Устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании скважин

 

Использование: при цементировании эксплуатационных колонн в скважинах. Цель - повышение качества вскрытия пласта. Устройство включает корпус, в котором концентрично помещен патрубок. С корпусом одним концом связаны двусторонние конусообразные манжеты. Против конусообразных манжет помещен кожух. Он выполнен из кислоторастворимого материала. Патрубок выполнен из легкоразрушаемого материала. Он связан с корпусом глухим соединительным элементом из легкоразрушаемого материала. Он образует с корпусом кольцевую камеру. Корпус против конусообразных манжет выполнен с отверстиями. Они сообщают полость патрубка с внешним пространством через кольцевую камеру в рабочем положении устройства. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, конкретно к устройствам для цементирования скважин.

Известно устройство для изоляции продуктивного пласта, включающее надувные пакеры, зафиксированные на обоих концах корпуса, охватывающего с зазором обсадную колонну и образующего с ней кольцевой перепускной канал [1] Однако известное устройство не обеспечивает достаточно эффективной изоляции пласта, ненадежно в работе и сложно в изготовлении.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании скважин, включающее корпус, патрубок, помещенный концентрично в корпусе, и двухсторонние конусообразные манжеты, жестко связанные одним концом с корпусом [2] Однако известное устройство ненадежно в работе, так как существует опасность срабатывания пакерующих элементов устройства в процессе спуска обсадной колонны от резких увеличений давления во время промежуточных промывок от эффекта поршневания и самоуплотнения нижнего пакерующего элемента, от механического трения при попадании центрирующих элементов в каверны и желоба. Кроме того, известное устройство не обеспечивает качественного вскрытия пласта перфорацией (так как надо перфорировать сразу две колонны с цементным камнем между ними), во время работы устройства возрастает вероятность забивания и закупорки зазоров межтрубного пространства цементным камнем, особенно с наполнителями.

Цель изобретения повышение качества вскрытия пласта.

Цель достигается тем, что устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании скважин, включающее корпус, патрубок, помещенный концентрично в корпусе, и двухсторонние конусообразные манжеты, жестко связанные одним концом с корпусом, снабжено кожухом, закрепленным на корпусе против конусообразных манжет и выполненным из кислоторастворимого материала, а патрубок выполнен из легкоразрушаемого материала и связан с корпусом глухим соединительным элементом из легкоразрушаемого материала, образующим с корпусом и патрубком кольцевую камеру, при этом корпус против конусообразных манжет выполнен с отверстиями, сообщающими полость патрубка с внешним пространством через кольцевую камеру в рабочем положении устройства.

На фиг. 1 изображен пакерующий узел устройства, разрез, в транспортном положении; на фиг. 2 то же, в рабочем положении.

Устройство состоит из двух концентрично расположенных внутренней 1 и наружной 2 труб с зазором 3 с пакерующими узлами на концах. Пакерирующие узлы содержат резиновые манжеты 4 с конусообразной расширяющейся частью 5, закрытые кожухом 6 из кислоторастворимого материала. Кожух 6 закреплен в муфтах 7 с помощью потайных болтов 8. В нем же выполнены кольцевые и вертикальные проточки 9. Конусообразная часть манжеты 4 закрывает отверстие 10, соединяющее полость межтрубного пространства 11 с затрубным пространством 12. В верхней и нижней частях устройства над кожухом 6 размещены центрирующие ребра 13. Внутренняя труба 1 ввинчена в чугунное кольцо 14, зажатое в муфтовом соединении наружной трубы 2.

Устройство работает следующим образом.

После спуска эксплуатационной колонны обсадных труб с предлагаемым устройством и привязки его в намеченном интервале заканчивается определенное количество 15% -ного раствора кислоты из расчета перекрытия продуктивного интервала в затрубном пространстве, далее раствор кислоты продавливается расчетным количеством буферной жидкости. После процесса продавки циркуляция прекращается на 1,2-2 ч (время, необходимое для растворения обжимных защитных кожухов 6). По истечении расчетного времени ожидания растворения манжеты 4 принимают положение (фиг. 2), при котором осуществляется процесс цементирования прямым способом в обычном порядке. Цементный раствор проходит через внутреннюю трубу 1 и отверстие 10 в устройстве, не контактируя с продуктивным пластом (показано стрелками на фиг. 2). Нарастающее давление столба цементного раствора в затрубье будет одинаково сильно прижимать верхнюю и нижнюю манжеты к стенкам скважины. После закачки и продавки расчетного количества цементного раствора цементировочную головку закрывают и колонка труб оставляется на период ожидания застывания цемента (ОЗЦ). После времени ОЗЦ осуществляется разбуривание внутренней трубы 1, чугунных колец 14 с цементным камнем внутри. После разбуривания осуществляется перфорация внешней несущей трубы 2 устройства серийными кумулятивными перфораторами.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН, включающее корпус, патрубок, помещенный концентрично в корпусе, и двусторонние конусообразные манжеты, жестко связанные одним концом с корпусом, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом, закрепленным на корпусе против конусообразных манжет и выполненным из кислоторастворимого материала, а патрубок выполнен из легкоразрушаемого материала и связан с корпусом глухим соединительным элементом из легкоразрушаемого материала, образующим с корпусом и патрубком кольцевую камеру, при этом корпус против конусообразных манжет выполнен с отверстиями, сообщающими полость патрубка с внешним пространством через кольцевую камеру в рабочем положении устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2