УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТЕНКИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ И СПОСОБЫ ИХ УСТАНОВКИ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ

1. Уплотнительное устройство для применения в стволе скважины для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащее
трубный элемент, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннюю поверхность стенки;
расширяющийся элемент, установленный на наружной поверхности стенки трубного элемента, причем расширяющийся элемент имеет наружную поверхность, сложенное положение и раздвинутое положение;
и деформирующийся уплотнительный элемент, имеющий форму спуска в скважину и форму затвердевания, причем деформирующийся уплотнительный элемент съемно соединяется с наружной поверхностью стенки расширяющегося элемента, деформирующийся уплотнительный элемент имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда деформирующийся уплотнительный элемент имеет форму затвердевания,
при этом расширение расширяющегося элемента из сложенного положения в раздвинутое положение переводит деформирующийся уплотнительный элемент из формы спуска в скважину в форму затвердевания, и
при этом деформирующийся уплотнительный элемент выполнен с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины после складывания расширяющегося элемента из раздвинутого положения в сложенное положение.
2. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором деформирующийся уплотнительный элемент представляет собой муфту, установленную вокруг наружной поверхности стенки расширяющегося элемента, и расширяющийся элемент содержит эластомерную надувную камеру, установленную вокруг наружной поверхности стенки трубного элемента.
3. Уплотнительное устройство по п. 2, в котором внутренняя поверхность стенки образует канал трубного элемента, причем трубный элемент дополнительно содержит окно, гидравлически связанное с каналом трубного элемента и внутренним объемом
эластомерной надувной камеры, и эластомерная надувная камера переходит из сложенного положения в раздвинутое положение с помощью текучей среды, проходящей через окно во внутренний объем эластомерной надувной камеры.
4. Уплотнительное устройство по п. 3, в котором расширяющийся элемент дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство сброса давления, гидравлически связанное с внутренней частью расширяющегося элемента.
5. Уплотнительное устройство по п. 4, в котором устройство сброса давления является клапаном.
6. Уплотнительное устройство по п. 5, в котором устройство сброса давления является односторонним обратным клапаном.
7. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором деформирующийся уплотнительный элемент выполнен из термореактивного материала, имеющего температуру фазового перехода, при которой термореактивный материал становится деформирующимся и ниже который термореактивный материал становится не деформирующимся.
8. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором расширяющийся поддерживающий элемент установлен между наружной поверхностью стенки расширяющегося элемента и внутренней поверхностью стенки деформирующегося уплотнительного элемента, причем расширяющийся поддерживающий элемент съемно соединяется с наружной поверхностью стенки расширяющегося элемента.
9. Уплотнительное устройство по п. 8, в котором расширяющийся поддерживающий элемент содержит щелевой металлический трубный элемент.
10. Уплотнительное устройство для применения в стволе скважины для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащее:
шпиндель, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннюю поверхность стенки;
муфту расширяющегося элемента, установленную на наружной поверхности стенки шпинделя, причем муфта расширяющегося элемента имеет наружную поверхность стенки, сложенное положение и раздвинутое положение; и
муфту деформирующегося уплотнительного элемента, имеющую внутренний диаметр спуска в скважину, внутренний диаметр затвердевания и множество промежуточных внутренних диаметров, причем муфта деформирующегося уплотнительного элемента съемно соединяется с наружной поверхностью стенки муфты расширяющегося элемента, муфта деформирующегося уплотнительного элемента имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда муфта деформирующегося уплотнительного элемента имеет форму затвердевания,
при этом расширение муфты расширяющегося элемента из сложенного положения в раздвинутое положение переводит муфту деформирующегося уплотнительного элемента из формы спуска в скважину в форму затвердевания, и
при этом муфта деформирующегося уплотнительного элемента выполнена с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины после складывания муфты расширяющегося элемента из раздвинутого положения в сложенное положение.
11. Уплотнительное устройство по п. 10, в котором внутренняя поверхность стенки шпинделя образует канал шпинделя, и муфта расширяющегося элемента содержит эластомерную надувную камеру, шпиндель дополнительно содержит окно, гидравлически связанное с каналом шпинделя и внутренним объемом эластомерной надувной камеры, эластомерная надувная камера переходит из сложенного положения в раздвинутое положение с помощью текучей среды, проходящей через окно во внутренний объем эластомерной надувной камеры.
12. Уплотнительное устройство по п. 11, в котором муфта расширяющегося элемента дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство сброса давления, гидравлически связанное с внутренней частью муфты расширяющегося элемента.
13. Уплотнительное устройство по п. 10, в котором деформирующийся уплотнительный элемент выполнен из термореактивного материала, имеющего температуру фазового перехода, при которой термореактивный материал деформируется и ниже которой термореактивный материал не деформируется.
14. Уплотнительное устройство по п. 13, в котором муфта расширяющегося поддерживающего элемента установлена между наружной поверхностью стенки муфты расширяющегося элемента и внутренней поверхностью стенки муфты деформирующегося уплотнительного элемента.
15. Уплотнительное устройство по п. 10, в котором муфта деформирующегося уплотнительного элемента содержит материал, представляющий собой полимер с памятью формы.
16. Способ герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащий следующие этапы:
(a) создание уплотнительного устройства, содержащего трубный элемент, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннюю поверхность стенки; и деформирующегося уплотнительного элемента, функционально связанного c наружной поверхностью стенки трубного элемента, причем деформирующийся уплотнительный элемент имеет форму спуска в скважину и форму затвердевания, деформирующийся уплотнительный элемент имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда деформирующийся уплотнительный элемент принимает форму затвердевания;
(б) установку уплотнительного устройства в стволе скважины с выставлением деформирующегося уплотнительного элемента по пути утечки в поверхности стенки ствола скважины;
(в) перевод деформирующегося уплотнительного элемента из формы спуска в скважину в форму затвердевания, обеспечивающего скрепление деформирующегося уплотнительного элемента с внутренней поверхностью стенки поверх пути утечки; и
(г) удаление трубного элемента из ствола скважины с оставлением деформирующего уплотнительного элемента в стволе скважины.
17. Способ по п. 16, в котором этап (в) выполняется с помощью расширения первой текучей средой расширяющегося элемента, установленного на наружной поверхности стенки трубного элемента, при этом первая текучая среда подается насосом во внутреннее пространство расширяющегося элемента.
18. Способ по п. 17, в котором первая текучая среда имеет первую температуру, при которой деформирующийся уплотнительный элемент деформируется, переходя из формы спуска в скважину в форму затвердевания.
19. Способ по п. 17, в котором расширяющийся элемент содержит устройство сброса давления, функционально связанное с расширяющимся элементом, и на этапе (в) первая текучая среда подается насосом в расширяющийся элемент при первой температуре, при которой деформирующийся уплотнительный элемент деформируется, переходя из формы спуска в скважину в форму затвердевания, и затем вторая текучая среда перекачивается по каналу трубного элемента в расширяющийся элемент, вытесняя первую текучую среду, причем вторая текучая среда имеет вторую температуру, обеспечивающую затвердевание деформирующегося уплотнительного элемента с сохранением формы, причем первая температура выше второй температуры.
20. Способ по п. 17, в котором первая текучая среда является скважинной текучей средой, которая нагревается, когда подается насосом в расширяющийся элемент.