УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МУФТА И УЗЕЛ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ ТАКУЮ УПЛОТНИТЕЛЬНУЮ МУФТУ

1. Уплотнительная муфта (10), содержащая:
стенку (14) уплотнительной муфты, содержащую набухающий полимерный материал, имеющий свойства эластомера таким образом, что уплотнительная муфта имеет не набухшее состояние и расширенное состояние, стенка (14) уплотнительной муфты, имеющая замкнутый внешний контур, который продолжается вокруг центральной продольной оси (А) и который имеет определенную длину в направлении центральной оси (А);
стенку (14) уплотнительной муфты, имеющую толщину в не набухшем состоянии, которая определена расстоянием между внутренней поверхностью и внешней поверхностью стенки (14) уплотнительной муфты в не набухшем состоянии и имеющую расширенную толщину, которая определена расстоянием между внутренней поверхностью и внешней поверхностью стенки (14) уплотнительной муфты в расширенном состоянии; и
два свободные оконечные поверхности (14а, 14b; 252);
отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из оконечных поверхностей (14а, 14b; 252) продолжается в плоскости (Р2, Р3), которая расположена под острым углом (α) с продольной осью (А).
2. Уплотнительная муфта по п. 1, в которой острый угол (α) находится в диапазоне 15°-50°.
3. Уплотнительная муфта по п. 1, в которой первая (14а; 252) из свободных оконечных поверхностей (14а, 14b; 252) продолжается в первой плоскости (Р2), которая включает в себя первый острый угол (α) с продольной осью (А), и в которой вторая (14b; 252) из свободных оконечных поверхностей (14а, 14b; 252) продолжается во второй плоскости (Р3), которая включает в себя второй острый угол (α′) с продольной осью (А).
4. Уплотнительная муфта по п. 3, в которой первый и второй острые углы (α, α′) являются одинаковыми, таким образом, что первая и вторая плоскости (Р2, Р3) являются параллельными.
5. Уплотнительная муфта по п. 1, включающая в себя: цилиндрический сердечник (12), имеющий стенку сердечника, которая выполнена жесткой.
6. Уплотнительная муфта по п. 5, в которой сердечник (12) имеет две оконечные поверхности сердечника, которые определены стенкой сердечника, и каждая из которых ассоциирована с соответствующими оконечными поверхностями (14а, 14b), в которой каждая оконечная поверхность сердечника продолжается в плоскости, которая параллельна плоскости (Р2, Р3), в которой продолжается ассоциированная оконечная поверхность (14а, 14b).
7. Уплотнительная муфта по п. 5, в которой часть (14n) стенки уплотнительной муфты (14) также продолжается, по меньшей мере, частично, на внутренней поверхности цилиндрического сердечника (12).
8. Уплотнительная муфта по п. 1, включающая в себя: резьбовые отверстия (18), в которые могут быть завинчены болты для обеспечения соединения между внутренним элементом (100) и уплотнительной муфтой (10).
9. Уплотнительная муфта по п. 8, в которой каждое резьбовое отверстие (18) продолжается вдоль соответствующей оси (А2) винта, которая расположена под острым углом (β) с продольной осью (А) стенки (14) уплотнительной муфты.
10. Уплотнительная муфта по п. 1, в которой уплотнительная муфта содержит узел, включающий в себя:
по меньшей мере, один уплотнительный элемент (200), который включает в себя стенку (214) уплотнительной муфты из набухающего полимерного материала; и
по меньшей мере, один оконечный элемент (250), включающий в себя оконечную поверхность (252), которая продолжается в плоскости (Р2, Р3), которая расположена под острым углом (α) с продольной осью (А).
11. Уплотнительная муфта по п. 10, включающая в себя два оконечных элемента (250), между которыми расположен, по меньшей мере, один уплотнительный элемент (200), когда узел устанавливают на внутреннем элементе (100).
12. Уплотнительная муфта по п. 10, в которой, по меньшей мере, один уплотнительный элемента (200) имеет две противоположные оконечные поверхности, которые продолжаются перпендикулярно продольной оси (А), и в которой каждый оконечный элемент (250) имеет оконечную поверхность (254), которая продолжается перпендикулярно продольной оси (А), причем эта перпендикулярная оконечная поверхность расположена противоположно оконечной поверхности (252), которая продолжается в плоскости (Р2, Р3), которая расположена под острым углом (α) с продольной осью (А).
13. Уплотнительная муфта по п. 10, в которой, по меньшей мере, один уплотнительный элемент включает в себя, по существу, цилиндрический сердечник (212), имеющий центральную часть (212а) с внешним диаметром, который, по существу, равен внешнему диаметру стенки (214) уплотнительной муфты и который включает в себя резьбовое отверстие (218), в которое могут быть завинчены болты для обеспечения соединения между внутренним элементом (100) и уплотнительным элементом (200).
14. Уплотнительная муфта по п. 10, в которой у цилиндрического сердечника (212) есть две внешних части (212b), которые продолжаются вдоль оси от центральной части (212а) вдоль продольной оси (А), стенка (214) уплотнительной муфты соединена с внешней частью (212b).
15. Уплотнительная муфта по п. 14, в которой, две внешних части (212b) включают в себя отверстия (212с), в которых может продолжаться материал стенки (214) уплотнительной муфты, формируя твердое соединение между внешней деталью (212b) и стенкой (214) уплотнительной муфты.
16. Уплотнительная муфта по п. 10, в которой, по меньшей мере, один оконечный элемент (250) включает в себя резьбовое отверстие (256), в которое завинчены болты, для обеспечения соединения между внутренним элементом (100) и оконечным элементом (250).
17. Уплотнительная муфта по п. 16, в которой каждое резьбовое отверстие (256), по меньшей мере, одного оконечного элемента (250) продолжаются вдоль оси винта, ассоциированной с этим резьбовым отверстием (256), причем эта ось винта расположена под острым углом (β) с продольной осью (А) стенки (14) уплотнительной муфты, таким образом, что когда болт затянут, оконечный элемент (250) прижимается в направлении вдоль продольной оси от оконечной поверхности, которая продолжается в плоскости (Р2, Р3), которая расположена под острым углом (α) с продольной осью (А) в направлении противоположной оконечной поверхности оконечного элемента (250).
18. Уплотнительная муфта (10) по любому из пп. 1-17, содержащая:
стенку (14) уплотнительной муфты, содержащую набухающий полимерный материал, имеющий свойства эластомера, таким образом, что уплотнительная муфта имеет не набухшее состояние и расширенное состояние, стенка (14) уплотнительной муфты имеет замкнутый внешний контур, который продолжается вокруг центральной продольной оси (А), и который имеет определенную длину в направлении центральной оси (А);
стенку (14) уплотнительной муфты имеющую, в заданном продольном положении, толщину в не набухшем состоянии, которая определена по расстоянию между внутренней поверхностью и внешней поверхностью стенки (14) уплотнительной муфты в не набухшем состоянии, и имеет, в заданном продольном положении, расширенную толщину, которая определена расстоянием между внутренней поверхностью и внешней поверхностью стенки (14) уплотнительной муфты 14 в расширенном состоянии; и
две свободных оконечных поверхности (14а, 14b), которые образуют центральную опорную плоскость (Р1), которая расположена в центре между двумя свободными оконечными поверхностями (14а, 14b) и продолжается перпендикулярно центральной оси (А),
отличающаяся тем, что стенка (14) уплотнительной муфты имеет внешний диаметр, который уменьшается в направлении центральной оси (А), если смотреть из центральной опорной плоскости (Р1) на одну из свободных оконечных поверхностей (14а, 14b).
19. Уплотнительная муфта (10) по п. 18, в которой стенка уплотнительной муфты (14) включает в себя часть (14с, 14d), которая выполнена конусообразной в направлении свободной оконечной поверхности (14а, 14b), которая расположена ближе всего к конусообразной части (14с, 14d) таким образом, что внешний диаметр постепенно уменьшается, если смотреть со стороны центральной опорной плоскости (Р1) в направлении свободной оконечной поверхности, которая расположена ближе всего к конусообразной части (14с, 14d).
20. Уплотнительная муфта по п. 18, в которой стенка уплотнительной муфты (14) имеет ступенчатую внешнюю поверхность, включающую в себя, по меньшей мере, две ступенчатые части (14е-14m), в которой ступенчатая часть (14е, 14m), которая расположена дальше от центральной опорной плоскости (Р1), имеет диаметр, меньший, чем диаметр ступенчатой части (14f-14l), которая расположена ближе к центральной опорной плоскости (Р1).
21. Уплотнительная муфта по п. 20, в которой, по меньшей мере, одна из ступенчатых частей (14f, 14-ый, 14j, 14l) выполнена конусообразной в направлении ближайшей свободной оконечной поверхности (14а, 14b) таким образом, что внешний диаметр постоянно уменьшается, когда его рассматривают из центральной опорной плоскости (Р1) в направлении свободной оконечной поверхности (14а или 14b), которая расположена ближе.
22. Уплотнительная муфта по п. 19, в которой, по меньшей мере, одна часть (14с, 14d, 14f, 14-ый, 14j, 14l) стенки уплотнительной муфты (14), которая выполнена конусообразной, включает в себя угол φ конусности, который определен верхним углом конуса, до которого продолжается часть стенки сужающейся муфты, который находится в диапазоне 3°-20°.
23. Узел уплотнительной муфты (10) по любому из пп. 1-22 и внутренний элемент (100), имеющий внешнюю поверхность, и внешний элемент (110, имеющий внутреннюю поверхность, внутренний элемент (100) устанавливают во внешний элемент (110) таким образом, что присутствует пространство (120) вдоль окружности, которое расширяется в продольном направлении и которое имеет радиальную ширину, определенную расстоянием между внешней поверхностью внутреннего элемента (100) и внутренней поверхностью внешнего элемента (110).
24. Узел по п. 23, в котором внутренний элемент (100) представляет собой кожух обсадной колонны, и внешний элемент (110) представляет собой стенку буровой скважины.
25. Узел по п. 23, в котором внутренний элемент (100) представляет собой эксплуатационную трубу, и внешний элемент (110) представляет собой колонну обсадных труб в буровой скважине.
26. Узел по п. 23, в котором внешний элемент (110) представляет собой корпусом устройства, и внутренний элемент (100) представляет собой вал, который установлен в корпусе.
27. Способ применения уплотнительной муфты между внутренним элементом (100) и внешним элементом (110), при котором:
обеспечивают внешний элемент (110), имеющий отверстие с внутренней поверхностью;
обеспечивают внутренний элемент (100), имеющий внешнюю поверхность, размер внутреннего элемента (100) относительно внешнего элемента (110) выбирают таким образом, что внутренний элемент (100) можно установить во внешний элемент (110);
обеспечивают уплотнительную муфту (10) по любому из пп. 1-22;
устанавливают уплотнительную муфту (10) на внутренний элемент (100);
фиксируют уплотнительную муфту (10) в продольном положении на внутреннем элементе (100);
вводят внутренний элемент (100) в отверстие внешнего элемента (110); и
подают жидкость, которая индуцирует набухание набухающего полимерного материала стенки уплотнительной муфты (12).