Новости > Манжеты пакерных систем «РЕАМ-РТИ»: инновационные разработки, производство и особенности продукции

Манжеты пакерных систем «РЕАМ-РТИ»: инновационные разработки, производство и особенности продукции

13.10.2021

Манжеты пакерных систем «РЕАМ-РТИ»: инновационные разработки, производство и особенности продукции

Требования к материалу

Для гидроразрыва пласта в уплотнительных манжетах пакеров применяются эластомерные материалы. Но с использованием новых технологий бурения и интенсификации добычи нефти, к ним начали предъявлять повышенные требования: теплостойкость до +125° C, устойчивость к агрессивным воздействиям — содержание сероводорода до 6% и эксплуатация при постоянном рабочем давлении до 70 МПа. Это значит, что традиционные эластомерные композиции и технологии их переработки не всегда актуальны в производстве таких изделий.

Разработка эластомерных композиций

Для изготовления пакерных уплотнений компания «РЕАМ-РТИ» разработала особые композиции. Специфика условий эксплуатации изделий учтена:
● Предприятие подобрало базовые полимеры — каучуки специального назначения.
● Вулканизующая система обеспечивает термостойкость.
● Противостарительная группа ингибирует термическое и химическое старение.
● Наполнение-усиление гарантирует прочные эластичные свойства и устойчивость к взрывной декомпрессии.
Результат— две марки эластомерного материала с твердостью 70 ед. по Шор А – РС-26ч-70 и с твердостью 90 ед. по Шор А – РС-26ч-90.

Технология производства эластомерных пакерных уплотнений

Технология «РЕАМ-РТИ» основана на методе прямого прессования. Цель — достижение равномодульности по объему изделия. Масса заготовки учтена с точностью ± 0,1 г. 
Чтобы исключить неоднородный объем продукта по физико-механическим свойствам, заготовка предварительно прогревается в камере со сверхчастотным обогревом. В отличие от продукта из заготовки, прогретой в воздушной среде, твердость этой имеет незначительное отклонение по объему ±1 ед. Шор А. 

Изменение твердости по объему эластомерного пакерного элемента в зависимости от способа прогрева заготовки

Вулканизационное формование осуществляется в современных вакуумных прессах. Конечный продукт получается без пор, пузырей и воздушных полостей. Что говорит об исключении концентратов напряжений и износостойкости изделия.

Эластичные свойства пакерных элементов

Эластомерные пакерные элементы должны сохранять эластичные свойства после снятия нагрузки, то есть меньше накапливать остаточную деформацию. В испытательно-технологической лаборатории «РЕАМ-РТИ» этот показатель определяют на готовом изделии с помощью специального стенда. На основе испытаний можно сказать, что эластомерные пакерные элементы из композиций РС-26ч-70 и РС-26ч-90 полностью отвечают критериям пригодности по показателю относительно-остаточной деформации сжатия. 
Таблица результатов испытаний эластомерного пакера
 
Таким образом, чтобы получить износостойкое изделие, которое будет долго эксплуатироваться в пакерном оборудовании, необходимы:
● эластомерные композиции РС-26ч-70 и РС-26ч-90;
● особые технологические процессы их производства;
● современные методы контроля продукции. 
Сейчас в нефтедобывающей промышленности необходимы пакерные элементы с более высокой теплостойкостью. Компания «РЕАМ-РТИ» уже разработала под эту потребность эластомерные композиции с теплостойкостью до + 150° С.

Устойчивость манжетов к высокому давлению

Для некоторых работ требуются манжеты, которые переносят высокое давление. Например, для гидроразрыва пласта или разделения сред. Специалисты «РЕАМ-РТИ» реализовали извлекаемые манжеты с конструкцией типа Cups, которые можно вынуть после эксплуатации. Под давлением они переходят в рабочее положение. Пока данные конструкции выдерживают перепад в 50 МПа, но в будущем это не предельный показатель.
Причина износа манжетов в таких агрессивных условиях — экструзия эластомера. Компания разработала конструкцию, которая решает эту задачу с помощью использования антиэкструзионных элементов. Антиэкструзионный протектор выполнен на основе изделий из универсального проволочно-проницаемого материала. В итоге манжета устойчива перепадам давления в 120 МПа.

Манжеты пакерных систем «РЕАМ-РТИ»: виды, описание

Манжеты пакеров для гидроразрыва пласта

Продукция производится из резиновых смесей, в основе NBR, FKM, HNBR, TFE/P. Данные манжеты используют в уплотнительных узлах оборудования для:

● тампонажных работ;
● опрессовки обсадных колонн;
● гидроразрыва пласта;
● определения негерметичности;
● других операций на скважинах.
Уплотнения монолитны и имеют высокие показатели эксплуатационных свойств: износостойкость, сопротивляемость агрессивным средам (кислотам и щелочам) и повышенным температурам.
Для применения манжетов необходимо учесть ряд особых условий: рабочее давление до 70 МПа, температура эксплуатации до +200ºС, смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа, минеральные и полусинтетические масла.

Манжеты типа Cups для одновременно-раздельной эксплуатации, разделителей и скважинных фильтрующих систем

Чашечные уплотнения производят из авторских, резиновых смесей на основе NBR, HNBR, FKM. Они отличаются низким коэффициентом сухого трения, высоким качеством и обеспечивают стойкость к агрессивному воздействию и кислотам. Антифрикционные свойства позволяют манжетам сохранять целостность при спуске оборудования до рабочей глубины.
Уплотнения имеют определенные условия применения:
● рабочее давление до 35 МПа;
● температура эксплуатации до +200 ºС;
● смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа, минеральные и полусинтетические масла.

Новые уплотнения, рассчитанные на высокое давление до 70 МПа

Чашечные уплотнения типа Cups

Изготавливаются из резиновых смесей с низким коэффициентом сухого трения на основе NBR, HNBR, FKM. Данные уплотнения применяются для оснащения селективного пакера и гидроразрыва пласта. 
Преимущества уплотнений типа Cups:
Благодаря армированной конструкции на основе проволочного проницаемого материала чашечные манжеты выдерживают многократное использование и сохраняют уплотняющие свойства. 
Авторские резиновые смеси обеспечивают стойкость к агрессивным воздействиям, кислотам и щелочам. 
Антифрикционные свойства сохраняют целостность манжеты при спуске оборудования до рабочей глубины. 
Эксплуатационные характеристики:
● дифференциальное давление среды до 70 МПа;
● температура эксплуатации до +200 ºС;
● стойкость к содержанию щелочей до 25%, 
● стойкость к содержанию H2S до 25%;
● стойкость к взрывной декомпрессии.
Чашечные уплотнения нового типа прошли испытания в производственных условиях и признаны герметичными.
Среда испытаний: ПМС-100
Внутренний диаметр колонны 99 мм
Шаг набора давления 5 МПа – 30 с. При достижении 70МПа выдержка 5 мин
Количество циклов набора давления - 30

Манжета межинтервального пакера для гидроразрыва пласта в открытом стволе

Проектирование новых типоразмеров РТИ требует проверки изделия на работоспособность на стенде в составе узла. Обычно для этого изготавливается оснастка, что влечет за собой большие материальные и временные затраты. Компания освоила альтернативный способ изготовления массивных изделий из неформовых заготовок методом точения. Эксплуатационные характеристики продукта соответствуют заявленным. При этом достигается значительная экономия средств заказчика.
● Габаритные размеры изделия до 500 мм.
● Температура до 120 ºС.
● Дифференциальное давление среды 70МПа.
● Внутренний диаметр обсадной колонны 215,9 – 240 мм.

Фиксатор манжеты межинтервального пакера

Армированная конструкция на основе проволочного проницаемого материала изготавливается из авторской резиновой смеси на основе HNBR-90. Фиксатор выполняет роль антиэкструзионного кольца и защищает внутренний элемент, который обеспечивает основную герметизацию эксплуатационной колонны. 
● Дифференциальное давление среды 70МПа.
● Температура 110 ºС.
● Уплотняемый диаметр колонны 178 мм.
● Перекрываемый зазор до 9 мм на каждую сторону.

Армированное уплотнение стингера для пакер-подвески

Предназначено для герметичной стыковки пусковой воронки НКТ и пакер-подвески для герметизации затрубного пространства в хвостовике нефтяных и газовых скважин.
Рассчитано на давление до 70МПа. Изготавливается с использованием авторских резиновых смесей:
● на основе HNBR до 170 ºС; 
● на основе AFLAS ® до 200 ºС.
 
“РЕАМ-РТИ” - это инновационная инжиниринговая компания, которая занимается внедрением сложных импортозамещающих эластомерных изделий с высокими эксплуатационными свойствами для нефтегазового оборудования. 
Ознакомиться с пакерными манжетами и другой продукцией ООО “РЕАМ-РТИ” можно в каталоге. Для заказа или дополнительной информации оставьте заявку на сайте компании.