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 PDF

Info

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
Application number
RU2018131709A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рафаэль Равильевич Галимов
Наиль Масгутович Ахметшин
Илсояр Рафаильевна Ахметзянова
Original Assignee
Акционерное общество "Камско-Волжское акционерное общество резинотехники "КВАРТ"
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 Акционерное общество "Камско-Волжское акционерное общество резинотехники "КВАРТ" filed Critical Акционерное общество "Камско-Волжское акционерное общество резинотехники "КВАРТ"
Priority to RU2018131709A priority Critical patent/RU2686562C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686562C1 publication Critical patent/RU2686562C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve

Abstract

FIELD: seals.SUBSTANCE: group of inventions relates to a sealing element for a hydraulic inflatable packer and a method for production thereof. Sealing element to hydraulic inflatable packer includes inflatable part made in the form of hollow cylinder, with connecting metal end fittings consisting of nipple and coupling, coupling is fitted on the outside, and nipple is installed inside. Inflatable part comprises inner sealing layer of oil and abrasion-resistant rubber, at least one paired power layer of intercrossed winding at angle of 24–26 degrees to axis of steel brass spring wires. Intermediate rubber layers are applied between layers of wire. On the wire layers at angle of 24–26 degrees, one paired layer of cord nylon fabric is applied, on which outer protective sealing rubber layer is applied. Coupling is made from structural alloyed steel with subsequent thermal treatment by hardening method. On inner surface of coupling and external surface of nipple there are annular grooves and protrusions, which form a connection of "tenon-groove" type during assembly. Proposed method comprises assembling end fixtures on prefabricated inflatable workpiece, specifically coupling on nipple with inflatable part arranged there between. Prior to fitting the coupling and the nipple, mandrel is fitted on one end of the inflatable part, the shank of which is brought out through the central opening of the nipple, and the tip having an outer diameter greater than the inner diameter of the nipple is located in front of the nipple. Drawing of mandrel is performed by means of translational movements of machine.EFFECT: technical result is higher reliability of structure.2 cl, 4 dwg

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 nipple 3 and a coupling 2 (figure 1).

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 inflatable part 1 of the packer is a multilayer material (figure 2), which includes layers: an inner sealing layer of oil-resistant rubber 4, at least one paired strength layer 5 of intersecting wound at an angle of 24-26 ° to the axis steel brass-plated spring wires, intermediate rubber layers are laid between the layers of the wire, one paired layer of cord nylon fabric 6 is applied to the wire layers at an angle of 24-26 °, the outer protective rubber sealing layer 7 is applied to the fabric.

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 inflatable part 1, winding of the power layers and the imposition of fabric at an angle of 24-26 ° ensure the restoration of the original dimensions of the packer after removing the internal pressure.

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 inflatable part 1, the metal end fittings are fixed, consisting of nipple 3 and coupling 2. In order to achieve this goal, in the claimed invention, coupling 2 is made of structural alloyed steel with subsequent heat treatment by quenching. In this case, the coupling is mounted on the outside, the nipple is installed inside. 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 connection during assembly, which ensures a reliable clamping of the ends of the inflatable part between the component parts of the end fittings by increasing the flow area when pulling through the mandrel nipple 8 with the outer diameter larger than the internal diameter of the nipple.

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 inflatable part 1. A mandrel 8 is installed inwards at one of the ends of the inflatable part 1, the coupling 2, the nipple 3 are mounted, and the shaft of the mandrel 8 is pulled out through the central hole of the nipple 3 (Figure 4), and the tip mandrel 8 having an outer diameter larger than the inner diameter of the nipple 3 remains in front of the nipple inside the inflatable part 1. With the aid of a machine with a hydraulic drive of the translational movement, the dorn 8 is pulled out, as a result, the nipple 3 is unclamped and firmly presses the inflatable tea to the clutch 2. With this design at the working pressure of the packer (inflation of the elastic insert) in the open borehole, the coupling housing is not deformed, there is no deformation in the form of a cone, i.e. no skirt is formed, which makes it difficult for the packer to ascend or descend into the well, and it can also be destroyed if it engages on the destroyed sharp edges of the rock.

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)

1. Уплотнительный элемент к гидравлическому надувному пакеру, включающий надувную часть, выполненную в форме полого цилиндра, с присоединительной металлической концевой арматурой, состоящей из ниппеля и муфты, муфта насажена снаружи, а ниппель устанавливается вовнутрь, отличающийся тем, что 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». 1. Sealing element to the hydraulic inflatable packer, comprising an inflatable part made in the form of a hollow cylinder, with a connecting metal end fittings consisting of a nipple and a coupling, the coupling is mounted outside, and the nipple is installed inside, characterized in that the inflatable part includes an inner sealing layer at least one paired strength layer made of oil abrasion resistant rubber made of intersecting ones wound at an angle of 24-26 degrees to the axis of steel brass-plated spring wires, and Between the layers of wire, intermediate rubber layers are superimposed, one paired layer of cord nylon fabric superimposed on the outer protective sealing rubber layer is applied to the wire layers at an angle of 24-26 degrees, while the coupling is made of structural alloy steel, followed by heat treatment by quenching, at the same time 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. 2. Способ изготовления уплотнительного элемента по п.1 к гидравлическому надувному пакеру, включающий 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, вытягивают дорн при помощи поступательных движений станка. 2. A method of manufacturing a sealing element according to claim 1 to a hydraulic inflatable packer, comprising assembling the end fittings on the preformed inflatable part blank, namely fitting the coupling onto the nipple, between which the inflatable part is located, while in front of the coupling nozzle and nipple at one of the ends the inflatable part is fitted with a mandrel, the shank of which is brought out through the central hole of the nipple, and the tip having an outer diameter larger than the internal diameter of the nipple is in front of the nipple, Dave with the help of the translational movements of the machine.
RU2018131709A 2018-09-04 2018-09-04 Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing RU2686562C1 (en)

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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)
RU2787064C1 (en) * 2022-07-14 2022-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Нефтехиммаш" Plug packer drillable

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
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
RU2686562C1 (en) Sealing element to hydraulic inflatable packer and method of its manufacturing
EP0386372A2 (en) Threaded pipe joint having improved seal ring entrapment
GB2473943A (en) A hose coupling for high-pressure hoses
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
EP2893120A2 (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
CN105178901B (en) Long well section reinforcing tubular column
RU2321722C1 (en) Method to install profiled shutter inside well