«Новости машиностроения» представляют инновационнную продукцию научно-производственного комплекса ООО «РEАМ РТИ».
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, в которых учтена специфика эксплуатации изделий.
«РЕАМ-РТИ» 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 изделия имеет незначительное отклонение по объему ±1 ед. Шор А.
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.
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 манжеты переходят в рабочее положение. На текущий момент данные конструкции выдерживают перепад в 50 МПа, но в будущем этот предельный показатель может быть увеличен.
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 к перепадам давления в 120 МПа.
Манжеты пакерных систем «РЕАМ-РТИ»: виды, описание
Манжеты пакеров для гидроразрыва пласта
Манжеты пакеров для гидроразрыва пласта 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
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
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.
Армированное уплотнение стингера рассчитано на давление до 70МПа. Изготавливается с использованием авторских резиновых смесей:
на основе HNBR до 170 ºС;
на основе AFLAS ® до 200 ºС.
Справочная информация
“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 изделий размещенных на сайте предприятия.
Для заказа или дополнительной информации оставьте заявку на сайте компании.
