RU2686562C1 - Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing - Google Patents
Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686562C1 RU2686562C1 RU2018131709A RU2018131709A RU2686562C1 RU 2686562 C1 RU2686562 C1 RU 2686562C1 RU 2018131709 A RU2018131709 A RU 2018131709A RU 2018131709 A RU2018131709 A RU 2018131709A RU 2686562 C1 RU2686562 C1 RU 2686562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nipple
- coupling
- inflatable
- inflatable part
- layer
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 52
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/127—Packers; Plugs with inflatable sleeve
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)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к устройству герметичного перекрытия, предназначенному для обеспечения временного перекрытия скважины, в частности нефтедобывающей скважины или трубопровода. Предлагаемый уплотнительный элемент является одной из частей гидравлического надувного пакера модульной конструкции.The present invention relates to a device for hermetic overlap, designed to provide temporary blocking of a well, in particular an oil well or pipeline. The proposed sealing element is one of the parts of the hydraulic inflatable packer of modular design.
Надувные пакера применяются в нефтяной промышленности для уплотнения кольцевого пространства и разобщения двух зон ствола скважины при проведении ремонтно-изоляционных работ, кислотной обработки пластов и других технологических операций, осуществляемых в условиях высокого перепада давления.Inflatable packers are used in the petroleum industry to seal the annular space and sever the two zones of the wellbore during repair and insulation works, acid treatment of formations and other technological operations carried out under conditions of high pressure drop.
Характерной особенностью надувных пакеров является то, что для прижатия уплотнительного элемента к обсадной колонне или горизонтальному стволу используется давление жидкости, подаваемой во внутреннюю полость пакера, под воздействием внутреннего давления надувная часть пакера расширяется.A characteristic feature of inflatable packers is that to press the sealing element to the casing or horizontal wellbore, the pressure of the fluid supplied into the packer's internal cavity is used, and the inflatable part of the packer expands under the influence of the internal pressure.
В патенте RU 2441973 (опубл. 10.02.2012, Бюл. № 4) описаны усовершенствованные надувные пакеры. Пластина для использования в надувном пакере содержит корпусной элемент, имеющий длину, ширину и толщину и содержащий, по меньшей мере, одну канавку, выполненную в нем, и, по меньшей мере, один выступ, проходящий от него, приспособленные для взаимодействия с корпусными элементами смежных пластин надувного пакера, и множество усиливающих элементов, расположенных в корпусном элементе и сформированных в плетеной структуре или витой структуре, при этом надувной пакер содержит эластичный баллон и множество пластин, расположенных вдоль эластичного баллона и имеющих усиливающие пластину элементы, по меньшей мере, частично открытые для облегчения закрепления надувного пакера относительно окружающей стенки ствола скважины.In the patent RU 2441973 (publ. 10.02.2012, Bull. No. 4) described improved inflatable packers. A plate for use in an inflatable packer contains a body element having a length, width and thickness and containing at least one groove made therein, and at least one protrusion extending therefrom, adapted to interact with the body elements of adjacent plates of an inflatable packer, and a plurality of reinforcing elements arranged in a body element and formed in a braided structure or a twisted structure, wherein the inflatable packer contains an elastic balloon and a plurality of plates arranged along an elastic Nogo cylinder and having a plate reinforcing elements at least partially open to facilitate the fixing of the inflatable packer relative to the surrounding wellbore wall.
Известно устройство герметичного перекрытия, используемое для закупорки скважины или трубопровода (патент на изобретение RU 2389864, опубл.: 20.05.2010, Бюл. № 14), которое содержит расширяющийся элемент и концевые органы. Расширяющийся орган выполнен многослойным, содержащий по меньшей мере одну кольцевую и волокнистую конструкцию повышенной плотности, образованную множеством тонких и длинных волокон с высокой механической прочностью диаметром от 5 мкм до 100 мкм. Волокна связывают между собой концевые органы и наматываются спиральным образом. Угол намотки волокон по отношению к продольной оси симметрии от 45° до 60° на концевых участках и от 15° до 30° в центральной части этой муфты. A device is hermetic overlap used to block a well or pipeline (patent for invention RU 2389864, publ .: 20.05.2010, Bull. No. 14), which contains an expanding element and end organs. The expanding body is made of a multilayer, containing at least one ring and fiber structure of high density, formed by a multitude of thin and long fibers with high mechanical strength with a diameter from 5 microns to 100 microns. The fibers interconnect the end organs and are wound in a spiral fashion. The winding angle of the fibers with respect to the longitudinal axis of symmetry is from 45 ° to 60 ° at the end sections and from 15 ° to 30 ° in the central part of this coupling.
В патенте RU 2355937 (опубл.: 20.05.2009, Бюл. № 14) раскрыта неразъемная концевая арматура рукава высокого давления, которая содержит резиноармированный рукав с удаленными наружным и внутренним слоями на конце, ниппель с наружными кольцевыми выступами, выполненными в зоне силовой заделки каркаса рукава. Первый со стороны узла соединения наружный кольцевой выступ выполнен с усеченной вершиной, а муфта - с внутренними кольцевыми выступами, разной высоты с образованием при обжатии зоны силовой заделки каркаса рукава. Имеются зоны герметизации и зоны пониженного сжатия рукава. Кроме того, усеченная часть вершины первого со стороны узла соединения наружного кольцевого выступа ниппеля выполнена конусной, а снаружи на муфте выполнена треугольная кольцевая проточка, совпадающая в одной плоскости в зоне силовой заделки каркаса рукава с внутренним кольцевым выступом муфты, который до обжатия находится к более высокому первому от узла соединения наружному кольцевому выступу ниппеля ближе, чем ко второму наружному кольцевому выступу ниппеля, на величину удлинения муфты при ее обжатии. In the patent RU 2355937 (publ .: 20.05.2009, Bull. No. 14) the one-piece high-pressure valve end fittings is disclosed, which contains a rubber-reinforced sleeve with the outer and inner layers removed at the end, a nipple with outer annular projections made in the area of the frame force seal sleeves. The first annular protrusion on the side of the junction assembly is made with a truncated apex, and the coupling with internal annular protrusions of different heights with the formation, during compression, of the zone of the force seal of the sleeve frame. There are sealing zones and areas of reduced compression of the sleeve. In addition, the truncated part of the top of the first from the side of the connection node of the outer annular protrusion of the nipple is tapered, and on the outside of the coupling there is a triangular annular groove that coincides in the same plane in the area of the power seal of the sleeve frame with the inner circumferential protrusion of the coupling the first from the connection node, the outer annular protrusion of the nipple is closer than to the second outer annular protrusion of the nipple, by the amount of elongation of the coupling when it is crimped.
Известен способ сборки неразъемного соединения рукавов высокого давления (патент на изобретение RU 2153124, опубликовано: 20.07.2000 Бюл. № 20), включающий надевание на свободный конец рукава обжимной муфты до упора в реборду, направленную внутрь и выполненную с одной стороны муфты, введение в отверстие рукава со стороны муфты ниппеля с замковой и герметизирующими канавками и установку рукава в обжимное устройство с последующим взаимным скреплением между собой рукава, муфты и ниппеля, при этом ниппель вставляют в отверстие рукава до упора его замковой канавки в реборду муфты, при этом муфта имеет переходную конусную наружную поверхность, расположенную от торца муфты со стороны реборды до ее цилиндрической поверхности, а на внутренней поверхности муфты имеется участок с кольцевыми ребрами, перед скреплением в отверстие ниппеля вставляют дорн до упора его буртом в торец ниппеля и обжимают муфту кулачками устройства в радиальном направлении последовательно, сначала цилиндрическую поверхность, доведя ее диаметр до наружного диаметра реборды, при этом кольцевые ребра прорезают наружный слой резины рукава и врезаются в силовую оплетку и деформируют ее, а частично деформируются сами, а затем обжимают реборду, вводя ее в замковую канавку, и деформируют ее там, образуя замок. A known method of assembling a one-piece connection of high-pressure hoses (patent for invention RU 2153124, published: 07/20/2000 Byul. No. 20), which includes putting the crimp sleeve onto the free end of the sleeve, facing inwards and made from one side of the coupling, introducing the sleeve opening from the coupling nipple side with the locking and sealing grooves and the installation of the sleeve into the crimping device with subsequent mutual bonding between the sleeve, the coupling and the nipple; the coupling has a transitional conical outer surface located from the end of the coupling on the side of the flange to its cylindrical surface, and on the inner surface of the coupling there is a section with annular ribs, before fastening it into the hole of the nipple in the hole the end of the nipple and crimp the coupling device Cams in the radial direction successively, first a cylindrical surface, bringing its diameter to the outer diameter of the flange, while the annular ribs cut through the A rubber layer of rubber sleeves and cut into the power braid and deform it, and partially deform themselves, and then squeeze the flange, introducing it into the locking groove, and deform it there, forming a lock.
Недостатками вышеуказанных конструкций, а также большинства известных конструкций, имеющих уплотнение по наружной поверхности ниппеля, являются: потеря герметичности в результате старения материала рукава; и то, что муфта, имеющая диаметр заведомо больший диаметра рукава и уменьшающаяся путем обжатия до меньшего, за счет внутреннего высокого давления будет стремится возвращаться в исходное. Все это снижает надежность герметичного соединения в зонах концевой заделки рукавов, особенно при высоких давлениях в гидравлических системах.The disadvantages of the above structures, as well as most of the known structures having a seal on the outer surface of the nipple, are: loss of tightness due to aging of the sleeve material; and the fact that a coupling having a diameter of a obviously larger sleeve diameter and decreasing by compression to a smaller one will tend to return to the original due to internal high pressure. All this reduces the reliability of the hermetic connection in the areas of the end fitting of the sleeves, especially at high pressures in hydraulic systems.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является предотвращение расширения корпуса муфты (конусной деформации) и разгерметизации соединения, заклинивания пакера при прохождении через скважину. С целью предотвращения указанных дефектов, приводящих к сползанию концевой арматуры и обеспечения герметичности соединения при работе уплотнительного элемента под воздействием внутреннего давления с сохранением исходных размеров концевой заделки после снятия внутреннего давления при приложении многократных нагрузок, муфта изготавливается из прочной качественной стали, которая подвергается последующей термической обработке путем закалки.The problem to which the invention is directed, is to prevent the expansion of the coupling housing (conical deformation) and depressurization of the connection, jamming of the packer when passing through the well. In order to prevent these defects, leading to slipping of the end fittings and ensuring the tightness of the connection when the sealing element is operating under internal pressure while maintaining the original dimensions of the end seal after removing the internal pressure under repeated loads, the coupling is made of durable high-quality steel, which is subjected to subsequent heat treatment by quenching.
Данные задачи решаются за счет того, что уплотнительный элемент к гидравлическому надувному пакеру включает надувную часть, выполненную в форме полого цилиндра, с присоединительной металлической концевой арматурой, состоящей из ниппеля и муфты, муфта насажена снаружи, а ниппель устанавливается вовнутрь, надувная часть включает внутренний герметизирующий слой из маслоабразивостойкой резины, по меньшей мере, один парный силовой слой из взаимоперекрещивающихся навитых под углом 24-26 градусов к оси стальных латунированных пружинных проволок, при этом между слоями проволоки наложены промежуточные резиновые слои, на проволочные слои под углом 24-26 градусов наложен один парный слой из кордной капроновой ткани, на которую нанесен наружный защитный герметизирующий резиновый слой, при этом муфта выполнена из конструкционной легированной стали с последующей термической обработкой методом закалки, при этом на внутренней поверхности муфты и наружной поверхности ниппеля имеются кольцевые проточки и выступы, образующие при сборке соединение типа «шип-паз». These tasks are solved due to the fact that the sealing element to the hydraulic inflatable packer includes an inflatable part made in the form of a hollow cylinder, with connecting metal end fittings consisting of a nipple and a coupling, the coupling is mounted outside, and the nipple is installed inside, the inflatable part includes an internal sealing a layer of oil-resistant rubber, at least one paired strength layer of intercrossing wound at an angle of 24-26 degrees to the axis of the steel brass-plated spring wires an intermediate rubber layers are laid between the layers of the wire, one paired layer of cord nylon fabric superimposed on the wire layers at an angle of 24-26 degrees, on which the outer protective sealing rubber layer is applied, while the coupling is made of structural alloyed steel followed by thermal processing by the method of quenching, while on the inner surface of the coupling and the outer surface of the nipple there are annular grooves and protrusions that form a tongue-and-groove joint during assembly.
Задачи также решаются за счет разработки способа изготовления уплотнительного элемента к гидравлическому надувному пакеру, который включает сборку концевой арматуры на подготовленной заранее заготовке надувной части, а именно насаживание муфты на ниппель, между которыми располагается надувная часть, при этом перед насадкой муфты и ниппеля на один из концов надувной части устанавливается дорн, хвостовик которого через центральное отверстие ниппеля выводится наружу, а наконечник, имеющий наружный диаметр больше чем внутренний диаметр ниппеля, находится перед ниппелем, вытягивание дорна при помощи поступательных движений станка.The tasks are also solved by developing a method for manufacturing a sealing element for a hydraulic inflatable packer, which includes assembling the end fittings on the pre-prepared blank of the inflatable part, namely placing the coupling on the nipple, between which the inflatable part is located, and in front of the coupling nozzle and nipple on one of of the ends of the inflatable part, a mandrel is installed, the shank of which is brought out through the central opening of the nipple and the tip having an outer diameter larger than the inner diameter the nipple is in front of the nipple, pulling the mandrel with the help of the translational movements of the machine.
Применение термообработанных муфт в корне меняет принцип закрепления концевой арматуры на уплотнительном элементе. Защемление резинометаллического рукава между муфтой и ниппелем производится не обжимом муфты с уменьшением наружного диаметра до диаметра резинометаллического рукава, а за счет увеличения внутреннего диаметра ниппеля с помощью специальной оснастки, протаскиваемой через ниппель.The use of heat-treated couplings fundamentally changes the principle of fixing the end fittings on the sealing element. The pinching of the rubber-metal sleeve between the coupling and the nipple is not done by crimping the coupling with a decrease in the outer diameter to the diameter of the rubber-metal sleeve, but by increasing the internal diameter of the nipple using a special tooling through the nipple.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности конструкции, приводящее к возможности многократного использования устройства (пакера) и восстановление исходных размеров после снятия внутреннего давления без остаточной деформации. Заявленные пакеры выдерживают перепад давлений 15-25 МПа. The technical result provided by the above set of features is an increase in the reliability of the design, leading to the possibility of multiple use of the device (packer) and restoring the original dimensions after removing the internal pressure without permanent deformation. The claimed packers withstand a pressure drop of 15-25 MPa.
Рассматриваемый уплотнительный элемент надувного пакера по сути является раздуваемым эластичным резинометаллическим рукавом по обоим концам которого имеется неразъемная присоединительная металлическая арматура. Надувной пакер, оснащенный таким уплотнительным элементом, работоспособен в условиях воздействия высоких перепадов давлений, больших механических нагрузок и в различных термических и коррозионных средах с созданием герметичного уплотнения при высоком контактном давлении на ствол скважины.The considered sealing element of an inflatable packer is essentially an inflated elastic rubber-metal sleeve at both ends of which there is an integral connecting metal fittings. An inflatable packer equipped with such a sealing element is operable under the conditions of high pressure drops, high mechanical loads and in various thermal and corrosive environments with the creation of a hermetic seal with high contact pressure on the wellbore.
Резинометаллический рукав уплотнительного элемента состоит из внутреннего и наружного резиновых слоев с повышенной абразивостойкостью в купе со стойкостью к воздействию рабочих сред, силового каркаса и тканевых прокладок. Силовой каркас рукава содержит несколько парных навивочных взаимоперекрещивающихся слоев из стальной латунированной высокопрочной пружинной проволоки, между слоями проволоки накладываются промежуточные резиновые слои, при этом исключается возможность перетирания силовых элементов. Применение проволоки с латунированной поверхностью повышает монолитность стенки рукава вследствие улучшения соединения с резиновыми элементами конструкций. Навивочный силовой слой обладает достаточной гибкостью и деформационной способностью для необходимого уплотнения возможных неровностей при пакеровке необсаженных стволов скважин. Для предотвращения выдавливания резиновых слоев между прядями проволоки под воздействием внешнего и внутреннего давления, на навивочный проволочный каркас уплотнительного элемента наводится парный текстильный слой из промазанной резиновой смесью. Тканевые прокладки выполняют так же защитные функции при прохождении пакера через необсаженные стволы скважин, обеспечивая устойчивость и механическую прочность уплотнительного элемента к действию многократных деформаций изгиба.The rubber-metal sleeve of the sealing element consists of the inner and outer rubber layers with increased abrasion resistance, coupled with resistance to the influence of working media, a power frame and fabric gaskets. The power frame of the sleeve contains several paired winding intersecting layers of steel brass-plated high-strength spring wire, between the layers of the wire superimposed intermediate rubber layers, while eliminating the possibility of chafing power elements. The use of wire with a brass surface increases the solidity of the wall of the sleeve due to improved connection with rubber structural elements. The coiling power layer has sufficient flexibility and deformation capacity for the necessary compaction of possible irregularities when packing open hole boreholes. To prevent the extrusion of rubber layers between the strands of wire under the influence of external and internal pressure, a coarse textile layer of smeared rubber mixture is induced on the coiling wire skeleton of the sealing element. Fabric gaskets also perform protective functions when a packer passes through uncased boreholes, ensuring the stability and mechanical strength of the sealing element to the action of multiple bending deformations.
Для обеспечения работоспособности уплотнительного элемента пакера с равномерным восприятием прилагаемых повторяющихся статических и динамических нагрузок при многократных деформациях с восстановлением исходных размеров после снятия внутреннего давления и сохранением изначальных адгезионных связей без межслойного расслоения, силовой навивочный проволочный и тканевые слои резинометаллического рукава накладываются под одним углом к продольной оси. Монолитность конструкции достигается за счет применения на различных стадиях технологического процесса в определенной последовательности материалов, поверхность которых вступает в межмолекулярное взаимодействие при последующей вулканизации.To ensure the performance of the sealing element of the packer with a uniform perception of the applied repeated static and dynamic loads with repeated deformations with the restoration of the original size after removing the internal pressure and preserving the original adhesive bonds without interlaminar delamination, the power coiling wire and fabric layers of the rubber metal sleeve are applied at a single angle to the longitudinal axis . The monolithic construction is achieved by applying at various stages of the technological process in a certain sequence of materials, the surface of which enters into intermolecular interaction during subsequent vulcanization.
При расширении уплотнительного элемента под воздействием внутреннего давления концевая арматура также подвергается растягивающим нагрузкам, что может привести к деформации корпуса муфты и разгерметизации соединения, заклиниванию пакера при прохождении через скважину. С целью предотвращения указанных дефектов, приводящих к сползанию концевой арматуры и обеспечения герметичности соединения при работе уплотнительного элемента под воздействием внутреннего давления с сохранением исходных размеров концевой заделки после снятия внутреннего давления при приложении многократных нагрузок, муфта изготавливается из прочной качественной стали, которая подвергается последующей термической обработке путем закалки.When the sealing element expands under the influence of internal pressure, the end fittings are also subjected to tensile loads, which can lead to the deformation of the coupling housing and depressurization of the joint, jamming of the packer as it passes through the well. In order to prevent these defects, leading to slipping of the end fittings and ensuring the tightness of the connection when the sealing element is operating under internal pressure while maintaining the original dimensions of the end seal after removing the internal pressure under repeated loads, the coupling is made of durable high-quality steel, which is subjected to subsequent heat treatment by quenching.
Применение термообработанных муфт в корне меняет принцип закрепления концевой арматуры на уплотнительном элементе. Защемление резинометаллического рукава между муфтой и ниппелем производится не обжимом муфты с уменьшением наружного диаметра до диаметра резинометаллического рукава, а за счет увеличения внутреннего диаметра ниппеля с помощью специальной оснастки, протаскиваемой через ниппель. Данный метод армирования позволяет достичь минимального перепада диаметров по наружной и внутренней поверхности уплотнительного элемента по месту соединения концевой арматуры и резинометаллического рукава, при этом увеличивается проходное сечение уплотнительного элемента и увеличивает обтекаемость по наружной поверхности при прохождении пакера по необсаженной скважинеThe use of heat-treated couplings fundamentally changes the principle of fixing the end fittings on the sealing element. The pinching of the rubber-metal sleeve between the coupling and the nipple is not done by crimping the coupling with a decrease in the outer diameter to the diameter of the rubber-metal sleeve, but by increasing the internal diameter of the nipple using a special tooling through the nipple. This reinforcement method allows you to achieve a minimum diameter difference on the outer and inner surface of the sealing element at the junction of the end fittings and the rubber metal sleeve, while increasing the flow area of the sealing element and increasing the flow around the outer surface as the packer passes through the open hole
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 – уплотнительный элемент к гидравлическому надувному пакеру;figure 1 - sealing element to the hydraulic inflatable packer;
на фиг.2 – конструкция слоистого материала надувной части, figure 2 - the design of the layered material of the inflatable part,
на фиг.3 – – изображена концевая арматура (муфта, ниппель) в сборе с надувной частью до закрепления;figure 3 - - shows the end fittings (coupling, nipple) assembled with an inflatable part to fix;
на фиг.4 – изображен процесс закрепления концевой арматуры,figure 4 - shows the process of fixing the end fittings,
где Where
1 – надувная часть1 - inflatable part
2 – муфта2 - coupling
3 – ниппель3 - nipple
4 – слой из маслоабразивостойкой резины4 - layer of oil-resistant rubber
5 – слой из проволок5 - wire layer
6 – слой из кордной капроновой ткани6 - a layer of cord nylon fabric
7 – резиновый слой7 - rubber layer
8 – дорн.8 - mandrel.
Надувной пакер представляет собой полый резинометаллический цилиндр (надувная часть) 1 с присоединительной металлической концевой арматурой, состоящей из ниппеля 3 и муфты 2 (фиг.1). The inflatable packer is a hollow rubber-metal cylinder (inflatable part) 1 with connecting metal end fittings consisting of a
Надувная часть 1 пакера представляет собой многослойный материал (фиг.2), включающий слои: внутренний герметизирующий слой из маслоабразивостойкой резины 4, по меньшей мере, один парный силовой слой 5 из взаимоперекрещивающихся навитых под углом 24-26° к оси стальных латунированных пружинных проволок, между слоями проволоки наложены промежуточные резиновые слои, на проволочные слои под углом 24-26° наложен один парный слой из кордной капроновой ткани 6, на ткань нанесен наружный защитный герметизирующий резиновый слой 7. The
Применяемые при изготовлении резины обеспечивают монолитность конструкции надувной части 1, навивка силовых слоев и наложение ткани под углом 24-26° гарантируют восстановление исходных размеров пакера после снятия внутреннего давления.Used in the manufacture of rubber ensure the solidity of the design of the
По обоим концам надувной части 1 закрепляется металлическая концевая арматура, состоящая из ниппеля 3 и муфты 2. Для достижения поставленной цели в заявленном изобретении муфта 2 выполнена из конструкционной легированной стали с последующей термической обработкой методом закалки. При этом муфта насажена снаружи, ниппель устанавливается вовнутрь. На внутренней поверхности муфты и наружной поверхности ниппеля имеются кольцевые проточки и выступы, образующие при сборке соединение типа «шип-паз», что обеспечивает надежное защемление концов надувной части между составными частями концевой арматуры за счет увеличения проходного сечения при протаскивании через ниппель дорна 8 с наружным диаметром большим чем внутренний диаметр ниппеля.At both ends of the
Устройство изготавливается (собирается) следующим образом. После изготовления материала для надувной части, заготовки нарезаются необходимой длины. Далее производится сборка концевой арматуры на надувной части 1. Предварительно внутрь на один из концов надувной части 1 устанавливается дорн 8, насаживается муфта 2, ниппель 3, при этом хвостовик дорна 8 через центральное отверстие ниппеля 3 выводится наружу (фиг.4), а наконечник дорна 8, имеющий наружный диаметр больше чем внутренний диаметр ниппеля 3 остается перед ниппелем внутри надувной части 1. При помощи станка с гидроприводом поступательного движения дорн 8 вытягивается, в результате ниппель 3 разжимается и прочно прижимает надувную часть к муфте 2. При данной конструкции при рабочем давлении пакера (раздутии эластичной вставки) в открытом стволе скважины корпус муфты не деформируется, нет деформации в виде конуса, т.е. не образуется юбка, что затрудняет подъем или спуск пакера в скважину, а также возможно ее разрушение при зацеплении о разрушившиеся острые кромки породы.The device is manufactured (assembled) as follows. After making the material for the inflatable part, the blanks are cut to the required length. Next, the end fittings are assembled on the
Заявляемая конструкция пакеров обеспечивает многократное использование, восстановление исходных размеров после снятия внутреннего давления без остаточной деформации, выдерживает перепад давлений 15-25 МПа.The claimed packer design provides multiple use, restoring the original dimensions after removing the internal pressure without permanent deformation, withstands a pressure differential of 15-25 MPa.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131709A RU2686562C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131709A RU2686562C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686562C1 true RU2686562C1 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018131709A RU2686562C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686562C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201945U1 (en) * | 2020-08-12 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Packer sealing sleeve |
RU2742923C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-02-11 | Олег Сергеевич Николаев | Shell packer (embodiments) |
CN114909105A (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-16 | 中国石油化工股份有限公司 | Sliding sleeve type packer for non-metal oil pipe |
RU2787064C1 (en) * | 2022-07-14 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Нефтехиммаш" | Plug packer drillable |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU981580A1 (en) * | 1981-01-29 | 1982-12-15 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" | Packer sealing member |
RU2128279C1 (en) * | 1997-06-16 | 1999-03-27 | Закрытое акционерное общество "ЮКСОН" | Inflatable hydraulic packer |
US7347274B2 (en) * | 2004-01-27 | 2008-03-25 | Schlumberger Technology Corporation | Annular barrier tool |
RU75423U1 (en) * | 2008-04-28 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОРКО" | WELL SEALER PACKER |
RU2441973C2 (en) * | 2006-11-28 | 2012-02-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Expanding packer improvement |
RU167386U1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | INFLATABLE PACKER OF REUSABLE APPLICATION |
-
2018
- 2018-09-04 RU RU2018131709A patent/RU2686562C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU981580A1 (en) * | 1981-01-29 | 1982-12-15 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" | Packer sealing member |
RU2128279C1 (en) * | 1997-06-16 | 1999-03-27 | Закрытое акционерное общество "ЮКСОН" | Inflatable hydraulic packer |
US7347274B2 (en) * | 2004-01-27 | 2008-03-25 | Schlumberger Technology Corporation | Annular barrier tool |
RU2441973C2 (en) * | 2006-11-28 | 2012-02-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Expanding packer improvement |
RU75423U1 (en) * | 2008-04-28 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОРКО" | WELL SEALER PACKER |
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 (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2742923C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-02-11 | Олег Сергеевич Николаев | Shell packer (embodiments) |
RU201945U1 (en) * | 2020-08-12 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Packer sealing sleeve |
CN114909105A (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-16 | 中国石油化工股份有限公司 | Sliding sleeve type packer for non-metal oil pipe |
CN114909105B (en) * | 2021-02-08 | 2024-07-12 | 中国石油化工股份有限公司 | Sliding sleeve type packer for nonmetallic oil pipe |
RU2787064C1 (en) * | 2022-07-14 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Нефтехиммаш" | Plug packer drillable |
RU220557U1 (en) * | 2023-07-05 | 2023-09-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | HYDRAULIC PACKER ELEMENT WITH ANCHORING EFFECT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2483714C (en) | End fitting for reinforced high-pressure hose and method of attachment | |
RU2686562C1 (en) | Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing | |
US10619776B2 (en) | End connector for high pressure reinforced rubber hose | |
EP2583012B1 (en) | Crimped or swaged couplings for cable reinforced hoses | |
CA2577645C (en) | Energizing seal for expandable connections | |
US20070157443A1 (en) | Method of attachment for a high pressure reinforced rubber hose coupling | |
CN103874824A (en) | Sealing material for annular barriers | |
CN107816331A (en) | Annular barrier | |
EP0386372A2 (en) | Threaded pipe joint having improved seal ring entrapment | |
GB2473943A (en) | A hose coupling for high-pressure hoses | |
US5404947A (en) | Pre-formed stress rings for inflatable packers | |
WO2014016758A2 (en) | A joint element, a casing stream comprising such a joint element and a method for compensating for forces due to thermal effects in a casing string | |
US10358889B2 (en) | Architecture and method for fabricating reinforced packer elements | |
CA2843598C (en) | End connector for high pressure high temperature reinforced rubber hose | |
US11761563B2 (en) | Reinforced hose end connector having a smooth surface inboard end length | |
CN105178901B (en) | Long well section reinforcing tubular column | |
RU2321722C1 (en) | Method to install profiled shutter inside well |