Устройство для изоляции зон поглощения бурового раствора

 

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность изоляции зон поглощений в карстовых полостях и кавернах неустановленных размеров. Устройство включает корпус (К) 1 с пазами 18 под поводковые пальцы 17 и каналами 2 и 21. В верхней и нижней частях К 1 установлены втулки 14 и 3 соответственно с посадочным седлом 15 и седлом 4 под запорный элемент, а снаружи - защитный кожух 6. Он образует с К 1 коль

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 58 5 А1 (51) 4 Е 21 В 33/13, 33/132

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4088605/22-03 (22) 07.07.86 (46) 15.05.88. Бюл. N 18 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) Б.В.Крых, В.Г.Колдра, А.И.Ванчак, Д.И.Иванов и И.Г.Петков (53) 622.245(088.8) (56) Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. M,:

Недра, 1980, с. 268-271.

Патент США Ф 3032115, кл. 166-131, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПО

ГЛОЩЕНИЯ БУРОВО О РАСТВОРА (57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность изоляции зон поглощений в карстовых полостях и кавернах неустановленных размеров. Устройство включает корпус (К) 1 с пазами !8 под паводковые пальцы 17 и каналами 2 и 21.

В верхней и нижней частях К 1 установлены втулки 14 и 3 соответственно с посадочным седлом 15 и седлом 4 под запорный элемент, а снаружи — защитный кожух 6. Он образует с К 1 коль1395805 цевую полость 7, в которой размещена оболочка 8. Нижний 9 и верхний сто" порные механизмы устройства имеют подпружиненные упорные лапы 11, размещенные в продольных пазах 27 и 28 направляющего башмака и переводника устройства. Лапы 11 механизма 9 имеют упругие компенсаторы 20 их положения в виде арочных пластин. Причем защитнЫй кожух 6 выполнен иэ отдельных сопрягаемых элементов со смещенными отнОсительно соседних элементов отверсТиями 24 под упругие стяжки, верхние

Изобретение относится к горной промьнпленности, а точнее к бурению нефтяных и газовых скважин, и может бь1ть использовано при изоляции зон поглощения в карстовых полостях и ка| веснах.

Цель изобретения — повышение эффективности изоляции зон поглощения в карстовых полостях и кавернах.

На фиг. представлено устройство с четвертным разрезом в транспортном положении, общий вид; на фиг.2 — устройство в рабочем положении„ общий виД; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 — фрагмент соединения элементоВ защитного чехла упругими стяжкали. Устройство включает полый цилиндрический корпус 1 с выполненными в его нижней части радикальными каналами 2, перекрытыми втулкой 3 с седлом

4 под запорный элемент 5, защитный кожух 6, установленный на наружной поВерхности корпуса 1 с образованием между ними кольцевой полости 7, в которой размещена оболочка 8, нижний 9 и верхний 10 опорные механизмы с подпружиненными упорными лапами 11, направляющий башмак 12, переводник 13, дополнительную втулку 14, установленную в верхней части корпуса ) с посадочным седлом 15 под верхнюю разделительную пробку 16, поводковые пальцы

17, установленные в выполненных в ко1>пусе 1 пазах 18, упругие стяжки 19 защитного кожуха, закрепленные нижни5

35 концы которых закреплены на пальцах

17, а нижние — на верхнем торце К

При продавливании цементного раствора (ЦР) втулка 14 садится в седло 4. Каналы 18 открываются. Лапы 11 прижимаются к стенкам скважины, а стяжки разрываются. Оболочка 8 заполняется

ЦР. Элементы защитного кожуха 6 и стяжки .падают вниз каверны. После продавки ЦР лапы 11 стопорят устройство. После затвердевания ЦР образовавшийся массив разбуривают долотом.

2 з,п. ф-лы, 5 ил. ми концами на поводковых пальцах 17 а верхними — на верхнем торце корпуса 1, упругие компенсаторы 20 положения упорных лап, выполненные в виде арочных пластин.

Корпус 1 против дополнительной втулки 14 выполнен с дополнительным рядом радиальных отверстий 21, а защитный кожух — из отдельных сопрягаемых элементов 22 и 23 с отверстиями (каналами) 24, через которые поочередно пропущены упругие стяжки, выполненные с ослабленным сечением 25.

Нижний торец 26 втулки 3 выполнен с фаРкой, а направляющий башмак и переводник — с продольными пазами 27 и

28 соответственно, в которых размещены упорные лапы стопорных механизмов.

Устройство рабо".àåò следующим образом.

В собранном виде (фиг.1) устройство на трубах опускают в интервал карстовой полости или каверны с расчетом расположения направляющего башмака 12 несколько ниже нижней границы каверны. Затем, после промывки скважины, в трубы между запорным элементом 5 и верхней разделительной пробкой 16 закачивают и продавливают тампонажный раствор, плотность которого принимают равной или незначительно превышающей плотность жидкости (воды или бурового раствора), находящейся в скважине. Объем тампонажного раствора принимают равным или ненесколько большим (примерно на 57) 1395805 внутреннего объема оболочки в ее распрямленном положении.

Диаметры проходных отверстий втулок 3 и 14 выбраны так, что запорный элемент беспрепятственно проходит дополнительную втулку 14, но садится в седло 4 втулки 3, а верхняя пробка 16 ! садится в седло дополнительной втулки 14. tO

В момент посадки запорного элемента в седло втулки 3 срезаются штифты, втулка перемещается в крайнее нижнее положение. При этом происходит открытие радиальных каналов 18, натяжка 15 поводковыми пальцами 18 упругих стяжек 19 и их разрыв в ослабленном сечении, и прижатие упорных лап 11 к стенкам скважины. (Наличие пружинных компенсаторов 20 на лапах 11 обеспечивает надежную фиксацию устройства в скважине, даже если направляющий башмак устройства будет расположен со смещением относительно центральНоН оси ствола скважины). 25

После разрыва упругих стяжек 19 по мере заполнения оболочки тампонажным раствором через отверстия 18 оболочка распрямляется, элементы чехла расходятся в стороны, а упругие стяжки 19 30 выходят из отверстий сопрягаемых элементов кожуха.

При полном заполнении оболочки элементы кожуха и упругие стяжки падают на нижнюю поверхность каверны

35 или карстовой полости.

Заполнение оболочки тампонажным раствором происходит до момента посадки верхней разделительной пробки

16 в седло дополнительной втулки 15.

Избыточный раствор при этом выходит в скважину над оболочкой через дополнительный ряд отверстий 21.

Размеры расширенной части оболочки по высоте для каждого конкретного 45 случая применения должны быть большими, чем определенная по данным кавернометрии максимальная высота карстовой полости или каверны. В этом случае нижняя часть оболочки при заполнении ее тампонажным раствором будет лежать на нижней поверхности изолируемой полости, а верхняя часть прижиматься к поверхности кровли этой полости.

После окончания продавки тампонажного раствора, о чем свидетельствует рост давления продавки и его снижеi «r в момент срезки штифтов и перемещения втулки 14 вниз, лапы 11 верхнего стопорного механизма под воздейг.òBèåì пружин расходятся в стороны, прижимаясь своими верхними концами к стенкам скважины и обеспечивая стопорение устройства от перемещения вверх при отсоединении от него колонны труб.

Подъемом труб вверх производят отсоединение устройства, после чего трубы поднимают на заданную высоту и оставляют в таком положении на время твердения тампонажного раствора.

После затвердевания тампонажного раствора в оболочке производится разбуривание образовавшегося массива долотом и, в случае успешности изоляционных работ, дальнейшее углубление ствола скважины. Если полностью изолировать зону поглощения не удалось, то проводятся дополнительные изоляционные работы известными способами для перекрытия оставшихся каналов ухода бурового раствора °

Фор мула изобретения

1. Устройство для изоляции зон поглощения бурового раствора, включающее полый цилиндрический корпус с выполненными в его нижней части радиальными каналами, перекрытыми втулкой с седлом под запорный элемент, защитный кожух, установленный на наружной поверхности корпуса с образованием между ними кольцевой полости, в которой размещена оболочка, нижний и верхний стопорные механизмы с подпружиненными упорными лапами, направляющий башмак и переводник, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляции зон поглощений в карстовых полостях и кавернах не— установленных размеров, оно снабжено дополнительной втулкой с посадочным седлом,.установленной в верхней части . корпуса, поводковыми пальцами, упругими стяжками, закрепленными нижними концами на поводковых пальцах, а верхними — на верхнем торце корпуса, упругими компенсаторами положения упорных лап нижнего счопорного механизма, выполненных в виде арочных пластин, взаимодействующих с втулкой, при этом корпус выполнен с пазами под поводковые пальцы, которые жестко связаны с втулкой, и имеет дополнительный ряд радиальных отверстий, 1395805 расположенных выше защитного кожуха, защитный кожух выполнен из отдельных сопрягаемых элементов с отверстиями под упругие стяжки, которые поочередно пропущены через них, причем упругие стяжки выполнены с ослабленным сечением между местом крепления к корпусу и защитным чехлом, нижний торец втулки выполнен с наружной фас- 1п кой, а направляющий башмак и переводник Bbf?IoJIHeíû с продольными пазами, в которых размещены упорные лапы стопорных механизмов.

2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия сопрягаемых элементов защитного кожуха смещены относительно отверстий соседнего сопрягаемого элемента на половину расстояния между двумя отверстиями, 3, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что наружный диа" метр защитного кожуха меньше наружных диаметров направляющего башмака и переводника °! 395805

Составитель Н.Чепига

Техред Я.Дидык Корректор А.Зимокосов

Редактор А.Долинич

Заказ 2476/33 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11раизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4