RU173491U1 - SEALING PACKER ASSEMBLY - Google Patents

SEALING PACKER ASSEMBLY Download PDF

Info

Publication number
RU173491U1
RU173491U1 RU2017114486U RU2017114486U RU173491U1 RU 173491 U1 RU173491 U1 RU 173491U1 RU 2017114486 U RU2017114486 U RU 2017114486U RU 2017114486 U RU2017114486 U RU 2017114486U RU 173491 U1 RU173491 U1 RU 173491U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
swelling
sealing
elastomer
elements
Prior art date
Application number
RU2017114486U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Викторович Власов
Александр Гаврилович Фомин
Владимир Васильевич Торопынин
Original Assignee
Алексей Викторович Власов
Александр Гаврилович Фомин
Владимир Васильевич Торопынин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Викторович Власов, Александр Гаврилович Фомин, Владимир Васильевич Торопынин filed Critical Алексей Викторович Власов
Priority to RU2017114486U priority Critical patent/RU173491U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU173491U1 publication Critical patent/RU173491U1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к пакерующим устройствам с набухающими эластичными элементами, которые применяются для разобщения пространства и изоляции пластов при строительстве нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает расширение области применения уплотнительного узла и повышение надежности его спуска в скважину. Сущность полезной модели: уплотнительный узел включает два эластичных элемента, разделенных проставочным кольцом, которые выполнены из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера. На внутренней поверхности эластичных элементов закреплен армирующий слой, а их несмежные концевые участки имеют наружную коническую поверхность. У несмежных концевых участков размещены противоэкструзионные защиты, которые содержат упорное кольцо со ступенчатым концевым участком, кольцевую обойму со ступенчатыми концевыми участками и внутренней кольцевой канавкой в средней части и манжету чашеобразной формы из не набухающего эластомера. Один из концевых участков обоймы сопряжен со ступенчатым концевым участком упорного кольца внахлест и образует с ним внутреннюю кольцевую полость, а другой на части своей длины выполнен с продольными разрезами в окружном направлении, при этом в кольцевой канавке и кольцевой полости размещены соответственно герметизирующий элемент, выполненный из разбухающего эластомера, и уплотнительное кольцо из не набухающего эластомера, а обойма имеет возможность осевого перемещения в сторону упорного кольца и сжатия уплотнительного кольца. Все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру выполнены с возможностью их установки на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу, а проставочное и упорные кольца снабжены стопорными элементами для фиксации их на этих трубах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the oil and gas industry, namely, to packers with swelling elastic elements, which are used to separate the space and isolate the layers during the construction of oil and gas wells. Provides expansion of the scope of the sealing assembly and increase the reliability of its descent into the well. The essence of the utility model: the sealing assembly includes two elastic elements separated by a spacer ring, which are made of an elastomer swelling in the wellbore fluids. A reinforcing layer is fixed on the inner surface of the elastic elements, and their non-adjacent end portions have an outer conical surface. Non-adjacent end sections have anti-extrusion protections, which contain a thrust ring with a stepped end section, an annular cage with stepped end sections and an inner ring groove in the middle part and a cup-shaped cuff made of a non-swelling elastomer. One of the end sections of the cage is mated with a stepped end section of the thrust ring overlap and forms an inner annular cavity with it, and the other is made with longitudinal cuts in the circumferential direction along part of its length, while the corresponding sealing element made of ring groove and annular cavity is made of a swellable elastomer, and a sealing ring made of a non-swelling elastomer, and the clip has the possibility of axial movement towards the thrust ring and compression of the sealing ring. All elements of the sealing unit in terms of internal diameter are made with the possibility of their installation on a standard casing or tubing, and the spacer and thrust rings are equipped with retaining elements for fixing them on these pipes. 3 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пакерующим устройствам с набухающими эластичными элементами, предназначенным для разобщения пространства и изоляции пластов при строительстве, эксплуатации и ремонте нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to packers with swelling elastic elements, designed to isolate the space and isolate the layers during the construction, operation and repair of oil and gas wells.

Известен уплотнительный узел пакера, который установлен на стволе и включает два эластичных элемента, разделенных проставочным кольцом и выполненных из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, имеющего форму полого цилиндра с кольцевыми нарезками на внешней поверхности, и противоэкструзионные защиты эластичных элементов, размещенные у их несмежных концевых участков и содержащие каждая упорное кольцо со ступенчатым концевым участком и стопорными элементами для фиксации на стволе [Патент на полезную модель №86650, Е21В 33/12, 2009].Known sealing assembly of the packer, which is mounted on the barrel and includes two elastic elements separated by a spacer ring and made of an elastomer swelling in wellbore fluids, having the form of a hollow cylinder with ring cuts on the outer surface, and anti-extrusion protection of elastic elements located at their non-adjacent end sections and containing each thrust ring with a stepped end portion and retaining elements for fixing on the barrel [Utility Model Patent No. 86650, EV 33/12, 2009].

Недостатком уплотнительного узла пакера является возможность его самоуплотнения при спуске в скважину из-за недостаточной жесткости эластичных элементов, а также слабая их герметизирующая способность, обусловленная ограниченными возможностями упорных колец по предотвращению выдавливания и разрушения разбухшего эластомера при действии перепада давления, что существенно снижает надежность его работы в скважине и ограничивает область применения.The disadvantage of the packer’s sealing assembly is the possibility of self-sealing during descent into the well due to insufficient rigidity of the elastic elements, as well as their poor sealing ability, due to the limited capabilities of the thrust rings to prevent extrusion and destruction of the swollen elastomer under the action of a pressure drop, which significantly reduces its reliability in the well and limits the scope.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является уплотнительный узел пакера, который установлен на стволе и включает два эластичных элемента, разделенных проставочным кольцом, которые выполнены из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, имеющего форму полого цилиндра, а их несмежные концевые участки имеют наружную коническую поверхность, и противоэкструзионные защиты эластичных элементов, размещенные у их несмежных концевых участков и содержащие каждая упорное кольцо со ступенчатым концевым участком, закрепленное на стволе стопорными элементами, кольцевую обойму со ступенчатыми концевыми участками, один из концевых участков которой сопряжен со ступенчатым концевым участком упорного кольца внахлест и образует с ним внутреннюю кольцевую полость, а другой на части своей длины выполнен с продольными разрезами в окружном направлении и способен деформироваться в радиальном направлении, при этом в кольцевой полости размещено уплотнительное кольцо, выполненное из не набухающего эластомера, и манжету чашеобразной формы из не набухающего эластомера, один из концевых участков которой размещен внутри концевого участка обоймы с продольными разрезами, а другой взаимодействует с концевым участком эластичного элемента, имеющим наружную коническую поверхность [Патент на полезную модель №108095, Е21В 33/12, 2011].The closest to the utility model in technical essence is the packer sealing assembly, which is mounted on the barrel and includes two elastic elements separated by a spacer ring, which are made of a hollow cylinder-shaped elastomer swelling in wellbore fluids, and their non-adjacent end sections have an external conical surface , and extrusion protection of elastic elements placed at their non-adjacent end sections and containing each thrust ring with a stepped end section, insulated on the barrel by stopping elements, an annular cage with stepped end sections, one of the end sections of which is mated with a stepped end section of the thrust ring lap and forms an inner annular cavity with it, and the other part of its length is made with longitudinal cuts in the circumferential direction and is able to deform in the radial direction, while in the annular cavity there is a sealing ring made of a non-swelling elastomer, and a cup-shaped cuff of non-swelling el Tomer, one of the end portions which is positioned within the cage end portion with longitudinal slits, and the other interacts with the end portion of the elastic element having an outer conical surface [Patent Utility Model №108095, E 21 B 33/12, 2011].

Уплотнительный узел пакера имеет следующие недостатки:The packer sealing assembly has the following disadvantages:

- установка уплотнительного узла на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу, имеющую в пределах допуска разброс по наружному диаметру, непосредственно на буровой площадке невозможна, а в ряде случаев достаточно трудоемка и не обеспечивает герметизацию по внутренней поверхности, так как для обеспечения герметизации уплотнительного узла по внутренней поверхности требуется его плотная установка на ствол (патрубок трубы), который необходимо предварительно подвергнуть чистовой механической обработке до фиксированного диаметра, что возможно только при сборке на заводе-изготовителе;- installation of the sealing unit on a standard casing or tubing, having a variation in the outer diameter within the tolerance, directly on the drilling site is impossible, and in some cases quite time-consuming and does not provide sealing on the inner surface, since to ensure sealing of the sealing assembly the inner surface requires its tight installation on the barrel (pipe nozzle), which must first be machined to a fixed diameter tra, which is possible only in the assembly at the factory;

- возможность его самоуплотнения при спуске в скважину из-за недостаточной жесткости эластичных элементов;- the possibility of self-sealing during descent into the well due to insufficient rigidity of the elastic elements;

- конструкция уплотнительного узла, требующая заводской сборки на ствол пакера (патрубок с муфтой), увеличивает жесткость спускаемого в скважину хвостовика из обсадных труб, что осложняет их прохождение в искривленных и горизонтальных участках скважины.- the design of the sealing assembly, requiring factory assembly on the packer barrel (pipe with sleeve), increases the rigidity of the liner from the casing pipes lowered into the well, which complicates their passage in curved and horizontal sections of the well.

Данные недостатки, в целом, ограничивают область применения уплотнительного узла и надежность его спуска в скважину.These shortcomings, in general, limit the scope of the sealing assembly and the reliability of its descent into the well.

Техническим результатом полезной модели является расширение области применения уплотнительного узла и повышение надежности его спуска в скважину.The technical result of the utility model is to expand the scope of the sealing assembly and increase the reliability of its descent into the well.

Необходимый технический результат достигается тем, что уплотнительный узел пакера включает два эластичных элемента, разделенных проставочным кольцом и выполненных из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, имеющего форму полого цилиндра, при этом на внутренней поверхности v эластичных элементов закреплен армирующий слой из тканого либо нетканого материала, а их несмежные концевые участки имеют наружную коническую поверхность, и противоэкструзионные защиты эластичных элементов, размещенные у их несмежных концевых участков и содержащие каждая упорное кольцо со ступенчатым концевым участком, взаимодействующую с ним кольцевую обойму со ступенчатыми концевыми участками и внутренней кольцевой канавкой в средней части, причем один из концевых участков обоймы сопряжен со ступенчатым концевым участком упорного кольца внахлест и образует с ним внутреннюю кольцевую полость, а другой на части своей длины выполнен с продольными разрезами в окружном направлении и способен деформироваться в радиальном направлении, при этом в кольцевой канавке и кольцевой полости размещены соответственно герметизирующий элемент, выполненный из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, и уплотнительное кольцо из не набухающего эластомера, а обойма имеет возможность осевого перемещения в сторону упорного кольца и сжатия уплотнительного кольца, и манжету чашеобразной формы из не набухающего эластомера, один из концевых участков которой размещен внутри концевого участка обоймы с продольными разрезами, а другой взаимодействует с концевым участком эластичного элемента, имеющим наружную коническую поверхность, при этом все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру выполнены с возможностью их установки на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу, а проставочное и упорные кольца снабжены стопорными элементами для фиксации их на этих трубах.The necessary technical result is achieved by the fact that the packer sealing assembly includes two elastic elements separated by a spacer ring and made of a hollow cylinder-shaped elastomer swelling in wellbore fluids, while a reinforcing layer of woven or non-woven material is fixed to the inner surface v of the elastic elements, and their non-adjacent end sections have an outer conical surface, and anti-extrusion protection of elastic elements located at their non-adjacent end sections and containing each thrust ring with a stepped end section, an annular cage interacting with it with stepped end sections and an inner annular groove in the middle part, one of the end sections of the cage being mated with a stepped end section of the thrust ring overlapping and forming an inner annular cavity with the other part of its length is made with longitudinal cuts in the circumferential direction and is able to deform in the radial direction, while in the annular groove and the annular cavity respectively, a sealing element made of an elastomer swelling in the wellbore fluids and a sealing ring of a non-swelling elastomer are placed, and the clip has the possibility of axial movement towards the thrust ring and compressing the sealing ring, and a cup-shaped cuff of a non-swelling elastomer, one of the end sections of which placed inside the end portion of the holder with longitudinal cuts, and the other interacts with the end portion of the elastic element having an outer conical surface Moreover, all the elements of the sealing assembly in terms of internal diameter are made with the possibility of their installation on a standard casing or tubing, and the spacer and thrust rings are equipped with retaining elements for fixing them on these pipes.

Для повышения надежности спуска уплотнительного узла в скважину на наружной поверхности эластичных элементов может быть нанесен защитный слой для кратковременного замедления процесса набухания, а концевой участок обоймы, сопряженный внахлест со ступенчатым концевым участком упорного кольца, снабжен по крайней мере одним стопорным винтом, препятствующим осевому перемещению обоймы в сторону эластичного элемента.To increase the reliability of lowering the sealing assembly into the borehole, a protective layer can be applied on the outer surface of the elastic elements for a short delay in the swelling process, and the end section of the cage, overlapping with the stepped end section of the thrust ring, is equipped with at least one locking screw that prevents axial movement of the cage towards the elastic element.

В частном исполнении в заводских условиях уплотнительный узел может быть смонтирован на патрубок стандартной обсадной или насосно-компрессорной трубы, свинченный с муфтой, и установлен на нем с упором или без упора в муфту, при этом проставочное и упорные кольца от осевого перемещения фиксируются на патрубке стопорными элементами.In a private version, in the factory, the sealing assembly can be mounted on a pipe of a standard casing or tubing screwed with a coupling and installed on it with or without stop in the coupling, while the spacer and thrust rings are axially displaced on the pipe by retaining elements.

На фиг. 1 изображен уплотнительный узел пакера в транспортном положении; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a packer sealing assembly in a transport position; in FIG. 2 - node A in FIG. one.

Уплотнительный узел пакера (фиг. 1) в частном исполнении состоит из двух симметрично расположенных эластичных элементов 1, между которыми размещено проставочное кольцо 2. Эластичные элементы 1 выполнены из набухающего в скважинных жидкостях эластомера и имеют форму полого цилиндра. На внутренней поверхности эластичных элементов 1 закреплен армирующий слой 3 (фиг. 2) из тканого либо нетканого материала для повышения жесткости эластичных элементов 1, например, из полиамидной или хлопчатобумажной ткани, как это описано в патенте №140323, а несмежные концевые участки элементов 1 имеют наружную коническую поверхность. У несмежных концевых участков эластичных элементов 1 размещены противоэкструзионные защиты (узел А на фиг. 1), которые обеспечивают уплотнение по внутренней поверхности и перекрытие кольцевого зазора для предотвращения разрушения эластичных элементов 1 при действии перепада давления. Вариант исполнения узла А представлен на фиг. 2.The sealing assembly of the packer (Fig. 1) in a particular embodiment consists of two symmetrically located elastic elements 1, between which a spacer ring 2 is placed. The elastic elements 1 are made of an elastomer swelling in wellbore fluids and have the form of a hollow cylinder. A reinforcing layer 3 (Fig. 2) of woven or non-woven material is fixed on the inner surface of the elastic elements 1 to increase the stiffness of the elastic elements 1, for example, of polyamide or cotton fabric, as described in patent No. 140323, and non-adjacent end sections of the elements 1 have outer conical surface. At the non-adjacent end sections of the elastic elements 1 there are anti-extrusion protections (node A in Fig. 1) that provide sealing on the inner surface and overlap the annular gap to prevent the destruction of the elastic elements 1 under the action of a pressure differential. An embodiment of the assembly A is shown in FIG. 2.

Противоэкструзионная защита (узел А фиг. 2) содержит упорное кольцо 4 со ступенчатым концевым участком 5, кольцевую обойму 6 со ступенчатыми концевыми участками 7 и 8 и манжету 9 чашеобразной формы из не набухающей резины.The extrusion protection (assembly A of FIG. 2) comprises a thrust ring 4 with a stepped end section 5, an annular ring 6 with stepped end sections 7 and 8, and a cup-shaped cuff 9 of non-swelling rubber.

В средней части кольцевой обоймы 6 выполнена внутренняя кольцевая канавка 10, в которой размещен герметизирующий элемент 11, выполненный из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, а ее ступенчатый концевой участок 7 сопряжен со ступенчатым концевым участком 5 упорного кольца 4 внахлест и образует с ним внутреннюю кольцевую полость 12, в которой размещено уплотнительное кольцо 13 из не набухающей резины. Другой концевой участок 8 обоймы 6 на части своей длины выполнен с продольными разрезами 14 (фиг. 1), образуя лепестки в окружном направлении, и способен деформироваться наружу в радиальном направлении. Между упорным кольцом 4 и концевым участком 7 обоймы 6 имеется зазор 15, который обеспечивает возможность осевого перемещения обоймы 6 в сторону упорного кольца 4 и сжатия уплотнительного кольца 13.In the middle part of the annular cage 6, an inner annular groove 10 is made, in which a sealing element 11 is made made of an elastomer swelling in the borehole fluids, and its stepped end section 7 is interfaced with the stepped end section 5 of the thrust ring 4 with an overlap and forms an inner annular cavity with it 12, in which a sealing ring 13 of non-swelling rubber is placed. The other end section 8 of the cage 6, along part of its length, is made with longitudinal cuts 14 (Fig. 1), forming petals in the circumferential direction, and is able to deform outward in the radial direction. Between the thrust ring 4 and the end portion 7 of the cage 6 there is a gap 15, which allows axial movement of the cage 6 towards the thrust ring 4 and compression of the sealing ring 13.

Манжета 9 из не набухающей резины установлена между обоймой 6 и эластичным элементом 1, при этом один из ее концевых участков размещен внутри концевого участка 8 обоймы 6, а другой контактирует с концевым участком эластичного элемента 1, имеющим наружную коническую поверхность. Для лучшего взаимодействия с эластичным элементом 1 концевой участок манжеты 9 имеет внутреннюю коническую поверхность.A cuff 9 of non-swelling rubber is installed between the cage 6 and the elastic element 1, while one of its end sections is located inside the end section 8 of the cage 6, and the other is in contact with the end section of the elastic element 1 having an outer conical surface. For better interaction with the elastic element 1, the end portion of the cuff 9 has an inner conical surface.

Все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру выполнены с возможностью их установки на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу 16 с учетом плюсового допуска на их наружный диаметр согласно соответствующему ГОСТу, а проставочное 2 и упорные кольца 4 снабжены соответственно стопорными элементами 17 и 18 для фиксации их на этих трубах. При этом между фактической трубой 16, поставляемой заводом-изготовителем, и установленным на ней уплотнительным узлом может иметь место радиальный зазор S, который герметизируется в скважине уплотнительным кольцом 13 под действием перепада давления. Например, обсадная труба номинальным диаметром 114,3 мм по ГОСТ 632-80 с учетом плюсового допуска в 1% может иметь наружный диаметр 115,4 мм. С учетом такого возможного диаметра трубы внутренний диаметр уплотнительного узла должен быть не менее 115,5 мм. При наличии на буровой площадке труб с номинальным диаметром 114, 3 мм фактический радиальный зазор S составит 0,6 мм.All elements of the sealing assembly in terms of internal diameter are made with the possibility of their installation on a standard casing or tubing 16 taking into account the positive tolerance on their outer diameter in accordance with the relevant GOST, and spacer 2 and thrust rings 4 are equipped with locking elements 17 and 18, respectively, for fixing them on these pipes. In this case, between the actual pipe 16 supplied by the manufacturer and the sealing assembly installed on it, a radial clearance S may occur, which is sealed in the well by the sealing ring 13 under the influence of a pressure differential. For example, a casing with a nominal diameter of 114.3 mm according to GOST 632-80, taking into account a plus tolerance of 1%, may have an outer diameter of 115.4 mm. Given this possible pipe diameter, the inner diameter of the sealing assembly should be at least 115.5 mm. If there are pipes with a nominal diameter of 114.3 mm at the drilling site, the actual radial clearance S will be 0.6 mm.

Для повышения надежности спуска уплотнительного узла в скважину на наружной поверхности эластичных элементов 1 может быть нанесен защитный слой для кратковременного замедления процесса набухания, а концевой участок 7 обоймы 6, сопряженный внахлест со ступенчатым концевым участком 5 упорного кольца 4, снабжен по крайней мере одним стопорным винтом 19, препятствующим осевому перемещению обоймы 6 в сторону эластичного элемента 1.To increase the reliability of lowering the sealing assembly into the well on the outer surface of the elastic elements 1, a protective layer can be applied to briefly slow down the swelling process, and the end section 7 of the holder 6, overlapping with the stepped end section 5 of the thrust ring 4, is provided with at least one locking screw 19, preventing the axial movement of the cage 6 in the direction of the elastic element 1.

Уплотнительный узел пакера работает следующим образом.The sealing unit packer operates as follows.

Перед спуском в скважину все элементы уплотнительного узла последовательно (см. фиг. 1) устанавливаются, например, на стандартную обсадную трубу 16 непосредственно на буровой площадке. Установка всех элементов уплотнительного узла может также производиться на короткий патрубок обсадной трубы 16 на заводе-изготовителе или непосредственно на производственных базах нефтегазодобывающих компаний.Before the descent into the well, all the elements of the sealing assembly in series (see Fig. 1) are installed, for example, on a standard casing 16 directly at the drilling site. The installation of all elements of the sealing assembly can also be done on a short pipe casing 16 at the manufacturer or directly at the production bases of oil and gas companies.

Спуск уплотнительного узла осуществляют в составе колонны обсадных труб и другого оборудования (на фиг. 1 не показано) к месту установки в открытый ствол или эксплуатационную колонну для изоляции, например, водоносных интервалов пласта. Во время спуска армирующий слой 3 препятствует деформации эластичных элементов 1 и преждевременному их разрушению.The lowering of the sealing unit is carried out as a part of the casing string and other equipment (not shown in Fig. 1) to the installation site in an open shaft or production string for isolation, for example, of aquifer intervals of the formation. During the descent, the reinforcing layer 3 prevents the deformation of the elastic elements 1 and their premature destruction.

После спуска, в интервале установки уплотнительного узла, в зависимости от типа набухающего эластомера, может создаваться специальная нефтяная или водяная ванна для активации и ускорения процесса набухания эластичных элементов 1 и герметизирующих элементов 11. При невозможности создания ванн эластичные элементы 1 и герметизирующие элементы 11 взаимодействуют со скважинной жидкостью и через определенный период времени набухают соответственно до плотного контакта с поверхностью открытого ствола (на фиг. 1 и фиг. 2 не показано) и обсадной трубы 16. Под действием перепада давления, который создается в период эксплуатации скважины со стороны изолированного интервала, эластичные элементы 1 передают осевую нагрузку на манжету 9 и обойму 6 и сдвигают их в сторону упорного кольца 4. При перемещении обойма 6 сжимает уплотнительное кольцо 13 до контакта с наружной поверхностью трубы 16, обеспечивая тем самым надежную герметизацию по внутренней поверхности уплотнительного узла при наличии допустимого радиального зазора S между обсадной трубой 16 и элементами противоэкструзионной защиты эластичных элементов 1. Под действием осевой силы со стороны эластичного элемента 1 конусный концевой участок манжеты 9 и концевой участок 8 обоймы 6 деформируются в радиальном направлении до плотного контакта с открытым стволом скважины. Это обеспечивает герметичное перекрытие кольцевого зазора между обоймой 6 и открытым стволом скважины и предотвращает выдавливание и разрушение эластичных элементов 1 под действием перепада давления.After the descent, in the interval of installation of the sealing assembly, depending on the type of swelling elastomer, a special oil or water bath can be created to activate and accelerate the swelling of the elastic elements 1 and sealing elements 11. If it is impossible to create baths, the elastic elements 1 and sealing elements 11 interact with wellbore fluid and after a certain period of time swell, respectively, until it makes tight contact with the surface of the open hole (not shown in Fig. 1 and Fig. 2) and casing loss 16. Under the action of the pressure drop that is created during the operation of the well from the side of the isolated interval, the elastic elements 1 transfer the axial load to the cuff 9 and the clip 6 and shift them towards the thrust ring 4. When moving the clip 6 compresses the sealing ring 13 to contact with the outer surface of the pipe 16, thereby ensuring reliable sealing along the inner surface of the sealing assembly in the presence of an acceptable radial clearance S between the casing 16 and the anti-extrusion protection elements elastic elements 1. Under the action of axial force from the side of the elastic element 1, the conical end section of the cuff 9 and the end section 8 of the cage 6 are deformed in the radial direction to close contact with the open wellbore. This ensures a tight overlap of the annular gap between the casing 6 and the open borehole and prevents extrusion and destruction of the elastic elements 1 under the influence of a differential pressure.

Такая конструкция уплотнительного узла пакера обеспечивает монтаж всех элементов узла непосредственно на буровой площадке, надежный спуск его и обсадных труб в скважину и способна обеспечивать надежную герметизацию при изоляции межпластовых перетоков в скважинах.This design of the packer sealing assembly ensures the installation of all the assembly elements directly at the drilling site, its reliable descent and casing pipes into the well, and is capable of providing reliable sealing when isolating interstratum flows in the wells.

Claims (4)

1. Уплотнительный узел пакера, включающий два эластичных элемента, разделенных проставочным кольцом и выполненных из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, имеющего форму полого цилиндра, при этом на внутренней поверхности эластичных элементов закреплен армирующий слой из тканого либо нетканого материала, а их несмежные концевые участки имеют наружную коническую поверхность, и противоэкструзионные защиты эластичных элементов, размещенные у их несмежных концевых участков и содержащие каждая упорное кольцо со ступенчатым концевым участком, взаимодействующую с ним кольцевую обойму со ступенчатыми концевыми участками и внутренней кольцевой канавкой в средней части, причем один из концевых участков обоймы сопряжен со ступенчатым концевым участком упорного кольца внахлест и образует с ним внутреннюю кольцевую полость, а другой на части своей длины выполнен с продольными разрезами в окружном направлении и способен деформироваться в радиальном направлении, при этом в кольцевой канавке и кольцевой полости размещены соответственно герметизирующий элемент, выполненный из разбухающего в скважинных жидкостях эластомера, и уплотнительное кольцо из не набухающего эластомера, а обойма имеет возможность осевого перемещения в сторону упорного кольца и сжатия уплотнительного кольца, и манжету чашеобразной формы из не набухающего эластомера, один из концевых участков которой размещен внутри концевого участка обоймы с продольными разрезами, а другой взаимодействует с концевым участком эластичного элемента, имеющим наружную коническую поверхность, при этом все элементы уплотнительного узла по внутреннему диаметру выполнены с возможностью их установки на стандартную обсадную или насосно-компрессорную трубу, а проставочное и упорные кольца снабжены стопорными элементами для фиксации их на этих трубах.1. The sealing assembly of the packer, comprising two elastic elements separated by a spacer ring and made of a hollow cylinder-shaped elastomer swelling in wellbore fluids, while a reinforcing layer of woven or non-woven material is fixed to the inner surface of the elastic elements, and their non-adjacent end sections have outer conical surface, and anti-extrusion protection of elastic elements located at their non-adjacent end sections and containing each thrust ring with a stepped con the central portion interacting with it an annular cage with stepped end sections and an inner annular groove in the middle part, and one of the end sections of the cage is mated with a stepped end portion of the thrust ring overlap and forms an inner annular cavity with it, and the other part of its length is made with longitudinal sections in the circumferential direction and is able to deform in the radial direction, while in the annular groove and the annular cavity respectively placed sealing element flax made of an elastomer swelling in wellbore fluids, and a sealing ring made of a non-swelling elastomer, and the clip has the possibility of axial movement towards the thrust ring and compression of the sealing ring, and a cup-shaped cuff of a non-swelling elastomer, one of the end sections of which is located inside the end section of the holder with longitudinal cuts, and the other interacts with the end portion of the elastic element having an outer conical surface, while all elements of the sealing assembly are internally The smaller diameter is made with the possibility of their installation on a standard casing or tubing, and the spacer and thrust rings are equipped with retaining elements for fixing them on these pipes. 2. Уплотнительный узел пакера по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности эластичных элементов нанесен защитный слой для замедления процесса набухания в период спуска их в скважину.2. The packer sealing assembly according to claim 1, characterized in that a protective layer is applied on the outer surface of the elastic elements to slow down the swelling process during their descent into the well. 3. Уплотнительный узел пакера по п. 1, отличающийся тем, что концевой участок обоймы, сопряженный внахлест со ступенчатым концевым участком упорного кольца, снабжен по крайней мере одним стопорным винтом, препятствующим осевому перемещению обоймы в сторону эластичного элемента.3. The packer sealing assembly according to claim 1, characterized in that the end portion of the cage, overlapping with the stepped end portion of the thrust ring, is provided with at least one locking screw that prevents axial movement of the cage towards the elastic element. 4. Уплотнительный узел пакера по п. 1, отличающийся тем, что он содержит патрубок стандартной обсадной или насосно-компрессорной трубы, свинченный с муфтой, и установлен на нем с упором или без упора в муфту, при этом проставочное и упорные кольца от осевого перемещения фиксируются на патрубке стопорными элементами.4. The packer sealing assembly according to claim 1, characterized in that it comprises a standard casing or tubing pipe fitting screwed onto the coupling and mounted on it with or without stop in the coupling, while the spacer and thrust rings are from axial movement are fixed on the pipe by locking elements.
RU2017114486U 2017-04-26 2017-04-26 SEALING PACKER ASSEMBLY RU173491U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114486U RU173491U1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 SEALING PACKER ASSEMBLY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114486U RU173491U1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 SEALING PACKER ASSEMBLY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU173491U1 true RU173491U1 (en) 2017-08-29

Family

ID=59798166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114486U RU173491U1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 SEALING PACKER ASSEMBLY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU173491U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182236U1 (en) * 2018-01-09 2018-08-09 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" SWELLING SEALER IN A PACKER WITH A SHLIPS MECHANISM
RU2678339C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО НПО "Инновация") Swelling packer
RU2698348C1 (en) * 2019-01-14 2019-08-26 Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис Прокат" Packing unit of packer
RU2715282C1 (en) * 2019-07-12 2020-02-26 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Sealing assembly of packer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU108095U1 (en) * 2011-05-26 2011-09-10 Алексей Викторович Власов PACKER
US20110297368A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Weatherford/Lamb, Inc. Swellable Packer Slip Mechanism
RU131065U1 (en) * 2013-03-12 2013-08-10 Алексей Викторович Власов PACKER
RU153332U1 (en) * 2014-12-25 2015-07-10 Алексей Викторович Власов SEALING PACKER ASSEMBLY
RU167386U1 (en) * 2016-07-26 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) INFLATABLE PACKER OF REUSABLE APPLICATION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110297368A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Weatherford/Lamb, Inc. Swellable Packer Slip Mechanism
RU108095U1 (en) * 2011-05-26 2011-09-10 Алексей Викторович Власов PACKER
RU131065U1 (en) * 2013-03-12 2013-08-10 Алексей Викторович Власов PACKER
RU153332U1 (en) * 2014-12-25 2015-07-10 Алексей Викторович Власов SEALING PACKER ASSEMBLY
RU167386U1 (en) * 2016-07-26 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) INFLATABLE PACKER OF REUSABLE APPLICATION

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182236U1 (en) * 2018-01-09 2018-08-09 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" SWELLING SEALER IN A PACKER WITH A SHLIPS MECHANISM
RU2678339C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО НПО "Инновация") Swelling packer
RU2698348C1 (en) * 2019-01-14 2019-08-26 Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис Прокат" Packing unit of packer
RU2715282C1 (en) * 2019-07-12 2020-02-26 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Sealing assembly of packer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU173491U1 (en) SEALING PACKER ASSEMBLY
AU2009316775B2 (en) Packer
US3797864A (en) Combined metal and elastomer seal
US9739106B2 (en) Angled segmented backup ring
RU2590664C2 (en) Annular barrier with external seal
US4832120A (en) Inflatable tool for a subterranean well
RU108095U1 (en) PACKER
CA2057219C (en) Packoff nipple
AU2013241857B2 (en) An annular barrier having a flexible connection
US11492871B2 (en) Buckle prevention ring
US7766089B2 (en) Packer system and method
EP1497528A2 (en) Split carrier annulus seal assembly for wellhead systems
RU140323U1 (en) SEALING PACKER ASSEMBLY
CN114575773A (en) Tail pipe suspension device with top packer and tail pipe suspension assembly
US2695068A (en) Packing device
RU153332U1 (en) SEALING PACKER ASSEMBLY
EP2430286B1 (en) System and method for enhancing packer operation and longevity
US9752419B2 (en) Morphing tubulars
US2467822A (en) Well packer
CN107829706B (en) Recoverable packer
RU131065U1 (en) PACKER
RU2698348C1 (en) Packing unit of packer
RU2605242C1 (en) Swelling downhole packer
US9194213B2 (en) Packer
RU2605249C1 (en) Swelling downhole packer

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200427