Устройство для перекрытия зон поглащенияпромывочной жидкости b скважине

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКРМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3107.74 (21) 2048752/03 п>832061 (51)М. Кл. Е 21 В 33/14 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 2305.81. БюллетЕнь ЙВ 19

Дата опубликования описания 230581 (53) УДК 622.248.. 33 (088.8) (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ЗОН ПОГЛОЦЕНИЯ

ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к устройст-. вам для перекрытия зон поглощения проьь вочной жидкости и может быть использовано при бурении скважин для ликвидации катастрофических поглощений при проходке каверн, трещин, горных выработок, расширенного участка ствола скважины и т.д.

Известно устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости в скважине, включающее корпус и закрепленную на его наружной поверхности эластичную оболочку f1).

Недостатком известного устройства является то, что при спуске его в скважину не исключена возможность повреждения эластичной оболочки.

Известно также устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости в скважине, включающее перфорированный корпус, закрепленную на его наружной поверхности эластичную оболочку и защитный кожух, соединенный с корпусом при помощи среэных шпилек (2 ).

Недостатком известного устройства является то, что его эластичная оболочка, уложенная на перфорированном корпусе устройства поперечныыю складками, не может при выходе из защитного; кожуха при ее заполнении тампонирующим раствором с наполнителем хорошо воспроизводить конфигурацию перекрываемого интервала иэ-эа преждевременного сползания оболочки вниз по корпусу. Кроме того, применение в известном устройстве эластичных оболочек, выполненных в виде се-, ток с размером ячеек.6,5 х 6,5 мм,вы- нуждает собирать в одном устройстве по две одинаковые сетки, одетые одна на другую. В результате чего усложняется технология сборки устройства и снижается суммарная прочность

15 эластичной оболочки из-за неравномерности закупорки ее ячеек темпонирующей смесью с наполнителем отдель- но в каждом оболочке. Все это приводит к .снижению качества изоляционЮ ных работ, производимых в скважине при ликвидации поглощения промывочной жидкости.

Цель изобретения - повышение качества изоляционных работ.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено эластичными тягами, соединя адими корпус с верхней частью оболочки, причем послед30 няя выполнена из двух частей разного

832061 диаметра, верхняя из которых размещен@ между корпусом и тягами.

На фиг. 1 изображена схема перекрытия эоны поглощения промывочной жидкости в скважине; на фиг. 2 — устройство для перекрытия эон поглощения проьывочной жидкости в скважине, продольный разрез, на фиг. 3 — фор ма выполнения эластичной оболочки предлагаемого устройства, на фиг. 4— ластичная оболочка, петли которой находятся в состоянии продольной вытяжки, на фиг. 5 — то же петли которой

1 находятся в состоянии двухмерной вытяжки, на фиг. б - то же, петли которой находятся в состоянии поперечной вытяжки.

Устройство для перекрытия зон поглощения проьывочной жидкости в скважине (фиг. 2) сдстоит из перфорированного корпуса 1, на котором закреплена эластичная оболочка 2, защитно,го кожуха 3, соединенного с нижней частью корпуса При помощи срезных шпилек 4, и башмака 5. Внутри корпуса 1 размещена центральная направляющая труба б, верхний конец которой присоединен к кожуху 3 при помощи переходников 7-9.

Центральная направляющая труба б предназначена для центрирования перфорированного корпуса 1 с эластичной оболочкой 2 внутри кожуха 3 при спуске устройства в скважину для промывки .скважины, если зто необходимо в процессе спуска и для закачки тампонажного раствора с наполнителем в эластичную оболочку после среза шпилек 4.

Эластичная оболочка 2 (фиг. 2 ,и 3) состоит из двух частей разного диаметра — нижняя часть A большого диаметра и верхняя часть — горловина Б меньшего диаметра, которая служит для подвески оболочки 2 в процессе ее заполнения, а также для выпуска излишней тампонирующей смеси, проходящей через предохранительный клапан 10, установленный в переходной части между горловиной Б и частью

A оболочки.

Горловина Б оболочки 2 (фиг. 3) имеет крупные ячейки (например, 10»

»10 мм) по всей длине h или только на участке ИоНа корпус 1 (фиг. 2) нижняя часть

A оболочки 2 одевается без поперечных складок, а горловина Б собирается в гармошку.

Нижняя часть А оболочки в подвешенном и натянутом состоянии удер- живается эластичными элементами 11»

Верхние концы эластичных элементов

11 вместе с краем горловины Б аболочки закрепляют неподвижно на корпусе

1, а нижние их концы прикрепляют непосредственно к верхней подвижной части А оболочки.

Низ части A оболочки 2 и верхний конец ее горловины Б креплениями 12 и 13 закреплены на перфорированном корпусе 1.Для повышения надежности крепления части A оболочки к корпусу ее низ имеет суженный участок диаметром Д

Кроме того, оболочку 2 по всей ее длине при сборке устройства закрепляют на перфорированном корпусе 1 при помощи резиновых колец 14 ,или других эластичных элементов, разрываемых при заполнении оболочки тампонажным раствором.

К нижней части корпуса 1 прикреплен патрубок 15, на котором размещены упругие манжеты 16, удерживаемые

15 на патрубке кольцом 17. К нижней

/ -7 части патрубка 15 присоединен башмак

5. Выше башмака в патрубке выполнены отверстия В(ф 4 мм), предназначенные для выпуска промывочной жидкосgp ти, чистого цементного раствора, а также сброса и выравнивания давления в бурильных трубах и в затрубном пространстве после срез а шпилек 4 .

Применение упругих манжет 16 в конструкции устройства позволяет устанавливать башмак 5 с перфорированным корпусом 1 и эластичной оболочкой 2 в стволе скважины без необходимости создания дополнительных цементных мостов . Кроме того, включение упругих манжет 16 в конструкцию устройства (фиг. 1) исключает возможность произвольного подъема или опускания перфорированного корпуса 1 вместе с эластичной оболочкой 2 в процессе осуществления работ по перекрытию зоны поглощения.

Перфорированный корпус 1 центрируется внутри кожуха 3 при помощи центратора 18, установленного на кор4р пусе над эластичной оболочкой 2.

Переводник 9 кожуха 3 имеет резьбу для присоединения устройства к бурильным трубам, на которых оно опускается в скважину.

В предлагаемом устройстве большинство деталей изготавливают из легкоразбуриваемого материала (например, дюралюминиевого сплава марки Д-16Т).

Перекрытие зон поглощения в скважине предлагаемым устройством осуществляют следующим образом.

Устройство в собранном виде (фиг.2) спускают в скважину на бурильных трубах до тех пор, пока башмак 5

55 (ф-<> ° 1 ) не Окажется ниже пОдОшвы перекрываемого интервала поглощения примерно на 1 м, после чего в бурильные трубы бросают шар 19. По достижении шаром конического седла в башмаке 5 в бурильных трубах создают избыточное давление, при котором происходит срезание предохранительных шпилек 4 и башмак с патрубком

15, перфорированным корпусом 1 и эластичной оболочкой 2 частично вы65 ходят их кожуха 3. Полный выход

832061 эластичной оболочки 2 с корпусом 1 из кожуха 3 осуществляют путем подьема вверх бурильных труб. После этого в кожухе 3 устройства остается неперфорированная часть корпуса 1 длиною примерно 1,5-2 м, которая необходима при расхаживании устройства в процессе производства работ по ликвидации зоны поглощения .

При закачке тампонажного раствора в устройство верхний подвижный конец горловины Б оболочки 2 вместе с предохранительным клапаном 10 перемещается вниз по корпусу 1, а эластичные элементы 11 при этом растягиваются.

Заполнение эластичной оболочки 2 тампонажным раствором с наполнителем 15 осуществляют следующим образом.

Вначале в бурильные трубы закачивают тампонажный раствор (например, цементный) . В конце закачки тампонажного раствора в него добавляют напол- 2О нитель (кордное волокно, "кожа-горох", измельченная резина и др.), который закупоривает отверстия в патрубке 15.

После этого в трубы закачивают расчетное количество тампонажного раствора с наполнителем (например, цементного раствора с древесными опилками или другим мелкоизмельченным материалом, просеянным через сетку с отверстиями 4х4 мм).

При заполнении эластичной оболочки

2 тамонажным раствором с наполнителем происходит увеличение ее диаметра, при этом петли оболочки вытягиваются . в ширину, а ее ячейки достигают. наибольшего раскрытия (фиг. 5) . При та35 ком раскрытии ячеек оболочки 2 происходит частичное прохождение раствора и мелкого наполнителя за ее пределы.

По мере закупорки ячеек наполнителем давление в оболочке 2 возрастает, 40 диаметр ее увеличивается, а она сама вытягивается в ширину, достигая в пределе положения (фиг. 6) . В этом положении просветы в петлях оболочки полностью перекрываются. 45

Высокая растяжимость оболочки 2 позволяет ее петлям выполнять функциипредохранительных клапанов при определенном моменте заполнения оболочки тампонажным раствором.

Механизм проце сса последовательного (снизу-вверх ) заполнения каверн и трещин при помощи предлагаемого устройства показан на фиг. 1. Там же показан характер заполнения трещин тампонажным раствором, имеющим различный удельный вес: участки à — с удельным весом большим, чем у промывочной жидкости в зоне ее ухода, участки

Д вЂ” при равных удельных весах.

Закачав необходимое количество тампонажного раствора с наполнителем в бурильные трубы, производят их продавку расчетным количеством промывочного раствора удельного eca,ðàâíoì удельному весу жидкости в екважине.

После чего бурильные трубы поднимают на поверхность скважины, заполняют ее промывочной жидкостью, а после ожидания затвердевания цемента в перекрытом интервале ствола производят его разбуривание.

Формула изобретения

Устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости в скважине, включающее перфорированный корпус, закрепленную на его наружной поверхности эластичную оболочку и защитный кожух, соединенный с корпусом при помощи срезных шпилек, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изоляционных работ, оно снабжено эластичными тягами, соединяющими корпус с верхней частью оболочки, причем последняя выполнена иэ двух частей разного диаметра, верхняя из которых размещена между корпусом и тягами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 126829, кл. E 21 В, 33/13, 02.06-5Я.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 134234, кл. E 21 В, 33/13, 31.05.60 (прототип).

В32061 стиг, 5

Составитель В. Взородов

Редактор А. Шандор Техред N.Коштура Корректор М. Шароши

Заказ 3026/20 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4