Уплотнительный элемент

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к уплотнительным элементам для разобщения ствола скважины. Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнительного элемента. Для этого уплотнительный элемент (УЭ), включающий эластичную оболочку (ЭО) 1 в виде тела вращения с осевым отверстием и деформируемый наполнитель 2, снабжен упругим металлическим сердечником, состоящим из наружного кольца (НК) 3 и внутреннего кольца 4. В плоскости, проходящей через продольную ось симметрии ЭО 1, сердечник имеет форму многоугольника, разъемного по его продольной оси симметрии, а ЭО 1 имеет наружную поверхность, ответную наружной поверхности металлического сердечника. На наружной поверхности сердечника выполнены гофры 5, расположенные в плоскостях, смещенных друг относительно друга по радиусу и проходящих через продольную ось симметрии УЭ. При осевом сжатии УЭ радиальные напряжения увеличивают диаметр НК 3 с выправлением гофр 5 и плотным контактом НК 3 с обсадной трубой через ЭО 1. Внутренний диаметр внутреннего кольца 4 при этом уменьшается и происходит герметизация кольцевого зазора между кольцом 4 и корпусом, на котором установлен УЭ. Деформируемый наполнитель 2 перераспределяется в замкнутом объеме, не препятствуя деформации колец 3 и 4. 6 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684487/03 (22) 25.04.89 (46) 07.07.91. Бюл, ¹ 25 (72) Е.Г.Пивень, В.А.Воронов и А,В,Федоров (53) 622.245,4 (088.8) (56) Патент США ¹ 3361432, кл. 277-203, опублик. 1960.

Авторское свидетельство СССР

N 312040, кл. Е 21 B 33/12, 1968. (54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к уплотнительным элементам для разобщения ствола скважины. Цель изобретения — повышение надежности работы уплотнительного элемента. Для этого уплотнительный элемент (УЭ), включающий эластичную оболочку (ЭО) 1 в виде тела вращения с осевым отверстием и деформируемый наполнитель

2, снабжен упругим металлическим сердечником, состоящим из наружного кольца(НК)

1 A-A

Я2,» 1661364 Al

3 и внутреннего кольца 4. В плоскости, проходящей через продольную ось симметрии

ЭО 1, сердечник имеет форму многоугольника, разъемного по его продольной оси симметрии, а ЭО 1 имеет наружную поверхность, ответную наружной поверхности металлического сердечника. На наружной поверхности сердечника выполнены гофры 5, расположенные в плоскостях, смещенных одна относительно другой по радиусу и проходящих через продольную ось симметрии УЭ. При осевом сжатии УЭ радиальные напряжения увеличивают диаметр

НК 3 с выправлением гофр 5 и плотным контактом НК 3 с обсадной трубой через

ЭО 1, Внутренний диаметр внутреннего кольца 4 при этом уменьшается и происходит герметизация кольцевого зазора между кольцом 4 и корпусом, на котором установлен УЭ. Деформируемый наполнитель 2 перераспределяется в замкнутом объеме, не препятствует деформации колец 3 и 4, 6 ил, 1661364

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к уплотнительным элементам для разобщения ствола скважины.

Целью изобретения является повыше- 5 ние надежности работы уплотнительного элемента путем обеспечения возможности многократных пакеровок без потери формы и обеспечения распакеровки.

На фиг. 1 представлен уплотнительный 10 элемент; на фиг. 2 — сердечник уплотнительного элемента, вид сверху; на фиг. 3 — раз- рез А-А на фиг. 1; на фиг; 4 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг, 4. 15

Уплотнительный элемент состоит из эластичной оболочки 1, деформируемого наполнителя 2 и сердечника, состоящего из наружного 3 и внутреннего 4 колец. На наружном кольце 3 выполнены гофры 5, парал- 20 лельные продольной оси симметрии уплотнительного элемента. Количество и размеры гофр таковы, что периметр боковой поверхности кольца 3 при их выпрямлении равен или больше длины окружности 25 внутренней поверхности обсадной трубы в месте установки уплотнительного элемента.

Эластичная оболочка 1 может быть выполнена иэ минеральных или искусственных нитей, которые могут быть усилены метал- 30 лической проволокой. Оболочка 1 пропитана полимерным или неорганическим составом. Сердечник выполнен из стали или других металлических сплавов с явно выраженными пружинными свойствами. В каче- 35 стве наполнителя 2 используют порошкообразные, волокнистые или полимерные материалы, Уплотнительный элемент работает следующим образом. 40

При осевом сжатии уплотнительного элемента в его сердечнике возникают радиальные напряжения, которые увеличивают диаметр наружного кольца 3 с выправлением гофр 5, обеспечением плотного контакта 45 кольца 3 с внутренней поверхностью обсадной трубы через эластичную оболочку 1, зажимаемую между кольцом 3 и обсадной трубой. Внутренний диаметр внутреннего кольца 4 при осевом сжатии уменьшается, чем обеспечивается герметизация кольцевого зазора между кольцом 4 и корпусом, на котором установлен уплотнительный элемент. Деформируемый наполнитель 2 перераспределяется в замкнутом объеме между кольцами 3 и 4, не препятствуя их деформации.

После снятия осевой нагрузки уплотнительный элемент за счет упругости колец 3 и 4 восстанавливает свои первоначальные размеры и отходит своей боковой поверхностью от внутренней поверхности обсадной трубы.

Формула изобретения

Уплотнительный элемент, включающий эластичную оболочку в виде тела вращения с осевым отверстием и деформируемый наполнитель в ней, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности его работы путем обеспечения возможности многократных пакеровок без потери формы и обеспечения распакеровки, он снабжен упругим металлическим сердечником, размещенным между оболочкой и наполнителем и имеющим в плоскости, проходящей через продольную ось симметрии эластичной оболочки, форму многоугольника, разъемного по его продольной оси симметрии, параллельной продольной оси симметрии уплотнительного элемента, при этом эластичная оболочка имеет наружную поверхность, отватную наружной поверхности металлического сердечника, а на наружной поверхности сердечника выполнены гофры, расположенные в плоскостях, смещенных одна относительно другой по радиусу и проходящих через продольную ось симметрии уплотнительного элемента.

1661364

1661364

1661364 иг,о

Составитель В.Беляев

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2105 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5