УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПАКЕРА

Изобретение относится к газонефтедобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для перекрытия зазора между пакером и стенкой скважины.

Известны уплотнительные элементы пакеров, состоящие из эластичных герметизирующих материалов (1). Однако известные материалы отличаются высокой степенью износа в среде буровых растворов, особенно при проведении спускоподъемных операций, что резко снижает эксплуатационные ресурсы пакеров.

Целью изобретения является повышение эксплуатационного ресурса пакеров путем использования для изготовления их уплотнительных элементов материалов с высокими упруго-прочностными характеристиками.

Поставленная цель достигается тем, что уплотнительный элемент пакера, изготовленный из эластичного материала, выполнен из полиэфирного термоэластопласта марки ТЭП-4056.

Для решения поставленной задачи предлагается использовать при изготовлении уплотнительных элементов пакеров полиэфирный термоэластопласт марки ТЭП-4056, представляющий собой сополимер с чередующимися мягкими блоками, состоящими из эластичных сегментов политетраметиленгликоля, и жесткими блоками политетраметилентерефталата.

Технология получения материала и изготовления уплотнительного элемента заявкой не рассматриваются.

Термоэластопласт полиэфирный марки ТЭП-4056 имеет следующую характеристику:
1. Диапазон рабочих температур, ^oС - -60...+80
2. Условная прочность при растяжении, МПа - не менее 25
3. Относительное удлинение при разрыве,% - не менее 300
4. Твердость по Шору Д., усл.ед. - 55-60
5. Водопоглащение,% - не более 0,5
Набухание в средах в течение суток,%:
масло СЖР-1 - 1,3
масло СЖР-3 - 5,7
Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что упругий элемент пакера, выполненный из термоэластопласта, обладает высокой прочностью и сопротивлением к износу, благодаря чему обеспечиваются долговременные эксплуатационные ресурсы пакера. Это доказано лабораторными исследованиями на машине трения ТМ-2, о чем свидетельствуют данные (таблица 1 и 2) по испытанию различных материалов на износ и трение. Испытаниями контактной пары "сталь обсадной колонны - термоэластопласт" установлено, что коэффициенты трения и износ термоэластопластов при удельных контактных нагрузках 9,6 Н/мм практически отсутствуют и лишь при нагрузках 20,0 Н/мм² проявляется незначительный износ при низком коэффициенте трения. В то же время у материалов на базе нитрильного каучука при контактной нагрузке Р= 9,6 Н/мм² объемный износ достигает 1,3•10^-5 мм³/Дж, коэффициент трения равен 0,117, а при Р=20 Н/мм² объемный износ достигает 1,8•10^-5 и выше при коэффициенте трения, равном 0,131.

В табл. 1 и 2 приводятся данные по испытанию материалов, из которых изготавливаются уплотнительные элементы пакеров.

Предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества: упруго-прочные свойства в 2 раза выше, чем у резины на основе нитрильных каучуков, а при удельных нагрузках ниже 20 Н/мм² термоэластопласт не подвергается износу истиранием, к тому же коэффициент трения "сталь - термоэластопласт" близок к нулю, что позволяет увеличить эксплуатационный ресурс пакеров. К тому же этот материал обладает высокой устойчивостью к воздействию сероводорода, о чем свидетельствуют испытания материала в продукции скважин Астраханского газоконденсатного месторождения с большим его содержанием.

Литература
1. Использование уплотнителей скважинных пакеров. Тематические научно-технические обзоры. - М.: ВНИИОЭНГ, 1976.