Уплотнительный элемент гидравлическогопакера

Оп ИСАНИ.ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 280579 (2 ) 2771597/22-03с присоединением заявки Йо(51)М, Кл,з Е 21 В 33/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.И.Ванифатьев, А.А.Гайворонский, А,А.Цыб П.А.Чуев, Л.Х.фарукшин и В.А.Взородов есоюзный ордена Трудового К следовательский институт бу 71) Заявите(54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО А щиеся между соточные. пояски 21.Недостатком уплотнительного эле.мента является то, что его эластичная манжета не имеет достаточно надежной защиты от затекания в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента. Это может привести к разрушению эластичной манжеты и выходу уплотнительного элемента из строя. Кроме того, при извлечении из скважины металлический предохранительный элемент может задевать за стенки скважины..Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнительного элемента за счет автоматического исключения затекания его эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента.Указанная цель достигается тем, что длина силового пояска обжимной втулки, контактирующего с открытой частью эластичной манжеты, выполнена равной толщине ее стенки, а длина сопряженного с ним промежуточного пояска выполнена равной трехкратной толщине стенки манжеты, причем на концах и в средней части промежуточтнительный элемент пакера, включающий ную манжету, закреп по ью обжимных Известен также Элемент гидравличе чающий корпус и эл закрепленную на не ных концевых втуло еерхности которых плот кого стич при ,-на ыпол ительн пакера ую ман помощи наружн ены че вклюету, обжим" едую Изобретение относится к креплению скважин, а именно к конструкциям пакеров, устанавливаемых на обсад ной колонне для разобщения пластов и предотвращения межпластовых перетоков. Известен уплогидравлическогокорпус и эластичленную на нем с мощконцевых втулок 1 .Недостаток этого уплотнительного элемента заключается в сложности его изготовления. Кроме того, для приведения в действие узла уплотнительного 1 элемента, исключающего затекание его эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкой скважины и корпусом уплотнительного элемента, необходим гидравлический .канал связи, 26 соединяющий кольцевую камеру этого узла с клапанным узлом уплотнительного элемента. 4 ного Знамене наунноой техники-- щ 2 .бой силовые/и промежу840287 формула изобретения ЗО ного пояска выполнены кольцевые канавки,На фиг. 1 изображен уплотнительный элемент в запакерованном положении; на фиг. 2 - уплотнительный элемент в транспортном положении. Устройство содержит корпус 1 с каналом, выполненным в в:де перфорированной трубки 2, и с установленнойна нем эластичной манжетой 3, прикрепленной к корпусу на концевых участках обжимными втулками 4. В свою очередь втулки жестко прикреплены к корпусу 1 упорными гайками 5 На наружной поверхности втулок 4 выполнены силовые 6 и промежуточные 7 пояски.ЭФФект затекания эластичной манжеты 3 в кольцевой зазор между втулкой 4 и стенкой скважины имеет местотолько в случаях, когда этот зазор превышает две толщины стенки манжеты. Длина (И силового пояска 6 должна быть равнойтолщине стенки манжета, поскольку выполнение длины пояска меньшей, чем толщина стенки приводит к снижению герметизирующей способности уплотнительного элемента, Длина ЗИ промежуточного пояска 7, сопряженного с силовым, должна быть равной трехкратиой толщине стенки манжеты, исходя из наличия оптимального Разора между стенкой скважины и стенкой манжеты, равной удвоенной толщине стенки последней.В средней части и на концах промежуточного пояска 7 выполнены концентраторы напряжений в виде кольцевых канавок А. Такое конструктивное выполнение втулки 4 обеспечивает автоматическое вступление промежуточного пояска в работу,в качестве торцовой защиты именно при наличии зазора, как минимум, близкого к удвоенной толщине стенки манжеты.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Уплотнительный элемент при помощи переводников 8 присоединяют к обсадной колонне и вместе с клапанным узлом пакера спускают в скважину. После окончания процесса цементирования,скважины и срабатывания .клапанного узла пакера, продавочная жидкость из внутренней полости обсадной колонны через отверстия Б трубки 2 поступает в полость эластичной манжеты 3, расширяя ее до прижатия к стенкам скважины. При дальнейшем повйшении давления во внутренней полости манжеты 3 сила, действующая на ее кольцевой участок, не контактирующий со стенкой скважины, деФормирует удлиненный промежуточный поясок 7, заставляя его складываться иувеличивать наружный диаметр, чемавтоматически обеспечивается торцовая защита пакера, которая способствует предотвращению затекания эластичной манжеты 3 в кольцевой зазормежду стенкой скважины и корпусом 1.Канавки А, выполненные на концахи в средней части промежуточного пояска 7, позволяют получать необходимый проФиль деФормации втулки 4,Длины ближайшего к открытой частиманжеты 3 силового пояска 6 и сопряженного с ним промежуточного пояска7 выбраны с учетом прочностных харак теристик обжимных втулок 4, диаметраствола скважины в интервале установки устройства и толщины стенки эластичной манжеты.Положительный эФФект от примене О- ния гредлагаемого изобретения заключается в обеспечении надежной работы пакера и качественного разобщенияпластов при креплении скважин с большими перепадами давлений и сложнымигеолого-техническими условиями в те"чение длительного периода эксплуатации. Уплотнительный элемент гидравлического пакера, включающий корпус иэластичную манжету, закрепленную нанем при помощи обжимных концевыхвтулок, на наружной поверхности которых выполнены чередующиеся междУсобой силовые и промежуточные пояски,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности его .40 работы за счет автоматического иск- .лючения затекания эластичной манжеты в кольцевой зазор между стенкойскважины и корпусом уплотнительногоэлемента, длина силового пояска, 45 контактирующего с откРытой частьюэластичной манжеты, выполнена равной.толщине ее стенки, а длина сопряженного с ним,промежуточного пояскавыполнена равной трехкратной толщинестенки манжеты, причем на концах ив средней части промежуточного пояска выполнены кольцевые канавки. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе55 1. Авторское свидетельство СССР9 641073, кл. Е 21 В 33/12, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9 691553, кл. Е 21 В 33/12, 1978.840287 фи Составитель В. ВанифатьевРедактор Т. Кугрышева Техред Ж. Кастелевич ректор М ик одпис кое Эаказ 4697/42ВНИИП 113035 илиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж б осударственнелам изобрет Москва, Жо комитета СССРий и открытий Раушская наб д. 4/