УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАКЕРА-РАЗОБЩИТЕЛЯ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к уплотнительным элементам, используемым в пакерах-разобщителях для герметичного разобщения интервалов обсадной колонны скважины.
Большинство уплотнительных элементов серийных пакеров представляют собой резиновую втулку относительно короткой длины, толщина стенки которой ограничена с одной стороны наружным размером пакера, а с другой - диаметром штока пакера. Для каждого типоразмера обсадной колонны (следовательно, и пакера) требуется свой уплотнительный элемент, чаще всего комплект, состоящий из нескольких уплотнительных элементов, обеспечивающих перекрытие требуемого интервала скважины при повышенном давлении рабочей среды (газ, газовый конденсат, вода, нефть, в том числе особо вязкая, с содержанием сероводорода, механических примесей и т.п.). Для приведения в действие уплотнительных элементов (от одного до четырех в составе одного пакера) необходимо их «раздавить», придав элементам бочкообразность, после чего происходит герметизация требуемого интервала скважины. Для выполнения этой операции требуется приложить усилие - до 30-60 кН со стороны бурильной или насосно-компрессорной колонны, чтобы преодолеть упруго-деформационные свойства резины. При этом резиновая масса уплотнительного элемента может затекать в кольцевой зазор между корпусом пакера и стенками скважины, при этом теряется герметичность. Для предотвращения этого явления известны раздвижные опоры пакера (патенты №2144129, опубл. 10.01.2000 и №2105864, опубл. 27.02.1998, МПК Е21В 33/12). Известен уплотнительный элемент пакера, состоящий из упругой среды, внутри которой по высоте уплотнительного элемента размещены пружинящие элементы, выполненные в виде спиральной пружины, закрепленной на опорах уплотнительного элемента (патент США №3252707, кл. 277-181, опубл. 24.05.1966).
Также известен уплотнительный элемент пакера, состоящий из упругой среды, внутри которой по всей высоте уплотнительного элемента размещены пружинящие элементы (патент РФ №2473780 МПК Е21В 33/12).
Недостатками вышеперечисленный известных уплотнительных элементов является сложность их применения и недостаточная надежность работы при длительной эксплуатации.
Задачей полезной модели является изменение конструкции применяемых в серийных изделиях уплотнительных элементов, результатом которого является увеличение наработки глубинно-насосного оборудования, отсутствие специальных манипуляций для посадки и перед подъемом пакера-разобщителя, наличие полнопроходного канала и упрощение конструкции.
Поставленная задача решается тем, что уплотнительный элемент пакера-разобщителя состоит из лабиринтного контактного уплотнения состоящего из резиновых пластин и пакета проставочных металлических шайб с расчетным зазором, что препятствует перетеканию жидкости и газа, и позволяет надежно работать при высоких температурах и перепадах давления.
На фиг. 1 изображен пакер-разобщитель с заявленным уплотнительным элементом. Уплотнительный элемент пакера разобщителя содержит резиновые пластины 1 с наружным диаметром на 2…4 мм больше внутреннего диаметра обсадной колонны 3, проставочные металлические шайбы 2. Уплотнительный элемент пакера-разобщителя устанавливается на патрубке НКТ 4 и фиксируется и закрепляется по торцам упорными вставками 5 с помощью винтов 6.
Уплотнительный элемент пакера-разобщителя работает следующим образом. При спуске пакера-разобщителя с уплотнителем в обсадную колонну 3 резиновые пластины 1 деформируются и принимают форму манжет, за счет проставочных металлических шайб 2, зазор между резиновыми пластинами 1 сохраняется и заполняется скважинной жидкостью образуя гидрозатвор, таким образом формируется лабиринтное контактное уплотнение, состоящее из пакета проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1, формирующих зазор между резиновыми пластинами 1, и упорными вставками 5, фиксируемого и закрепленного винтами 6 на патрубке НКТ 4.
Пакет проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1 выполнен с уплотняемым окном, соответствующим геометрии кабеля. При смене направления движения (спуск-подъем) за счет эластичности резиновых пластин 1 меняется направление деформации.
Таким образом, предлагаемый уплотнительный элемент обеспечивает повышение герметизирующих свойств пакера-разобщителя, надежность и долговечность работы, за счет исключения разрушения уплотнительного элемента в процессе перевода резиновых пластин 1 в противоположное состояние.
На фиг. 2 представлен вариант применения уплотнительного элемента пакера-разобщителя, дополнительно, и для герметизации кабеля 7. Пакет проставочных металлических шайб 2 и резиновых пластин 1 выполнен с перфорированным окном, соответствующим геометрии кабеля 7.