Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к уплотнительным элементам, используемым в пакерах для герметичного разобщения интервалов обсадной колонны скважины.
Известен уплотнительный элемент пакера, состоящий из упругой среды со спиралевидной пружиной, размещенной вдоль торцевой поверхности внутри уплотнительного элемента и вулканизированной к резиновому массиву по всей поверхности проволоки пружины в месте перехода цилиндрической части в коническую со стороны приложения нагрузки (патент РФ №2473780, МПК Е21В 33/12, опубл. 27.01.2013).
Недостатками известного уплотнительного элемента является то, что при пользовании его наружная стенка не достаточно плотно прилегает к стенке трубы обсадной колонны.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является уплотнительный элемент пакера, состоящий из эластичного элемента с кольцеобразной полостью, разделяющей этот элемент на наружную и внутреннюю боковые части (авт. свид. №739215, М. кл. Е21В 33/12, опубл. 05.06.1980).
Недостатком прототипа является малый срок службы из-за наличия песка в кольцеобразной полости. Песок при использовании уплотнительного элемента изнашивает за счет трения стенки кольцеобразной полости эластичного элемента. При этом толщина стенок наружной и внутренней боковых частей эластичного элемента уменьшается и прототип приходит в негодность.
Задачей изобретения является повышение срока службы устройства.
Поставленная задача решается тем, что в уплотнительном элементе пакера, состоящем из эластичного элемента с кольцеобразной полостью, разделяющей этот элемент на наружную и внутреннюю боковые части, новым является то, что наружная боковая часть эластичного элемента выполнена с цилиндрическим кольцевым выступом, расположенным на свободном конце внутренней боковой стенки, при этом внутренний диаметр кольцевого выступа выбран равным наружному диаметру стенки внутренней части эластичного элемента, причем кольцеобразная полость заполнена водой или незамерзающей жидкостью, а внутренняя стенка кольцеобразного выступа приклеена к наружной боковой стенке внутренней части эластичного элемента.
На чертеже изображен уплотнительный элемент пакера в разрезе.
Уплотнительный элемент пакера содержит эластичный элемент 1 с кольцеобразной полостью 2, разделяющей этот элемент на наружную 3 и внутреннюю 4 боковые части. Наружная боковая часть 3 эластичного элемента выполнена с цилиндрическим кольцевым выступом 5, расположенным на свободном конце внутренней боковой стенки 6. При этом внутренний диаметр кольцевого выступа 5 выбран равным наружному диаметру стенки 7 внутренней части 4 эластичного элемента. Кольцеобразная полость 2 заполнена через пространство между внутренней стенкой 8 кольцевого выступа 5 и наружной боковой стенкой внутренней части 4 эластичного элемента водой 9 или незамерзающей жидкостью. Внутренняя стенка 8 кольцеобразного выступа 5 приклеена к наружной боковой стенке 7 внутренней части 4 эластичного элемента, чтобы вода не выливалась наружу с кольцеобразной полости 2, и чтобы уплотнительный элемент использовался в пакере многократно.
Уплотнительный элемент пакера работает следующим образом.
Его устанавливают на штоке пакера и, приложив осевую нагрузку на пакер, сжимают торцы 10 эластичного элемента 1 друг к другу. При этом материал эластичного элемента вместе с водой 9, находящейся в кольцеобразной полости 2 этого элемента, увеличивается в диаметре. За счет этого наружная стенка наружной части эластичного элемента прижимается к внутренней стенке трубы и фиксирует пакер от осевого перемещения в скважине. Для приведения уплотнительного элемента в исходное (транспортное) положение снимают осевую нагрузку с торцов 10, и за счет упругости материала эластичный элемент уменьшается в диаметре.
В предлагаемом уплотнительном элементе за счет наличия в его кольцеобразной полости жидкости обеспечивается плотное прижатие эластичного элемента к стенке трубы и, по сравнению с прототипом, исключается износ из-за трения песком внутренних стенок эластичного элемента. Благодаря этому повышается срок службы предлагаемого устройства.
Источники информации
1. Патент РФ №2473780, МПК Е21В 33/12, опубл. 27.01.2013.
2. Авт. свид. №739215, М. кл. Е21В 33/12, опубл. 05.06.1980.
