Устройство герметичного перекрытия, используемое для закупорки скважины или трубопровода - RU2007113816A

Реферат

1. Устройство герметичного перекрытия, предназначенное для перекрытия скважины или трубопровода, содержащее муфту, поддающуюся расширению в радиальном направлении под действием некоторой текучей среды раздутия герметичного прижатия к стенке скважины или трубопровода, причем муфта закреплена на некоторых концевых органах, отличающееся тем, что упомянутая муфта (2) содержит, с одной стороны, пару цилиндрических мембран (20, 21) с гибкой и эластичной стенкой, коаксиально вставленных одна в другую, причем одна из этих мембран, а именно внутренняя мембрана (20), предназначена для воздействия на нее изнутри давления текучей среды раздутия, а другая, наружная, мембрана (21) предназначена для прижатия к стенке (С) скважины или трубопровода с целью осуществления герметизации, а с другой стороны, по меньшей мере одну кольцевую и волокнистую конструкцию (5; 7-8) с повышенной плотностью, образованную множеством тонких и длинных волокон, обладающих высокой механической прочностью, которые связывают между собой упомянутые концевые органы (3, 4) и которые наматываются спиральным образом вокруг внутренней мембраны (20) вдоль оси, которая совпадает с продольной осью симметрии (Х-Х′) упомянутой муфты (2), при этом волокнистая конструкция (5, 7-8), с одной стороны, имеет определенную толщину, а с другой стороны, вставлена между упомянутыми мембранами (20, 21), при этом угол намотки волокон по отношению к направлению упомянутой продольной оси симметрии (Х-Х′) имеет величину, существенно более высокую на концевых участках муфты, чем на центральном участке этой муфты, причем переход между двумя упомянутыми участками осуществляется постепенно, с углами намотки, имеющими некоторое промежуточное значение, причем эта намотка выполняется таким образом, что плотность размещения волокон уменьшается в направлении от каждого конца к центральному участку, и угол наклона волокон перед расширением рассчитывается от одного участка к другому таким образом, чтобы на каждом из кольцевых участков данной конструкции степень сокращения осевой длины после расширения муфты в радиальном направлении была по существу постоянной на всей толщине упомянутого участка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плотность упомянутой кольцевой волокнистой конструкции такова, чтобы после радиального расширения муфты упомянутые волокна были примыкающими или практически примыкающими друг к другу с тем, чтобы эта конструкция одновременно обеспечивала механическое подкрепление для выдерживания усилий высокого давления и выполняла функцию фильтра, предназначенного для предотвращения экструзии с целью исключения всякого выдавливания внутренней мембраны (20) между этими волокнами под действием давления.

3. Устройство по одному из п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутые переходные зоны (2′а, 2′с) имеют различную длину.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые волокна изготовлены из материала, имеющего высокую механическую прочность на растяжение, и представляют собой, в частности, арамидные волокна, углеродные волокна, стекловолокна или волокна, изготовленные из стали.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что упомянутые волокна имеют круглое поперечное сечение, диаметр которого составляет менее 0,5 мм.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что диаметр волокон имеет величину в диапазоне примерно от 5 мкм до 100 мкм и предпочтительно в диапазоне примерно от 10 мкм до 20 мкм.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что плотность размещения волокон в толще упомянутой волокнистой конструкции (5), рассматриваемая в плоскости поперечного сечения в муфте, имеет величину в диапазоне от 100 до 45000 волокон на мм² и предпочтительным образом составляет примерно 10000 волокон на мм².

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волокна, образующие упомянутую волокнистую конструкцию, сгруппированы в множество нитей, прядей или тросиков (50, 50', 50В, 50'В), независимых друг от друга.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая волокнистая конструкция (5) сформирована из нескольких примыкающих друг к другу концентрических слоев (5.1, 5.2, 5.4, 5.5), причем угловая ориентация волокон, образующих два смежных слоя, является противоположной.

10. Устройство по одному из п.8 или 9, взятым в сочетании, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые из упомянутых прядей (50, 50') являются общими для нескольких слоев.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что это устройство содержит заключенное между упомянутыми внутренней (20) и наружной (21) мембранами некоторое весьма хорошо деформируемое вещество, в которое погружены волокна, образующие упомянутую волокнистую конструкцию (5).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что упомянутое вещество представляет собой каучук, некоторую жидкую смазку, некоторую консистентную смазку или силиконовую смолу.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волокна, образующие упомянутую волокнистую конструкцию (5), погружены в материал, являющийся твердым, но представляющий высокие характеристики гибкости и упругости, который не затрагивает способность к свободному деформированию этой волокнистой конструкции (5) относительно мембран (20, 21), которые ее окружают.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол намотки волокон по отношению к направлению упомянутой продольной оси симметрии (Х-Х') имеет величину примерно от 45° до 60° в концевых участках муфты и величину примерно от 15° до 30° в центральной части этой муфты.