МАНЖЕТА ПАКЕРА

Манжета пакера.
Описание.
Полезная модель относится к уплотнениям буровых скважин.
Полезная модель относится к элементам предназначенных для герметичного разобщение интервалов ствола обсадной колонны и защиты ее от динамического воздействия рабочей среды в процессе проведения различных технологических операций.
Известна манжета пакера выполненная в виде цилиндрической втулки, имеющей среднюю часть, одну и другую торцовые части, при этом одна торцовая часть выполнена с использованием металлических элементов /Патент RU 81249 U1, 10.03.2009/.
Недостатком манжеты является возможность заклинивания в скважине и вытекание эластичного материала через зазор.
Полезная модель направлена на решение задачи улучшение герметичности.
Для решения задачи предложена манжета пакера, выполненная в виде втулки из эластичного материала и имеющая промежуточную часть, одну торцовую часть, которая армирована металлическим элементом, и другую торцовую часть.
Металлический элемент выполнен из стальной проволоки с прочностью временного сопротивления разрыву 290÷350 Н/мм2, с относительным удлинением 5÷12%, а эластичный материал втулки имеет твердость 60÷80 единиц по Шору.
Втулка имеет торцовую часть, которая армирована стальной проволокой с объемной плотностью 70÷90%, и другую торцовую часть.
Другая торцовая часть армирована стальной проволокой, объемная плотность которой 70+90%.
Эластичный материал втулки - резина прочностью 15÷40 Мпа.
Каждая торцовая часть имеет твердость 90÷100 единиц по Шору.
Полезная модель поясняется фигурой чертежа, на которой показан поперечный разрез манжеты пакера.
Манжета пакера выполнена в виде втулки, которая имеет промежуточную часть 1, одну торцовую часть 2 и другую торцовую часть 3.
Промежуточная часть 1 выполнена из эластичного материала с прочностью 15÷40 Мпа и твердостью 60÷80 единиц по Шору.
Торцовые части 2 и 3 выполнены из эластичного материала и армирована металлическим элементом из витков стальной проволоки 4 с объемной плотностью 70÷90%, что позволяет иметь твердость 90÷100 единиц по Шору.
2
Стальная проволока имеет прочность временного сопротивления разрыву 290÷350 Н/мм, а относительное удлинение 5÷12%.
Продольное осевое сечение каждой торцовой части 2, 3 имеет форму усеченной прямоугольной трапеции, внутри которой расположены витки стальной проволоки 4 с объемной плотностью 70÷90%.
Если объемная плотность проволоки будет меньше, то произойдет разрушение втулки манжеты пакера в месте между обсадной колонной и опорной шайбой.
В этом диапазоне твердости достигается эффект уплотнения без разрушения манжеты. Увеличение или уменьшение твердости приведет к ухудшению уплотняющей способности манжеты пакера.
Процесс изготовления втулки манжеты предусматривает использование пресс-формы, имеющей одну или две полости для размещения армирующих металлических элементов в процессе вулканизации резиновой смеси.
Каждый металлический элемент выполнен посредством прессования колец из витков стальной проволоки и имеет поперечное сечение по форме усеченной прямоугольной трапеции.
В процессе эксплуатации пакер опускают в скважину на необходимую глубину. Наружный диаметр частей 1-3 втулки манжеты пакера и габаритный диаметр пакера меньше внутреннего диаметра трубы (не показана) для обеспечения перемещения пакера в последней.
Для герметизации скважины к торцовым частям 2 и 3 втулки манжеты через опорные шайбы пакера (не показаны) прикладывают осевое усилие сжатия.
При этом за счет меньшей твердости промежуточная часть 1 увеличивается в диаметре больше, чем торцовые части 2 и 3.
Промежуточная часть 1 оказывается в замкнутом пространстве между одной и другой торцовыми частями 2 и 3, которые также увеличились в диаметре, что позволяет выдержать значительно более высокие нагрузки без повреждений и вытекания.
После снятия осевой нагрузки сжатия части 1-3 втулки манжеты под действием сил упругости возвращаются в исходное состояние.