету, закрепленную на нем при помощи обжимных концевых втулок, на наружной поверхности которых выполнены чередующиеся междУ собой силовые и промежуточные пояски, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его

4Р работы за счет автоматического иск- . лючения затекания эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента, длина силового пояска, 45 контактирующего с откРытой частью эластичной манжеты, выполнена равной .толщине ее стенки, а длина сопряженного с ним.промежуточного пояска выполнена равной трехкратной толщине стенки манжеты, причем на концах и в средней части промежуточного пояска:выполнены кольцевые канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

55 1. Авторское свидетельство СССР

М 641073, кл. Е 21 В 33/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 691553, кл. Е 21 В 33/12, 1978.

840287

2

Фиг.1

Составитель В. Ванифатьев

Редактор Т. Кугрышева Техред Ж. Кастелевич Корректор М.Демчик

Заказ 4697/42 Тир аж б 2 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4