Метою роботи є підвищення герметизаційної здатності самоущільнювальних манжет свердловинних випробувальних пакерів шляхом їх удосконалення з урахуванням закономірностей впливу експлуатаційних та конструктивних факторів. Досягнення поставленої мети вимагає вирішення таких завдань: 1. Вивчення умов експлуатації самоущільнювальних манжет свердловинних випробувальних пакерів. 2. Розроблення методики дослідження самоущільнювальних манжет свердловинних випробувальних пакерів та оцінки їх герметизаційної здатності. 3. Встановлення закономірностей впливу силових факторів процесу випробування, геометричних характеристик та фізико-механічних властивостей матеріалу ущільнення на величину та характер розподілу контактних тисків у спряженні "манжета - обсадна труба". 4. Дослідження особливостей деформування самоущільнювальної манжети та її напружено-деформованого стану. 5. Вдосконалення самоущільнювальної манжети та розроблення пакера для випробування устьового та противикидного обладнання. ЗМІСТ ВСТУП 20 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ПРОБЛЕМАТИКИ TA ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ 26 1.1 Аналіз проблематики випробування устьового та противикидного обладнання 26 1.2. Аналіз сучасних конструкцій самоущільнювальних пакерів... 30 1.3. Умови роботи та герметизаційна здатність манжет самоущільнювальних випробувальних пакерів 37 1.4. Огляд теоретичних та експериментальних досліджень герметизаційної здатності манжет самоущільнювальних пакерів 47 Висновки до розділу 1 50 РОЗДІЛ 2. МЕТОДОЛОГІЯ ДОСЛІДЖЕНЬ САМОУЩІЛЬНЮВАЛЬНИХ МАНЖЕТ ВИПРОБУВАЛЬНИХ ПАКЕРІВ 51 2.1 Фактори впливу та критерії оцінювання герметизаційної здатності самоущільнювальних манжет 52 2.2 Обгрунтування вибору чисельного методу для дослідження самоущільнювальної манжети 54 2.3 Вибір і обґрунтування параметрів моделей для дослідження гумових ущільнень 60 Висновки до розділу 2 62 РОЗДІЛ З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ САМОУЩІЛЬНЮВАЛЬНОЇ МАНЖЕТИ ПАКЕРА 63 3.1 Досліджувані зразки та їх властивості 64 3.2 Засоби та методика визначення контактних тисків 70 3.3 Статистична математична модель впливу експлуатаційних та конструктивних факторів на герметизаційну здатність самоущільнювальної манжети 74 3.4 Дослідження розподілу контактного тиску за довжиною спряженої поверхні "манжета - обсадна труба" 81 3.5 Критеріальна оцінка герметизаційної здатності самоущільнювальної манжети 84 Висновки до розділу 3 89 РОЗДІЛ 4 ЧИСЕЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ САМОЩУЛЬНЮВАЛЬНОЇ МАНЖЕТИ СВЕРДЛОВИННОГО ВИПРОБУВАЛЬНОГО ПАКЕРА 91 4.1 Дослідження фізико-механічних властивостей матеріалу самоущільнювальної манжети пакера 91 4.2 Розроблення скінченно-елементної моделі самоущільнювальної манжети пакера 98 4.3 Чисельні дослідження початкових контактних тисків у спряженні "манжета - обсадна труба" та порівняння отриманих результатів з експериментальними 103 4.4 Дослідження напружено-деформованого стану самоущільнювальної манжети 106 Висновки до розділу 4 112 РОЗДІЛ 5 РОЗРОБЛЕННЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ TA ПРОМИСЛОВА АПРОБАЦІЯ ПАКЕРА НА БАЗІ ВДОСКОНАЛЕНОЇ САМОУЩІЛЬНЮВАЛЬНОЇ МАНЖЕТИ 114 5.1 Обґрунтування конструктивних особливостей вдосконаленої самоущільнювальної манжети та елементів вузла пакера 114 5.2 Дослідження герметизаційної здатності вдосконаленої самоущільнювальної манжети 118 5.3 Розроблення устьового випробувального пакера на базі вдосконаленого вузла ущільнення 125 5.4 Методика та результата промислових випробувань удосконаленого свердловинного пакера 129 5.5 Розроблення пристрою для підготовки місця встановлення випробувального пакера 134 Висновки до розділу 5 136 ВИСНОВКИ 138 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 140 ДОДАТКИ 155 Додаток А 156 Додаток Б 161 Додаток В 163 Додаток Г 165 Додаток Д 170