НАБУХАЮЩИЙ ПАКЕР С КОНТРОЛИРУЕМОЙ СКОРОСТЬЮ НАБУХАНИЯ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТАКОГО ПАКЕРА

1. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания, содержащий:
сердечник;
уплотнительный элемент, расположенный вокруг, по меньшей мере, части сердечника; и
рубашку, покрывающую, по меньшей мере, часть наружной поверхности уплотнительного элемента и выполненную с возможностью, по существу, предотвращать сообщение по текучей среде между текучей средой, находящейся снаружи рубашки, и частью наружной поверхности уплотнительного элемента, покрытого этой рубашкой.
2. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 1, дополнительно содержащий один или более концевых упоров, расположенных вокруг сердечника смежно с уплотнительным элементом, причем эти один или более концевых упоров выполнены с возможностью удержания уплотнительного элемента вокруг части сердечника.
3. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 1, в котором уплотнительный элемент содержит набухающий материал.
4. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 3, в котором набухающий материал содержит водонабухающий материал, причем водонабухающий материал содержит сополимер тетрафторэтилена и пропилена (TFE/P), привитой сополимер крахмала и полиакрилатной кислоты, привитой сополимер поливинилового спирта и циклического кислотного ангидрида, сополимер изобутилена и малеинового ангидрида, сополимер винилацетата и акрилата, полимер оксида полиэтилена, привитой поли(этилен оксид) поли(акриловой кислоты), полимер типа карбоксиметилцеллюлозы, привитой сополимер крахмала и полиакрилонитрила, полиметакрилат, полиакриламид, сополимер акриламида и акриловой кислоты, поли(2-гидроксиэтил метакрилат), поли(2-гидроксипропил метакрилат), нерастворимый акриловый полимер, глинистый минерал с высокой способность к набуханию, бентонит натрия, бентонит натрия с монтмориллонитом в качестве основного компонента, бентонит кальция, их производные или их комбинации
5. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 3, в котором набухающий материал содержит нефтенабухающий материал, причем нефтенабухающий материал содержит нефтенабухающий каучук, натуральный каучук, полиуретановый каучук, акрилат-бутадиеновый каучук, бутил каучук (IIR), бромированный бутилкаучук (BIIR), хлорированный бутилкаучук (CIIR), хлорированный полиэтиленкаучук (СМ/CPE), изопреновый каучук, хлоропреновый каучук, неопреновый каучук, бутадиеновый каучук, стирол-бутадиеновый сополимерный каучук (SBR), сульфированный полиэтилен (PES), хлор-сульфированный полиэтилен (CSM), этилен-акрилатный каучук (ЕАМ, АЕМ), сополимер эпихлоргидрина и оксида этилена (СО, ЕСО), этилен-пропиленовый сополимерный каучук (ЕРМ), этилен-пропилен-диеновый терполимер (EPDM), пероксидный сшитый этилен-пропиленовый сополимерный каучук, серный сшитый этилен-пропиленовый сополимерный каучук, этилен-пропилен-диеновый терполимерный каучук (ЕРТ), сополимер этилена и винилацетата, фторсиликоновый каучук (FVMQ), силиконовый каучук (VMQ), поли-2,2,1-бициклогептен (полинорборнен), полимер алкилстирола, сшитый замещенный сополимер винила и акрилата, их производные или их комбинации.
6. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 3, в котором набухающий материал содержит водонефтенабухающий материал, при этом водонефтенабухающий материал содержит нитриловый каучук (NBR), акрилонитрил-бутадиеновый каучук, гидрированный нитриловый каучук (HNBR), высоконасыщенный нитриловый каучук (HNS), гидрированный акрилонитрил-бутадиеновый каучук, полимер типа акриловой кислоты, полиакриловая кислота, полиакрилатный каучук, фторкаучук (FKM), перфторкаучук (FFKM), их производные или их комбинации.
7. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 1, в котором рубашка содержит грунтовочный покрывающий слой.
8. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 7, в котором грунтовочный покрывающий слой характеризуется толщиной меньше приблизительно 10 мкм.
9. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 1, в котором рубашка содержит по меньшей мере один верхний покрывающий слой.
10. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 9, в котором верхний покрывающий слой содержит пластмассы, полимерные материалы, полиэтилен, полипропилен, фторэластомер, фторполимер, фторполимерный эластомер, политетрафторэтилен, сополимер тетрафторэтилена и пропилена (TFE/P), полиамид-имид (PAI), полиимид, полифениленсульфид (PPS) или их комбинации.
11. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 9, в котором верхний покрывающий слой содержит гибкий покрывающий материал или частично гибкий покрывающий материал.
12. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 9, в котором верхний покрывающий слой характеризуется толщиной от приблизительно 10 до приблизительно 100 мкм.
13. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 1, дополнительно содержащий удерживающий покрывающий слой.
14. Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания по п. 13, в котором удерживающий покрывающий слой характеризуется толщиной от приблизительно 1 до приблизительно 100 мкм.
15. Способ изготовления набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания, содержащий:
нанесение маски на, по меньшей мере, часть наружной поверхности уплотнительного элемента, причем уплотнительный элемент содержит набухающий материал, при этом маска содержит проемы;
нанесение рубашки на уплотнительный элемент с нанесенной маской, причем маска, по существу, позволяет нанести рубашку только на области проемов;
удаление маски после нанесения рубашки и
обеспечение набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий нанесение удерживающего покрывающего слоя на наружную поверхность уплотнительного элемента.
17. Способ по п. 16, в котором удерживающий покрывающий слой наносят на наружную поверхность набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания после удаления маски.
18. Способ использования набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания, содержащий:
размещение трубчатой колонны, содержащей соединенный с ней набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания, внутри ствола скважины в подземном пласте, причем набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания содержит: уплотнительный элемент и рубашку, причем уплотнительный элемент содержит набухающий материал, при этом рубашка покрывает, по меньшей мере, часть наружной поверхности уплотнительного элемента и, по существу, не проницаема для текучей среды, инициирующей набухание уплотнительного элемента при контакте этой текучей среды с уплотнительным элементом; и
активацию набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
19. Способ по п. 18, дополнительно содержащий обеспечение набухания набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания на величину от приблизительно 105 до приблизительно 500% относительно объема набухающего материала уплотнительного элемента до активации набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
20. Способ по п. 18, дополнительно содержащий обеспечение набухания набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания на величину от приблизительно 125 до 200% относительно объема набухающего материала уплотнительного элемента до активации набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
21. Способ по п. 18, в котором увеличение набухающего промежутка уплотнительного элемента составляет от приблизительно 105 до приблизительно 250% относительно набухающего промежутка уплотнительного элемента до активации набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
22. Способ по п. 18, в котором увеличение набухающего промежутка уплотнительного элемента составляет от приблизительно 110 до приблизительно 150% относительно набухающего промежутка уплотнительного элемента до активации набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
23. Способ по п. 18, в котором набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания дополнительно содержит удерживающий покрывающий слой.
24. Способ по п. 18, дополнительно содержащий изолирование по меньшей мере двух смежных участков ствола скважины с использованием набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания после активации указанного набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания.
25. Способ по п. 18, в котором активация набухающего пакера с контролируемой скоростью набухания содержит взаимодействие, по меньшей мере, части пакера с контролируемой скоростью набухания с агентом набухания, и обеспечение набухания уплотнительного элемента.
26. Способ по п. 18, в котором уплотнительный элемент имеет линейную скорость набухания.
27. Способ по п. 18, в котором уплотнительный элемент имеет нелинейную скорость набухания.
28. Способ по п. 18, дополнительно содержащий регулирование скорости набухания уплотнительного элемента путем изменения по меньшей мере одного из следующего: типа и/или состава набухающего материала, типа и/или состава рубашки, количества слоев в рубашке, рисунка маски, соотношения между частью наружной поверхности уплотнительного элемента, подвергающейся воздействию агента набухания, и частью наружной поверхности уплотнительного элемента, покрытой рубашкой, типа и/или состава агента набухания или их комбинации.