RU164595U1

RU164595U1 - SEALING ELEMENT OF A PACKER-DISSEMINATOR

Info

Publication number: RU164595U1
Application number: RU2015157436/03U
Authority: RU
Inventors: Азамат Равилевич Буранчин; Раис Фаисович Набиев; Ришат Фаисович Фаисов; Аркадий Рувимович Эпштейн; Аскар Рифкатович Мавзютов
Original assignee: Азамат Равилевич Буранчин; Раис Фаисович Набиев; Ришат Фаисович Фаисов
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2016-09-10

Abstract

1. Уплотнительный элемент пакера-разобщителя, состоящий из лабиринтного контактного уплотнения, отличающийся тем, что лабиринтное контактное уплотнение выполнено из пакета проставочных металлических шайб и резиновых пластин, формирующих зазор между резиновыми пластинами, и упорных вставок, фиксируемого и закрепленного винтами на патрубке НКТ.2. Уплотнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что пакет проставочных металлических шайб и резиновых пластин выполнен с уплотняемым окном, соответствующим геометрии кабеля.1. The sealing element of the packer-uncoupler, consisting of a labyrinth contact seal, characterized in that the labyrinth contact seal is made of a package of spacer metal washers and rubber plates, forming a gap between the rubber plates, and thrust inserts, fixed and fixed with screws on the tubing. 2 . The sealing element according to claim 1, characterized in that the package of spacer metal washers and rubber plates is made with a sealing window corresponding to the geometry of the cable.

Description

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к уплотнительным элементам, используемым в пакерах-разобщителях для герметичного разобщения интервалов обсадной колонны скважины.The utility model relates to the oil and gas industry, and in particular to the sealing elements used in packers-disconnectors for tight isolation of the intervals of the casing of the well.

Большинство уплотнительных элементов серийных пакеров представляют собой резиновую втулку относительно короткой длины, толщина стенки которой ограничена с одной стороны наружным размером пакера, а с другой - диаметром штока пакера. Для каждого типоразмера обсадной колонны (следовательно, и пакера) требуется свой уплотнительный элемент, чаще всего комплект, состоящий из нескольких уплотнительных элементов, обеспечивающих перекрытие требуемого интервала скважины при повышенном давлении рабочей среды (газ, газовый конденсат, вода, нефть, в том числе особо вязкая, с содержанием сероводорода, механических примесей и т.п.). Для приведения в действие уплотнительных элементов (от одного до четырех в составе одного пакера) необходимо их «раздавить», придав элементам бочкообразность, после чего происходит герметизация требуемого интервала скважины. Для выполнения этой операции требуется приложить усилие - до 30-60 кН со стороны бурильной или насосно-компрессорной колонны, чтобы преодолеть упруго-деформационные свойства резины. При этом резиновая масса уплотнительного элемента может затекать в кольцевой зазор между корпусом пакера и стенками скважины, при этом теряется герметичность. Для предотвращения этого явления известны раздвижные опоры пакера (патенты №2144129, опубл. 10.01.2000 и №2105864, опубл. 27.02.1998, МПК Е21В 33/12). Известен уплотнительный элемент пакера, состоящий из упругой среды, внутри которой по высоте уплотнительного элемента размещены пружинящие элементы, выполненные в виде спиральной пружины, закрепленной на опорах уплотнительного элемента (патент США №3252707, кл. 277-181, опубл. 24.05.1966).Most sealing elements of serial packers are a rubber sleeve of relatively short length, the wall thickness of which is limited on the one hand by the outer size of the packer, and on the other, by the diameter of the packer rod. Each casing string size (and therefore the packer) requires its own sealing element, most often a set consisting of several sealing elements that provide for the overlapping of the required interval of the well with increased pressure of the working medium (gas, gas condensate, water, oil, including especially viscous, containing hydrogen sulfide, solids, etc.). To actuate the sealing elements (from one to four as part of one packer), it is necessary to “crush” them, giving the elements a barrel shape, after which the required interval of the well is sealed. To perform this operation, a force of up to 30-60 kN is required from the side of the drill or tubing string to overcome the elastic-deformation properties of rubber. In this case, the rubber mass of the sealing element can flow into the annular gap between the packer body and the walls of the borehole, and leak tightness is lost. To prevent this phenomenon, sliding packer supports are known (patents No. 2144129, publ. 10.01.2000 and No. 2105864, publ. 02.27.1998, IPC E21B 33/12). Known sealing element of the packer, consisting of an elastic medium, inside of which, along the height of the sealing element, spring elements are arranged made in the form of a spiral spring fixed to the supports of the sealing element (US patent No. 3252707, CL 277-181, publ. 05.24.1966).

Также известен уплотнительный элемент пакера, состоящий из упругой среды, внутри которой по всей высоте уплотнительного элемента размещены пружинящие элементы (патент РФ №2473780 МПК Е21В 33/12).Also known is a packer sealing element consisting of an elastic medium inside which spring elements are placed over the entire height of the sealing element (RF patent No. 2473780 IPC EV21/12).

Недостатками вышеперечисленный известных уплотнительных элементов является сложность их применения и недостаточная надежность работы при длительной эксплуатации.The disadvantages of the above known sealing elements is the complexity of their use and insufficient reliability during long-term operation.

Задачей полезной модели является изменение конструкции применяемых в серийных изделиях уплотнительных элементов, результатом которого является увеличение наработки глубинно-насосного оборудования, отсутствие специальных манипуляций для посадки и перед подъемом пакера-разобщителя, наличие полнопроходного канала и упрощение конструкции.The objective of the utility model is to change the design of the sealing elements used in serial products, the result of which is to increase the operating time of the downhole pumping equipment, the absence of special manipulations for landing and before lifting the disconnector packer, the presence of a full bore channel and simplification of the design.

Поставленная задача решается тем, что уплотнительный элемент пакера-разобщителя состоит из лабиринтного контактного уплотнения состоящего из резиновых пластин и пакета проставочных металлических шайб с расчетным зазором, что препятствует перетеканию жидкости и газа, и позволяет надежно работать при высоких температурах и перепадах давления.The problem is solved in that the sealing element of the packer-disconnector consists of a labyrinth contact seal consisting of rubber plates and a package of spacer metal washers with a design gap that prevents the flow of liquid and gas, and allows reliable operation at high temperatures and pressure drops.

На фиг. 1 изображен пакер-разобщитель с заявленным уплотнительным элементом. Уплотнительный элемент пакера разобщителя содержит резиновые пластины 1 с наружным диаметром на 2…4 мм больше внутреннего диаметра обсадной колонны 3, проставочные металлические шайбы 2. Уплотнительный элемент пакера-разобщителя устанавливается на патрубке НКТ 4 и фиксируется и закрепляется по торцам упорными вставками 5 с помощью винтов 6.In FIG. 1 shows a packer disconnector with the claimed sealing element. The sealing element of the disconnector packer contains rubber plates 1 with an outer diameter 2 ... 4 mm larger than the inner diameter of the casing 3, metal spacers 2. The sealing element of the disconnector packer is installed on the tubing 4 and fixed and fixed at the ends by thrust inserts 5 with screws 6.

Уплотнительный элемент пакера-разобщителя работает следующим образом. При спуске пакера-разобщителя с уплотнителем в обсадную колонну 3 резиновые пластины 1 деформируются и принимают форму манжет, за счет проставочных металлических шайб 2, зазор между резиновыми пластинами 1 сохраняется и заполняется скважинной жидкостью образуя гидрозатвор, таким образом формируется лабиринтное контактное уплотнение, состоящее из пакета проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1, формирующих зазор между резиновыми пластинами 1, и упорными вставками 5, фиксируемого и закрепленного винтами 6 на патрубке НКТ 4.The sealing element of the packer-disconnector works as follows. When the packer-disconnector with the sealant is lowered into the casing 3, the rubber plates 1 are deformed and take the shape of cuffs, due to the spacer metal washers 2, the gap between the rubber plates 1 is maintained and filled with well fluid to form a water seal, thus forming a labyrinth contact seal consisting of a package spacer metal washers 2 and rubber plates 1, forming a gap between the rubber plates 1, and thrust inserts 5, fixed and secured with screws 6 on the tubing 4.

Пакет проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1 выполнен с уплотняемым окном, соответствующим геометрии кабеля. При смене направления движения (спуск-подъем) за счет эластичности резиновых пластин 1 меняется направление деформации.The package of spacer metal washers 2 and rubber plates 1 is made with a sealed window corresponding to the geometry of the cable. When changing the direction of movement (descent, ascent) due to the elasticity of the rubber plates 1, the direction of deformation changes.

Таким образом, предлагаемый уплотнительный элемент обеспечивает повышение герметизирующих свойств пакера-разобщителя, надежность и долговечность работы, за счет исключения разрушения уплотнительного элемента в процессе перевода резиновых пластин 1 в противоположное состояние.Thus, the proposed sealing element provides an increase in the sealing properties of the packer-disconnector, reliability and durability, by eliminating the destruction of the sealing element in the process of transferring the rubber plates 1 to the opposite state.

На фиг. 2 представлен вариант применения уплотнительного элемента пакера-разобщителя, дополнительно, и для герметизации кабеля 7. Пакет проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1 выполнен с перфорированным окном, соответствующим геометрии кабеля 7.In FIG. 2 shows an application of the sealing element of the packer-disconnector, in addition, for sealing the cable 7. The package of spacer metal washers 2 and rubber plates 1 is made with a perforated window corresponding to the geometry of the cable 7.

Claims

1. The sealing element of the packer-uncoupler, consisting of a labyrinth contact seal, characterized in that the labyrinth contact seal is made of a package of spacer metal washers and rubber plates, forming a gap between the rubber plates, and thrust inserts, fixed and fixed with screws on the tubing pipe.

2. A sealing element according to claim 1, characterized in that the package of spacer metal washers and rubber plates is made with a sealing window corresponding to the geometry of the cable.