RU2810770C1 - Method for compacting interwell space, combined sealer and sealing element - Google Patents
Method for compacting interwell space, combined sealer and sealing element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810770C1 RU2810770C1 RU2023105251A RU2023105251A RU2810770C1 RU 2810770 C1 RU2810770 C1 RU 2810770C1 RU 2023105251 A RU2023105251 A RU 2023105251A RU 2023105251 A RU2023105251 A RU 2023105251A RU 2810770 C1 RU2810770 C1 RU 2810770C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seal
- wedge
- metallic
- plates
- metallic seal
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к уплотняющему скважинному устройству, и может быть использовано для герметизации кольцевых зазоров между трубами.The invention relates to a downhole sealing device, and can be used to seal annular gaps between pipes.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Из существующего уровня техники известен скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия для кондуктора и технической колонны труб (патент РФ №2695734, опубл. 25.07.2019), содержащий корпус, толкатель (устройство передачи усилия), уплотнения металлические и полимерные, опорное кольцо, что уплотнения имеют три ступени, каждая ступень которых отличается по форме, размерам и материалу.From the existing level of technology, a reinforced downhole combined seal for a conductor and a technical pipe string is known (RF patent No. 2695734, published on July 25, 2019), containing a housing, a pusher (force transmission device), metal and polymer seals, a support ring that the seals have three stages, each stage of which differs in shape, size and material.
Из существующего уровня техники известен комбинированный уплотнитель обсадных труб для подводных скважин (патент РФ №2691416, опубл. 13.06.2019), включающий герметизирующий узел, кольцевую втулку, якорь с сухарями и клиновыми плашками, хвостовик, зафиксированный относительно якоря стопорным кольцом, что герметизирующий узел состоит из кольцевой опоры с пазом, упругих уплотнений и металлических уплотнений металл-металл, размещенных в составном корпусе.From the existing level of technology, a combined seal of casing pipes for underwater wells is known (RF patent No. 2691416, published on June 13, 2019), including a sealing unit, an annular sleeve, an anchor with crackers and wedge dies, a shank fixed relative to the anchor with a retaining ring, which is the sealing unit consists of an annular support with a groove, elastic seals and metal-to-metal seals placed in a composite housing.
Из существующего уровня техники известен комбинированный уплотнитель обсадных труб для подводных скважин (патент РФ №2712865, опубл. 31.01.2020), содержащий комбинированный уплотнитель обсадных труб для подводных скважин, включающий герметизирующий узел, кольцевую втулку, якорь с сухарями и клиновыми плашками, хвостовик, зафиксированный относительно якоря стопорным кольцом, при этом герметизирующий узел состоит из кольцевой опоры с пазом, упругих уплотнений и металлических уплотнений металл-металл, размещенных в составном корпусе, выполненном из двух частей, соединенных между собой и снабженных осью, которая через паз имеет возможность ограничения перемещения кольцевой опоры в составном корпусе.From the existing level of technology, a combined casing seal for underwater wells is known (RF patent No. 2712865, published on January 31, 2020), containing a combined casing seal for underwater wells, including a sealing unit, an annular sleeve, an anchor with crackers and wedge dies, a liner, fixed relative to the anchor by a retaining ring, while the sealing unit consists of an annular support with a groove, elastic seals and metal-to-metal seals placed in a composite housing made of two parts, interconnected and equipped with an axis, which, through the groove, has the ability to limit movement ring support in a composite housing.
Общими недостатками вышеперечисленных технических решений являются плохая работоспособность уплотнения при повышенных зазорах между металлическими элементами комбинированного уплотнителя и конструкциями скважины в которой рабочая среда находится под повышенным давлением, повышенная сложность конструкции комбинированного уплотнителя, практическое отсутствие возможности демонтажа уплотнения после его активации.The general disadvantages of the above technical solutions are the poor performance of the seal with increased gaps between the metal elements of the combined seal and the well structures in which the working environment is under increased pressure, the increased complexity of the design of the combined seal, and the practical impossibility of dismantling the seal after its activation.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Проблемами, решаемыми настоящим изобретением, являются пониженная надежность комбинированного уплотнителя известных конструкций при повышенных зазорах между металлическими элементами комбинированного уплотнителя и конструкциями скважины в которой рабочая среда находится под повышенным давлением, сложность, а зачастую невозможность демонтажа комбинированного уплотнения при проведении регламентных или ремонтных работ в скважине.The problems solved by the present invention are the reduced reliability of the combined seal of known designs with increased gaps between the metal elements of the combined seal and the structures of the well in which the working environment is under increased pressure, the complexity and often impossibility of dismantling the combined seal during routine or repair work in the well.
Техническими результатами являются создание конструкции комбинированного уплотнителя, обеспечивающего повышение надежности герметизации межтрубного пространства в условиях повышенного давления среды в подводной скважине, упрощение конструкции комбинированного уплотнителя, содержащего неметаллические и металлические элементы, обеспечивающего надежную герметизацию межтрубного пространства в условиях повышенного давления среды в подводной скважине, облегчение демонтажа комбинированного уплотнителя при проведении ремонтных или регламентных работ при обслуживании скважины.The technical results are the creation of a design of a combined seal that provides increased reliability of sealing the annulus under conditions of increased environmental pressure in an underwater well, simplifies the design of a combined seal containing non-metallic and metal elements, ensuring reliable sealing of the annulus under conditions of increased environmental pressure in an underwater well, and facilitates dismantling combined seal when carrying out repair or routine work during well maintenance.
Технические результаты достигаются за счет применения уплотняющего элемента, состоящего из неметаллического уплотнения, размещенного между двумя тарелками с по крайней мере одним элементом, имеющим клинообразную форму, конструкция и материал тарелок позволяют им деформироваться при приложении сдавливающей нагрузки на уплотняющий элемент.Technical results are achieved through the use of a sealing element consisting of a non-metallic seal placed between two plates with at least one element having a wedge shape; the design and material of the plates allow them to deform when a compressive load is applied to the sealing element.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Далее в описании приводятся возможные, но единственные варианты исполнения способа, комбинированного уплотнителя и уплотняющего элемента.Further in the description, possible, but only options for implementing the method, a combined seal and a sealing element are given.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан комбинированный уплотнитель, состояние до активации.In fig. Figure 1 shows the combined seal, the state before activation.
На фиг. 2 показан комбинированный уплотнитель в активированном состоянии.In fig. 2 shows the combination seal in the activated state.
На фиг. 3 показан уплотняющий элемент.In fig. 3 shows the sealing element.
На фиг. 4 показан уплотняющий элемент предлагаемой конструкции в межтрубном пространстве при приложении осевой нагрузки.In fig. Figure 4 shows the sealing element of the proposed design in the annulus when an axial load is applied.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
В известных технических решениях, например, в технических решениях раскрытых в патентах РФ №2695734 (опубл. 25.07.2019), №2691416 (опубл. 13.06.2019), №2712865 (опубл. 31.01.2020), представлены комбинированные уплотнения, в которых для уплотнения используются металлические и неметаллические элементы, при этом при активации уплотнения происходит сдавливание неметаллического элемента, при этом происходит увеличение наружного диаметра неметаллического элемента, за счет чего достигается уплотняющий эффект.In known technical solutions, for example, in technical solutions disclosed in RF patents No. 2695734 (published on July 25, 2019), No. 2691416 (published on June 13, 2019), No. 2712865 (published on January 31, 2020), presented combined seals in which Metallic and non-metallic elements are used for sealing, and when the seal is activated, the non-metallic element is compressed, and the outer diameter of the non-metallic element increases, thereby achieving a sealing effect.
Однако, при повышенных зазорах (более 0,3 мм) между металлическими элементами комбинированного уплотнителя и конструкциями скважины и повышенных давлениях рабочей среды (55-60 атм.) комбинированные уплотнения подобного типа не обеспечивают требуемой герметичности скважины. Конструкция комбинированного уплотнителя, представленная в патенте, позволяет обеспечить требуемую герметичность такой скважины.However, with increased gaps (more than 0.3 mm) between the metal elements of the combined seal and the well structures and increased pressures of the working environment (55-60 atm), combined seals of this type do not provide the required well tightness. The design of the combined seal presented in the patent makes it possible to ensure the required tightness of such a well.
На фиг. 1 показан комбинированный уплотнитель, состояние до активации.In fig. Figure 1 shows the combined seal, the state before activation.
Комбинированный уплотнитель состоит из:The combined seal consists of:
1 - подвеска обсадной колонны;1 - casing string suspension;
2 - упор;2 - emphasis;
3, 14 - тарелка;3, 14 - plate;
4, 6 - элемент, имеющий клинообразное сечение;4, 6 - element having a wedge-shaped cross-section;
5 - неметаллическое уплотнение;5 - non-metallic seal;
13, 15 - стержневой элемент;13, 15 - rod element;
7 - замок;7 - lock;
8 - колонна кондуктора;8 - conductor column;
9 - кольцо стопорное;9 - retaining ring;
10 - сухарь;10 - cracker;
11 - корпус;11 - body;
12 - захват.12 - capture.
Комбинированный уплотнитель установлен в межтрубное пространство, при этом упор 2 опускается до опоры на выступ на подвеске обсадных колонн 1. Захват 12 закреплен посредством срезных элементов в корпусе 11, в котором с возможностью радиального перемещения установлены так же сухари 10 и замок 7, стержневые элементы 13 и 15, закрепленные известным способом одним концом в элементе, имеющем клинообразное сечение, другим - в корпусе 11 и упоре 2 соответственно, вместе формируя комбинированный уплотнитель, показанный в зазоре между подвеской обсадной колонны 1 и колонной кондуктора 8. Уплотняющий элемент представляет собой неметаллический уплотнитель 5, который может быть выполнен цельным, а может быть составным, например, из неметаллических уплотнителей двух видов резина-эластомер, резина двух видов разной жесткости и т.д., закрытый с двух сторон тарелками 3 и 14, в теле уплотняющего элемента располагается по крайней мере один элемент, имеющий клинообразное сечение. На чертежах в заявке представлен вариант с двумя элементами, имеющий клинообразное сечение 4 и 6, и, соответственно, с двумя стержневыми элементами 13 и 15. Если в конструкции уплотняющего элемента будет предусмотрен один клинообразный элемент, то и стержневой элемент будет присутствовать в единичном варианте. Материал тарелок выбран так, что при приложении осевой нагрузки края тарелок 3 и 14 под воздействием смещающихся слоев неметаллического уплотнения 5 имеют возможность отгибаться, перекрывая межтрубное пространство и создавая собой дополнительные контуры уплотнения.The combined seal is installed in the annulus, while the stop 2 is lowered to rest on the protrusion on the casing suspension 1. The grip 12 is secured by means of shear elements in the housing 11, in which the crackers 10 and the lock 7, the rod elements 13 are also installed with the possibility of radial movement and 15, fixed in a known manner with one end in an element having a wedge-shaped cross-section, the other in the body 11 and the stop 2, respectively, together forming a combined seal, shown in the gap between the casing string hanger 1 and the conductor string 8. The sealing element is a non-metallic seal 5 , which can be made solid, or can be composite, for example, from non-metallic seals of two types rubber-elastomer, rubber of two types of different hardness, etc., closed on both sides by plates 3 and 14, in the body of the sealing element is located at at least one element having a wedge-shaped cross-section. The drawings in the application show a variant with two elements, having a wedge-shaped section 4 and 6, and, accordingly, with two rod elements 13 and 15. If one wedge-shaped element is provided in the design of the sealing element, then the rod element will also be present in a single version. The material of the plates is chosen so that when an axial load is applied, the edges of the plates 3 and 14, under the influence of the shifting layers of non-metallic seal 5, have the ability to bend, blocking the intertubular space and creating additional seal contours.
Нужно отметить, что элементы, имеющие клинообразное сечение 4 и 6 могут быть выполнены как с углублением для размещения стержневых элементов 13 и 15 как на представленных чертежах, так и с выступами вместо впадин, так и без впадин и выступов, что не влияет на достижение заявляемых технических результатов. При изменении конструкции клинообразных элементов может меняться конструкция стержневых элементов, либо стержневые элементы отсутствовать совсем, что не влияет на достижение заявляемых технических результатов. В конструкции комбинированного уплотнения могут присутствовать элементы, связывающие упор с элементами комбинированного уплотнения и проходящими через тело уплотняющего элемента, что не влияет на достижение заявляемых технических результатов.It should be noted that elements having a wedge-shaped cross-section 4 and 6 can be made either with a recess to accommodate the rod elements 13 and 15, both in the presented drawings, and with protrusions instead of depressions, and without depressions and protrusions, which does not affect the achievement of the claimed technical results. When changing the design of wedge-shaped elements, the design of the rod elements may change, or the rod elements may be absent altogether, which does not affect the achievement of the claimed technical results. The design of the combined seal may contain elements connecting the stop with the elements of the combined seal and passing through the body of the sealing element, which does not affect the achievement of the claimed technical results.
На фиг. 2 показан комбинированный уплотнитель в активированном состоянии.In fig. 2 shows the combination seal in the activated state.
Под действием освой нагрузки упор 2 опирается в выступ на подвеске обсадных колонн 1, разрушаются срезные элементы, удерживающие захват 12 в корпусе 11, вследствие чего захват 12 переместиться вниз и своим нижним краем, имеющим по крайней мере одну наклонную поверхность, переместит замок 7 во впадину на подвеске обсадных колонн 1, своим верхним краем, имеющим по крайней мере одну наклонную поверхность, переместит сухарь 10 во впадину на колонне кондуктора 8, при этом корпус 11 выполнен так, что имеет возможность осевого перемещения при приложении дополнительной осевой нагрузки.Under the influence of the axial load, the stop 2 rests on the protrusion on the casing string suspension 1, the shear elements holding the grip 12 in the housing 11 are destroyed, as a result of which the grip 12 moves down and with its lower edge, which has at least one inclined surface, moves the lock 7 into the depression on the suspension of the casing strings 1, with its upper edge, which has at least one inclined surface, will move the cracker 10 into the depression on the conductor column 8, while the housing 11 is designed so that it can move axially when additional axial load is applied.
На фиг. 3 показан уплотняющий элемент.In fig. 3 shows the sealing element.
Неметаллическое уплотнение 5 расположено между тарелками 3 и 14. В теле неметаллического уплотнения 5 расположен по крайней мере один элемент, имеющий клинообразное сечение (на чертежах в заявке указаны два элемента, имеющих клинообразное сечение 4 и 6).The non-metallic seal 5 is located between the plates 3 and 14. The body of the non-metallic seal 5 contains at least one element having a wedge-shaped cross-section (the drawings in the application show two elements having a wedge-shaped cross-section 4 and 6).
Воздействие осевой нагрузки на торец корпуса 11 приводит к его перемещению вниз, что приводит к воздействию на тарелки 14 и элемент, имеющий клинообразное сечение 6, который давит на неметаллическое уплотнение 5, при этом тарелка 14 начинает раскрываться под воздействием нарастающего давления со стороны слоев неметаллического уплотнения 5, причем слои, расположенные ближе к тарелкам 3 и 14, перемещаются сильнее слоев, расположенных далее от тарелок 3 и 14, создавая повышенное напряжение в зонах, близким к тарелкам 3 и 14. Таким образом обеспечивается предварительная герметизация неметаллическим уплотнением 5 в зонах сопряжения уплотняющего элемента с колонной кондуктора 8 и подвеской обсадной колонны 1. В процессе предварительной герметизации при воздействии нагрузки на тарелки 3 и 14 при перемещении слоев неметаллического уплотнения 5 за счет воздействия элементов, имеющих клинообразное сечение поз. 4 и 6, происходит перемещение слоев упругого неметаллического уплотнителя 5, обеспечивающее увеличение площади контакта наружной поверхности неметаллического уплотнителя 5 с поверхностью труб, образующих межтрубное пространство, по сравнению с зоной сопряжения уплотняющего элемента традиционной конструкции с колонной кондуктора 8 и подвеской обсадной колонны 1. Возможен вариант исполнения комбинированного уплотнения когда при эксплуатации уплотнения в результате повышения давления рабочей субстанции (флюида/жидкости/газа) сверху или снизу рабочая субстанция (флюид/жидкость/газ) подается по специальным каналам в зону расположения элемента, имеющего клинообразное сечение, обеспечивая дополнительное давление на него, вследствие чего дополнительно увеличивается сжатие неметаллического уплотнения 5, что еще больше увеличивает общую герметизацию межтрубного пространства.The impact of an axial load on the end of the housing 11 leads to its movement downward, which leads to an impact on the plates 14 and an element having a wedge-shaped cross-section 6, which presses on the non-metallic seal 5, while the plate 14 begins to open under the influence of increasing pressure from the layers of the non-metallic seal 5, and the layers located closer to the plates 3 and 14 move more than the layers located further from the plates 3 and 14, creating increased stress in the areas close to the plates 3 and 14. This ensures preliminary sealing with a non-metallic seal 5 in the sealing mating areas element with the conductor column 8 and the casing suspension 1. During the process of preliminary sealing under the influence of load on the plates 3 and 14 when moving the layers of non-metallic seal 5 due to the influence of elements having a wedge-shaped cross-section pos. 4 and 6, the layers of the elastic non-metallic seal 5 move, providing an increase in the contact area of the outer surface of the non-metallic seal 5 with the surface of the pipes forming the annulus, compared to the interface area of the sealing element of the traditional design with the conductor string 8 and the casing hanger 1. An option is possible. execution of a combined seal when, during operation of the seal, as a result of an increase in the pressure of the working substance (fluid/liquid/gas) from above or below, the working substance (fluid/liquid/gas) is supplied through special channels to the area where the element has a wedge-shaped cross-section, providing additional pressure on it , as a result of which the compression of the non-metallic seal 5 further increases, which further increases the overall sealing of the interpipe space.
Неметаллическое уплотнение 5 может быть выполнено из одного неметаллического материала, а может из нескольких неметаллических материалов, например, резиновая основа может иметь вставки из эластомерной композиции, или основа из эластомерной композиции иметь вставки из резины и т.д.The non-metallic seal 5 may be made of one non-metallic material, or may be made of several non-metallic materials, for example, a rubber base may have inserts of an elastomeric composition, or a base of an elastomeric composition may have rubber inserts, etc.
На фиг. 4 показан уплотняющий элемент предлагаемой конструкции в межтрубном пространстве при приложении осевой нагрузки.In fig. Figure 4 shows the sealing element of the proposed design in the annulus when an axial load is applied.
Приложение осевой нагрузки приводит к перемещению элементов, имеющих клинообразное сечение 4 и 6 навстречу друг другу, что вызывает перемещение слоев неметаллического уплотнения 5 в зоне расположения тарелок 3 и 14, создавая две зоны максимального прижатия неметаллического уплотнения 5 к стенкам труб, составляющих межтрубное пространство. При этом при приложении осевой нагрузки под воздействием расширяющегося неметаллического уплотнения 5 края тарелок 3 и 14 отгибаются, перекрывая межтрубное пространство и формируя дополнительные контуры уплотнения. Если в конструкции комбинированного уплотнителя элемент, имеющий клинообразное сечение присутствует в единственном числе, то все равно формируются две зоны максимального прижатия неметаллического уплотнения 5 к стенкам труб, расположенные одна в районе расположения элемента, имеющего клинообразное сечение, вторая – ближе к середине комбинированного уплотнителя. Нужно отметить, что при возрастании внешнего давления трубного и затрубного пространства такая конструкция уплотняющего элемента обеспечивает эффект самозапирания уплотняющего элемента.The application of an axial load leads to the movement of elements having a wedge-shaped cross-section 4 and 6 towards each other, which causes movement of the layers of non-metallic seal 5 in the area where the plates 3 and 14 are located, creating two zones of maximum pressing of the non-metallic seal 5 to the walls of the pipes that make up the interpipe space. In this case, when an axial load is applied under the influence of the expanding non-metallic seal 5, the edges of the plates 3 and 14 bend, blocking the inter-tube space and forming additional seal contours. If in the design of a combined seal an element with a wedge-shaped cross-section is present in the singular, then two zones of maximum pressure of the non-metallic seal 5 to the walls of the pipes are still formed, one located in the area where the element has a wedge-shaped cross-section is located, the second - closer to the middle of the combined seal. It should be noted that with an increase in the external pressure of the pipe and annulus, this design of the sealing element provides the effect of self-locking of the sealing element.
Очевидно, что выполнение уплотняющего элемента с по крайней мере одним элементом, имеющим клинообразное сечение, создает по крайней мере две зоны максимального прижатия неметаллического уплотнения 5 к стенкам труб, формирующим межтрубное пространство, и способствует разгибанию по крайней мере одного края тарелки за счет сдвижения слоев неметаллического уплотнения 5, формируя таким образом дополнительный контур уплотнения, все это позволяет достичь заявляемый технический результат, заключающийся в повышении надежности герметизации межтрубного пространства в условиях повышенного давления среды в подводной скважине. It is obvious that the implementation of a sealing element with at least one element having a wedge-shaped cross-section creates at least two zones of maximum pressing of the non-metallic seal 5 to the walls of the pipes forming the interpipe space, and promotes the extension of at least one edge of the plate due to the displacement of the layers of non-metallic seal 5, thus forming an additional seal contour, all this makes it possible to achieve the claimed technical result, which consists in increasing the reliability of sealing the annulus under conditions of increased environmental pressure in an underwater well.
При этом применение уплотняющего элемента заявляемой конструкции позволяет уменьшить число элементов комбинированного уплотнителя, что позволяет достичь заявляемый технический результат, заключающийся в упрощении конструкции комбинированного уплотнителя, содержащего неметаллические и металлические элементы, обеспечивающего за счет дополнительного сжатия неметаллического уплотнения повышение надежности герметизации межтрубного пространства в условиях повышенного давления среды в подводной скважине.At the same time, the use of a sealing element of the claimed design makes it possible to reduce the number of elements of the combined seal, which makes it possible to achieve the claimed technical result, which consists in simplifying the design of the combined seal containing non-metallic and metallic elements, which, due to additional compression of the non-metallic seal, ensures increased reliability of sealing of the annulus space under conditions of high pressure environment in a subsea well.
Способ уплотнения межтрубного пространства в скважине заключается в том, что для герметизации межтрубного пространства используют комбинированный уплотнитель, состоящий из корпуса с упором, захвата, сухарей, замка, стержневых элементов и уплотняющего элемента, представляющего собой неметаллический уплотнитель, закрытый с двух сторон тарелками так, что края тарелок загнуты и направлены друг к другу в теле неметаллического уплотнителя располагаются элементы, имеющие клинообразное сечение, одна поверхность которых взаимодействует с тарелкой, а другая – клинообразная, с неметаллическим уплотнением, при этом захват закреплен в корпусе, в котором с возможностью радиального перемещения установлены сухари и замок а стержневые элементы закреплены одним концом в элементе, имеющем клинообразное сечение, другим - в корпусе и упоре соответственно, опускают комбинированный уплотнитель до опоры упора на выступ на подвеске обсадных колонн и прикладывают осевую силу, в результате чего, при воздействии нагрузки на тарелки перемещается по крайней мере один элемент, имеющий клинообразное сечение, при этом происходит перемещение слоев упругого неметаллическое уплотнителя, обеспечивающее увеличение площади контакта наружной поверхности неметаллического уплотнителя с поверхностью труб, образующих межтрубное пространство, при этом тарелки начинают раскрываться под воздействием нарастающего давления со стороны слоев неметаллического уплотнения и создается повышенное напряжение в зонах, близких к тарелкам, формируя дополнительные контуры уплотнения, обеспечивая тем самым герметизацию межтрубного пространства.The method of sealing the annulus space in a well is that to seal the annulus space, a combined seal is used, consisting of a body with a stop, a gripper, crackers, a lock, rod elements and a sealing element, which is a non-metallic seal, closed on both sides by plates so that the edges of the plates are bent and directed towards each other; in the body of the non-metallic seal there are elements having a wedge-shaped cross-section, one surface of which interacts with the plate, and the other is wedge-shaped, with a non-metallic seal, while the grip is fixed in the body, in which crackers are installed with the possibility of radial movement and the lock and the rod elements are fixed at one end in an element having a wedge-shaped cross-section, at the other - in the body and the stop, respectively, the combined seal is lowered until the stop rests on the protrusion on the casing suspension and an axial force is applied, as a result of which, when a load is applied to the plates, it moves at least one element having a wedge-shaped cross-section, in which case the layers of an elastic non-metallic seal move, ensuring an increase in the contact area of the outer surface of the non-metallic seal with the surface of the pipes forming the interpipe space, while the plates begin to open under the influence of increasing pressure from the layers of non-metallic seal and increased stress is created in areas close to the plates, forming additional sealing contours, thereby ensuring sealing of the interpipe space.
Применение в конструкции уплотняющего элемента по крайней мере одного элемента клинообразной формы, ось которого предпочтительно параллельна оси комбинированного уплотнителя, выполненного таким образом, что при воздействии на уплотняющий элемент осевой сжимающей нагрузки за счет взаимодействия неметаллического уплотнения с элементом клинообразной формы слои неметаллического уплотнения перемещаются в направлении стенок труб, формирующих межтрубное пространство, а при воздействии растягивающей осевой нагрузки, слои неметаллического уплотнения, перемещаются в направлении от стенок труб, тем самым уменьшая силу прижатия неметаллического уплотнения к стенкам труб, формирующих межтрубное пространство, - все это позволяет достичь заявляемый технический результат, заключающийся в облегчении возможности монтажа/демонтажа комбинированного уплотнителя при проведении ремонтных или регламентных работ при обслуживании скважины.The use in the design of the sealing element of at least one wedge-shaped element, the axis of which is preferably parallel to the axis of the combined seal, made in such a way that when the sealing element is exposed to an axial compressive load due to the interaction of the non-metallic seal with the wedge-shaped element, the layers of the non-metallic seal move towards the walls pipes forming the inter-tubular space, and when exposed to a tensile axial load, the layers of non-metallic seal move in the direction from the walls of the pipes, thereby reducing the pressing force of the non-metallic seal against the walls of the pipes forming the inter-tubular space - all this makes it possible to achieve the claimed technical result, consisting in facilitating the installation/dismantling of the combined seal when carrying out repair or routine work during well maintenance.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810770C1 true RU2810770C1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131287A (en) * | 1977-07-11 | 1978-12-26 | Exxon Production Research Company | Annular seal |
| US4593914A (en) * | 1983-07-19 | 1986-06-10 | Bralorne Resources Limited | Wellhead sealing system |
| US4900041A (en) * | 1988-04-27 | 1990-02-13 | Fmc Corporation | Subsea well casing hanger packoff system |
| RU2162929C2 (en) * | 1999-03-29 | 2001-02-10 | Воронежский механический завод | Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells |
| EP2333234A2 (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-15 | Vetco Gray Inc. | Metal-to-metal seal with wiper element and wellhead system incorporating same |
| CN205277358U (en) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 山东科瑞井控系统制造有限公司 | Two -way metal seal of tubing hanger body circle assembly and suspended structure |
| RU2691416C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-06-13 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Combined casing sealant for underwater wells |
| RU2709585C1 (en) * | 2019-05-21 | 2019-12-18 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Combined seal for column head in well on shelf |
| RU2765454C1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" | Seal assembly |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131287A (en) * | 1977-07-11 | 1978-12-26 | Exxon Production Research Company | Annular seal |
| US4593914A (en) * | 1983-07-19 | 1986-06-10 | Bralorne Resources Limited | Wellhead sealing system |
| US4900041A (en) * | 1988-04-27 | 1990-02-13 | Fmc Corporation | Subsea well casing hanger packoff system |
| RU2162929C2 (en) * | 1999-03-29 | 2001-02-10 | Воронежский механический завод | Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells |
| EP2333234A2 (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-15 | Vetco Gray Inc. | Metal-to-metal seal with wiper element and wellhead system incorporating same |
| CN205277358U (en) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 山东科瑞井控系统制造有限公司 | Two -way metal seal of tubing hanger body circle assembly and suspended structure |
| RU2691416C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-06-13 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Combined casing sealant for underwater wells |
| RU2709585C1 (en) * | 2019-05-21 | 2019-12-18 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Combined seal for column head in well on shelf |
| RU2765454C1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" | Seal assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4455040A (en) | High-pressure wellhead seal | |
| US6705615B2 (en) | Sealing system and method | |
| US5355961A (en) | Metal and elastomer casing hanger seal | |
| US6666276B1 (en) | Downhole radial set packer element | |
| EP2246522B1 (en) | Improvements to swellable apparatus | |
| CA1081118A (en) | Blowout preventer packing unit with slanted reinforcing inserts | |
| US20100187808A1 (en) | Threaded joint with pressurizable seal | |
| NO20141195A1 (en) | Seal with metal sealing element | |
| NO20110926A1 (en) | Wake type surface seal and wellhead system including the same | |
| US10837257B2 (en) | Rubber cylinder with rigid seal rings on both ends, packer, and bridge plug | |
| WO2006047685A2 (en) | Expandable threaded connection | |
| RU2810770C1 (en) | Method for compacting interwell space, combined sealer and sealing element | |
| US20170204695A1 (en) | Self healing blowout preventer seals and packers | |
| RU2709585C1 (en) | Combined seal for column head in well on shelf | |
| NO304899B1 (en) | Packing device for placement between a casing and a wellhead component | |
| EP1292785B1 (en) | Double metal seal for flanged connections | |
| US20230349241A1 (en) | Tubular Coupling Assembly With Modified Buttress Thread | |
| RU2208127C1 (en) | Double-acting hydraulic packer | |
| RU2749366C1 (en) | Hydraulic packer | |
| WO2022001102A1 (en) | Staged cementing device and staged cementing method | |
| US4582349A (en) | Plastically deformed seals in downhole tools | |
| RU2236556C1 (en) | Drillable mechanical packer | |
| RU2151854C1 (en) | Hydraulic packer | |
| SU1335673A1 (en) | Blowout preventer hasp | |
| CN100404924C (en) | Seal for hydraulic assembly |