Дослідження герметизаційної здатності гумових ущільнень устьових випробувальних пакерів

Abstract

Проаналізовано проблематику випробування устьового та противикидного обладнання при бурінні чи підземному ремонті свердловин в умовах необсадженого ствола. Обґрунтовано доцільність використання свердловинних пакерів для проведення випробування та переваги від використання останніх на базі самоущільнюючих манжет. Висвітлено важливість забезпечення герметизаційної здатності вузла ущільнення устьового випробувального пакера при проведенні випробування устьвого та противикидного обладнання. Зазначено умову герметизації самоущільнюючої манжети устьового випробувального пакера. Висвітлено фактори, що впливають на забезпечення стабільності контактних тисків на спряженій поверхні: манжета – обсадна труба. Проведено аналіз наукових праць з дослідження ущільнень свердловинних пакерів та самоущільнюючих манжет, що використовуються для запирання робочих рідини у рухомих та нерухомих з’єднаннях різноманітних гідравлічних та пневматичних систем агрегатів чи пристроїв. Описано метод дослідження контактних тисків на спряженій поверхні. Висвітлено конструкцію лабораторного стенду та тарувальної установки для проведення дослідження. Описано хід планування експерименту. Зазначено основні рівні, інтервали варіювання факторів та межі області дослідження контактних тисків. Проаналізовано графічні залежності зміни контактного тиску від дії різних факторів.

The article analyzes the problems of the test wellhead and blowout equipment during drilling or underground repair of wells in the open hole conditions. The expediency of using downhole packers for testing, as well as their use on the basis of the self-sealing cuffs, is proved. The article also highlights the importance of ensuring the sealing capability of the seal assembly of the wellhead test packer when testing the wellhead and blowout equipment. The condition for sealing of the self-sealing cuff of the wellhead test packer is indicated. There are also described the factors affecting the provision of stability of contact pressures on the mating surface: cuff – casing. The article analyzes some scientific studies on the downhole packer seals and self-sealing cuffs, used for shutting-off of working fluids in the mobile and fixed joints of different hydraulic and pneumatic systems, units or devices. The method for studying the specific contact pressures on the mating surface is described. The structure of the laboratory bench and calibration unit for carrying out the study is also depicted. The progress of experimental design is described. The main levels, intervals of factors variation, and boundaries of the study area of the specific contact pressures are indicated. Graphical dependencies of the specific contact pressure change on various factors effect are analyzed.