НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ, СОДЕРЖАЩИЙ НАБУХАЮЩИЕ ЭЛАСТОМЕРЫ

1. Уплотнительная система для использования в подземной скважине, содержащая уплотнительный узел, содержащий:
базовый полимер, и
один или множество реакционноспособных наполнителей в сочетании с базовым полимером,
при этом уплотнительный узел деформируем до контакта с активационной жидкостью и увеличивает первый объем, образуя второй объем, и становится менее деформируемым при контакте с активационной жидкостью.
2. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что второй объем не сокращается в первый объем в ответ на прекращение контакта с активационной жидкостью.
3. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что коэффициент упругости уплотнительного узла повышается при увеличении первого объема во второй объем.
4. Уплотнительная система по п.3, отличающаяся тем, что коэффициент упругости повышается на фактор один или больше.
5. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что скорость увеличения первого объема во второй объем контролируется путем отбора одного или нескольких типов реакционноспособного наполнителя, размера частиц и концентрации одного или множества реакционноспособных наполнителей.
6. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что скорость увеличения первого объема во второй объем контролируется путем отбора базового полимера.
7. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что один или множество реакционноспособных наполнителей представляет собой усиленный реакционноспособный наполнитель.
8. Уплотнительная система по п.7, отличающаяся тем, что усиленный реакционноспособный наполнитель представляет собой цемент или цементирующий материал.
9. Уплотнительная система по п.8, отличающаяся тем, что цемент выбран из группы, состоящей из портландцемента, смеси шлака и портландцемента, сочетаний портландцемента, гидравлических цементов, не содержащих портландцемент, или их смесей.
10. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что базовым полимером является эластомерный материал.
11. Уплотнительная система по п.10, отличающаяся тем, что эластомерный материал содержит каучуковый материал.
12. Уплотнительная система по п.11, отличающаяся тем, что каучуковый материал выбран из группы, состоящей из нитрильного каучука, нитрил-бутадиенового каучука, карбоксилированного нитрил-бутадиенового каучука, гидрогенизированного нитрил-бутадиенового каучука, карбоксилированного гидрогенизированного нитрил-бутадиенового каучука, гидрогенизированного акрилонитрил-бутадиенового каучука, каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера М-класса; фторэластомера (FKM, FEPM) и перфторэластомера (FFKM), а также их смесей или сочетаний.
13. Уплотнительная система по п.10, отличающаяся тем, что эластомерный материал набухает при контакте с активационной жидкостью за счет поглощения активационной жидкости эластомерным материалом.
14. Уплотнительная система по п.13, отличающаяся тем, что активационной жидкостью является скважинный флюид.
15. Уплотнительная система по п.14, отличающаяся тем, что скважинным флюидом является вода и/или углеводороды.
16. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что один или множество реакционноспособных наполнителей представляют собой оксид металла.
17. Уплотнительная система по п.16, отличающаяся тем, что оксид металла содержит оксид магния, оксид кальция, оксид марганца, оксид никеля, оксид меди, оксид бериллия и их смеси.
18. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что один или множество реакционноспособных наполнителей представляют собой эпоксид.
19. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительная система обладает улучшенными механическими свойствами после контакта с активационной жидкостью.
20. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что указанная система предназначена для применения в качестве замены цемента.
21. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что указанная система предназначена для применения с насосно-компрессорной колонной, колоннами труб, обсадными колоннами, вкладышами, фильтрами для предотвращения попадания песка, гравийным фильтром или подвесками обсадной колонны внутри обсадной колонны или относительно пласта.
22. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сверхпоглощающий полимер.
23. Уплотнительная система по п.22, отличающаяся тем, что включает от приблизительно 10% до приблизительно 50% сверхпоглощающего полимера.
24. Уплотнительная система по п.23, отличающаяся тем, что сверхпоглощающий полимер не уменьшает коэффициент упругости уплотнительного узла.
25. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит материал, сконфигурированный для обеспечения пониженной чувствительности к рассолу.
26. Уплотнительная система по п.25, отличающаяся тем, что материал адаптирован с учетом концентрации катионов и анионов.
27. Уплотнительная система по п.26, отличающаяся тем, что набухание материала остается неизменным при воздействии скважинных флюидов, содержащих рассол.
28. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительный узел адаптирован для образования постоянного уплотнения в стволе скважины.
29. Уплотнительная система по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительной системой является кольцевое уплотнение, сконфигурированное для обеспечения возможности герметизации кольцевого пространства между уплотнительной системой и стволом скважины.
30. Способ формирования уплотнения в стволе скважины, включающий:
обеспечение композиции, содержащей (а) реакционноспособный наполнитель и (б) базовый материал;
развертывание композиции в стволе скважины, и
обеспечение воздействия активационной жидкости на композицию, что, тем самым, образует уплотнение в стволе скважины, в результате чего уплотнение изолирует определенную зону ствола скважины от другой зоны ствола скважины или области подземного пласта, при этом образованное уплотнение явялется о-образным кольцом, элементом пакера, клапаном регулирования потока или мостовой пробкой.
31. Способ по п.30, отличающаяся тем, что дополнительно включает позиционирование уплотнения вокруг щелевой гильзы, щелевого хвостовика или фильтра для предотвращения попадания песка.
32. Уплотнительная система, предназначенная для использования в подземной скважине, содержащая:
набухающий материал, при этом набухающий материал включает:
базовый полимер;
усиленный реакционноспособный наполнитель, расположенный в базовом полимере;
при этом набухающий материал набухает при контакте с активационной жидкостью; и набухающий материал является деформируемым материалом, имеющим первый объем до набухания при контакте с активационной жидкостью и менее деформируемый материал, имеющий второй объем после набухания при контакте с активационной жидкостью.
33. Уплотнительная система по п.32, отличающаяся тем, что дополнительно содержит оксид магния.
34. Уплотнительная система по п.33, отличающая тем, что набухающий материал имеет объем приблизительно 180% от первого объема после высушивания набухающего материала.
35. Способ формирования кольцевого барьера в подземном стволе скважины; указанный способ включает этапы:
компаундирования реакционноспособного материала в базовом полимере для образования, таким образом, деформируемого уплотнительного узла, и
контакта деформируемого уплотнительного узла с активационной жидкостью с увеличением первого объема во второй объем и потерей деформируемости в ответ на контакт с активационной жидкостью, при этом деформируемый уплотнительный узел не сокращается в первый объем в ответ на прекращение контакта с активационной жидкостью.
36. Способ по п.35, отличающийся тем, что усиленным реакционноспособным материалом на этапе компаундирования является цементный материал.
37. Способ построения скважинного пакера, включащий этапы:
компаундирования реакционноспособного материала в базовом полимере для образования, таким образом, деформируемого скважинного пакера,
установки деформируемого скважинного пакера на базовой трубе;
контакта деформируемого скважинного пакера с активационной жидкостью с увеличением первого объема во второй объем и потерей деформируемости в ответ на контакт с активационной жидкостью, при этом деформируемый скважинный пакер не сокращается в первый объем в ответ на прекращение контакта с активационной жидкостью.
38. Конструкция набухающего пакера, включающая:
уплотнительный узел, включая компаундированный реакционноспособный материал внутри базового полимера; указанный уплотнительный узел обладает способностью к набуханию в ответ на контакт со скважинным флюидом в скважине.
39. Уплотнитель для использования в стволе скважины, содержащий компаундированный реакционноспособный материал внутри базового полимера, который обладает способностью к расширению или набуханию в ответ на контакт с активационной жидкостью, при этом уплотнитель является кольцевым уплотнением, сконфигурированным для обеспечения герметизации кольцевого пространства в стволе скважины.