ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

При строительстве и ремонте нефтепромысловых и нагнетательных скважин необходимым условием успешного проведения работ является надежная работа всего технологического оборудования, задействованного в операции. Выход из строя какого-либо звена в технологической цепочке может привести к аварийной ситуации. В большей степени это относится к внутрискважинному оборудованию, так как отсутствие непосредственного контроля, значительные давления и глубины совместно с минимальными радиальными размерами ограничивают работоспособность бурового или ремонтного инструмента.

Максимальная ответственность в этих условиях ложится на все без исключения резиновые элементы, работающие на глубине. Перепады давления, достигающие до 100 МПа, воздействие агрессивной среды и пластовые температуры заставляют предъявлять к скважинным уплотнительным элементам повышенные требования.

Для увеличения площади контакта резинового элемента со стенками скважины был создан многослойный уплотнительный элемент, состоящий из вложенных друг в друга, по меньшей мере, трех цилиндрических оболочек (рис. 1). Торцы оболочек входят во внутренние полости манжет, а основания манжет сопрягаются с фигурными резиноткаными шайбами, которые центрируются стальными кольцами с корпусом пакера (рис. 2). Детали многослойного уплотнителя изготовлены из резины различной твердости. Внутренняя оболочка имеет самую малую твердость, а резинотканые шайбы самую высокую. Помимо этого все детали уплотнителя подвергнуты поверхностной модификации резины [3], что привело к повышению твердости поверхностного слоя в несколько раз относительно сердцевины и снижению коэффициента трения.

Испытания на стенде показали, что при имитации разгрузки колонны труб наблюдается снижение усилия установки пакера. Увеличивается площадь контакта резинового элемента со стенками скважины за счет равномерного распределения нагрузки между смещающимися слоями, а также снижается как внутреннее, так и поверхностное трение благодаря поверхностной модификации резины, что ведет к сокращению энергозатрат при предварительной сжимающей нагрузке. Следствием этого стало увеличение рабочего давления под пакером, так как герметизирующая способность уплотнительных элементов после установки в скважине зависит от контактного давления, образующегося за счет предварительной сжимающей нагрузки и перепада давления. А использование по торцам уплотнительного элемента манжет, обладающего большей твердостью, чем цилиндрические оболочки, исключило выдавливание резины в уплотняемый зазор. В дальнейшем это позволит проектировать пакеры с повышенным коэффициентом пакеровки, исключающим поршневание.