Устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

<,868053 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (я)м. кл. (22) Заявлено 251279 (21) 2857081/22-03 с присоединением заявки HQ (23) Приоритет

E 21 В 33/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3009.81- бюллетень Й936

Дата опубликования описания 3009.81 (5З) НЖ 622.245.

° 42 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.М.Охрименко, В.М.Славский, Г.С.Л

E.È.Ïåòðîâ, A.Н.Скирдов и В.В.Яст (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ. ПЕРЕКРЫТИЯ 3ОН ПОГЛОЩЕНИЯ. ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для перекрытия стволов скважин при ликвидации поглощений промывочной жидкости, Известно устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости, включающее корпус и закрепленную на его наружной поверхности элас- тичную оболочку (1).

Недостатком устройства является

ego невысокая эксплуатационная надежность по причине воэможности разрыва оболочки во время ее спуска в скважину. !5

Наиболее близким к изобретению яв" ляется устройство для перекрытия эон поглощения промывочной жидкости в скважине, включающее перфорированный корпус, закрепленные на его наружной 20 поверхности эластичную оболочку с . ограничителем перемещения ее верхней части и защитный кожух (2).

Недостатком этого устройства яв" ляется то, что его эластичная оболоч- 2 ка, уложенная вокруг перфорированного корпуса цоперечными складками, при выходе из защитного кожуха в процессе ее заполнения тампонирующим раствором с наполнителем не может хорошо soc- 30 производить конфигурацию перекрываемого интервала из-за преждевременного сползания оболочки вниз по корпусу. Кроме того, применение в этом устройстве эластичных оболочек, выполненных в виде узловых сеток с размером ячеек 6, 5 х 6, 5 мм, вынуждает собирать в одном устройстве по две одинаковых сетки, надетые одна на другую. В результате усложняется технология сборки устройства и снижается суммарная прочность эластичной оболочки из-эа неравномерности закупорки ее ячеек тампонирующей смесью с наполннтелем отдельно в каждой оболочке. Все это приводит к снижению качества изоляционных работ, производимых в скважине при ликвидации поглощения промывочной жидкости.

Цель изобретения — повышение надежности перекрытия зон поглощения за счет увеличения прочности и подвижности эластичной оболочки.

Поставленная цель достигается тем, что эластичная оболочка выполнена из трикотажного полотна, имеющего растяжимую в продольном и поперечном направлениях ячеистую петельнукт структуру, а ограничитель перемещения

868053 верхней части оболочки выполнен в виде упругой фрикционной муфты.

Кроме того, эластичная оболочка в верхней части выполнена из материала с большей упругос1ью, чем упругость остальной части.

Для предотвращения разрыва оболочки от нагрузок в процессе заполнения тампонирующей смесью она выполнена из петель с длинными протяжками, автоматически раскрывающими и перекрывающими просветы в петлях.

Оболочка может иметь различные поперечные размеры на различных участках своей длины в зависимости от профиля перекрываемых участков.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в транспортном положении; на фиг. 2 — то же, после заполнения оболочки тампонирующей смесью; на фиг. 3 — структура трикотажного полотна оболочки в различных состояниях; на фиг. 4 — вариант конструктивного выполнения оболочки.

I . Устойство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости в скважине состоит из переводника 1, служащего для соединения с бурильными трубами, центральной трубы 2, соединенной с переводником и служащей для подачи тампонирующей смеси, соединительного патрубка 3, центратора 4, фрикционной муфты 5, выполненной в виде упругого кольца, предохранительного клапана 6 для пропуска излишних количеств тампонирующей смеси. Он препятствует перенапряжению оболочки при ее наполнении и выполнен в виде упругого кольца (или колец),охватывающего верхнюю горловину оболочки, или в виде участка из трикотажного материала повышенной упругости, являющегося частью самой горловины. Перфорированный корпус 7 состоит из трубы (или труб), которая в нижней своей части имеет две группы отверстий.

В защитный кожух 8 помещена эластичная оболочка 9 из трикотажного полотна, которая после выхода из защитного кожуха 8 и.закачки тампонирующей . смеСи контактирует со стенками скважины и перекрывает каналы поглощения.

Для временной фиксации оболочки на корпусе 7 служат кольца 10. Они используются при монтаже устройства и его -спуске в скважину и разрываются в процессе заполнения оболочки. Для крепления нижнего, конца оболочки на корпусе 7 (перфорированной трубе) служит хомут 11.

При монтаже многосекционного перекрывающего устройства используют захват 12. Для опоры устройства на искусственно созданном забое (пакерпробке, цементном мосте ) служит опорный башмак 13, снабженный захватами (собачками ), препятствующими его подъему вверх при подъеме кожуха 8. Кожух 8 соединен с башмаком

13 на период транспортирования устройства к месту установки с помощью срезного штифта 14. После достижения устройством заданного интервала работы бросают шаровой клапан 15. Он закрывает промывочные отверстия баш-, мака 13 и вызывает рост гидравлического давления внутри труб, которым разъединяется связь башмака 13 и кожуха 8.

На фиг. 3 показана структура трикотажного полотна оболочки в различных состояниях

16 — исходном или двумернд растянутом;

17 — растянутом в продольном направлении;

18 — растянутом в поперечном направлении.

Оболочка -(фиг.4) состоит из цилин26 дрической части 19 с коническими перереходами 20 к 21, нижней горловины

22, жестко закрепленной на каркасе (перфорированной трубе), верхней.подвижной горловины 23, которая может 5 выполняться из материала повышенной упругости для обеспечения плотного прилегания к трубе и создания клапанного эффекта, ниппельного клапана 6 в виде упругого кольца (илк несколь30 ких колец), фрикционной муфты 5, которая скользит по каркасу, создавая силу трения, достаточную для предупреждения преждевременного сползания оболочки вниз.

Перекрытие зон поглощения промывочной жидкости в скважине осуществляют следующим образом.„

Устройство в собранном виде (фиг.

1) опускается на бурильных трубах на требуемую глубину (несколько ниже

40 подошвы поглощающего горизонта), гдв предварительно устанавливают пакерпробку или цементный мост. Спуск устройства к искусственному забою производят с промывкой, предпочти45 тельно водой. После этого в трубы бросают шаровой клапан 15, затем инструмент устанавливают на высоте 0,50,6 и от искусственного забоя. По достижении клапаном конического седла в башмаке 13 при прокачке проваивочной жидкости внутри бурильных к центральных труб повышается давление и достигает такой величины, когда под его действием срезаются штифты

14. После, sToro опорный бапя4ак 13 с корпусом 7, оболочкой 9 и центратором 4 опускаются вниз. Освобождаются собачки башмака, препятствующие движению этой части устройства вверх.

Жидкость свободно проходит через ккж40 ние отверстия корпуса. .Для полного выхода оболочки .9 кз кожуха 8, осуществляется подъем вверх бурильных труб ка Длину собранной оболочки. После этого в кожухе 8 остается верхняя (кеперфорированная).

8680 53

Формула изобретения

1.устройство для перекрытия зон пог- лощения промывочной жидкости в скважине, включающее перфорированный корпус, закрепленные на его наружной почасть корпуса 7 с центратором 4 дли- ною до 3-5 м, что необходимо для расхажнвания инструмента при закачке и продавке тампонирующей смеси.

Заполнение оболочки 9 тампонажным раствором с наполнителем осуществляют следующим образом.

Вначале в бурильные трубы накачивают небольшое количество тампонаж» ного .раствора (например, цементного) без наполнителя. В конце закачки это- о го количества в раствор добавляют небольшую порцию крупного наполнителя (кордное волокно, измельченная резина и др), частицы которого закупоривают нижние отверстия малого диаметра в корпусе 7. После этого закачи- 15 вают расчетное количество тампонажного раствора с более мелким наполннтелем (например, цементный раствор с., древесными опилками или другим наполнителем). 20

Эта тампонажная смесь наполняет оболочку и прижимает ее к стенкам скважины и к каналам поглощения. По мере заполнения оболочки тампонажной смесью происходит увеличение ее диаметра, при котором кольца 10 разрываются, оболочка прижимается к стенкам скважины и каналам поглощения, принимая форму, соответствующую конфигурации,скважины.

36

При заполнении оболочки происходит перестройка структуры трикотажного цолотиа : ячейки оболочки изменяют свою щелевидную форму и превращаются в открытые отверстия. В этот момент создаются наиболее благоприятные условия для прохождения через ячейки необходимого количества тампонирующей смеси с мелким наполните" лем за пределы оболочки в ствол скважины и каналы поглощения, нужного 4Р для заполнения каналов поглощения и осуществления прочной, монолитной связи оболочки со стенками скважины.

Дальнейшее поперечное растяжение оболочки сопровождается растяжением 4g ячеек в поперечном направлении и превращении их в щели, которые постепенно перекрываются протяжками петель.

Такая особенность материала оболочки позволяет регулировать в широких .пределах расход проникающей через. оболочку тампонирующей смеси и неко-. торой (более мелкой) части наполнителя. При этом щели, перекрытые протяжками, являются своеобразными Пуедохранительными клапанами, предотвра- >> щающими перенапряжение и разрыв .оболочки в процессе ее заполнения.

После закачки расчетного количества .тампонирующей смеси для перекрытия зоны поглощения осуществляют ее про- () давку промывочным раствором. Часть тампонирующей смеси проникает через ячейки оболрчки в каналы поглощеиия, а избыток ее продавливается через: предохранительный клапан 6 в ствол фЯ скважины над каркасом. Объем продав- . ки должен быть такой, чтобы суммарное гидростатическое давление столба цемента, оставленного в бурильных трубах, и столба продавочной жидкости уравновешнвало илн было немного больше пластового давления в зоне поглощения (в момент конца продавкн). После этого бурильные трубы и извлекаемые части устройства (1,, 2, 3 и 8) поднимают на поверхность.

Состояние скважины и положение оставленных в ней частей устройства показаны на фиг. 2.

После затвердения тампонирующей смеси всю оставшуюся в скважине часть устройства разбурнвают.

Положительный эффект от использования перекрывающего устройства достигается в основном эа счет его оболочки, выполненной иэ трикотажного полотна, имеющего ячеистую структуру и обеспечивающего следующие положительные свойства оболочки высокая растяжимость в продольном и поперечном направлениях, обусловленная применением специальной петельной структуры с длинными протяжками; переменность формы и размеров проходного сечения ячеек в процессе наполнения тампонирующей смесью, что обеспечивает прохождение технологически необходимого, количества смеси и некоторого количества наполнителя определенного фракционного состава эа пределы оболочки сохранение фильтрационной способности при закупоренных и сомкнутых одномерным растяжением ячейках, бла-. годаря подвижности петельной структуры, при которой многократно перекрытые протяжками ячейки являются множественными клапанами предельного давления, предотвращающими перенапряжение и разрыв оболочки в процессе ее заполнения; возможность изготовления оболочек любой длины, без продольных и поперечных швов, с плавным изменением диаметра иэ современных термо- и химически стойких высокопрочных материалов на существенных трикотажных машинах; выполнение оболочки с любым размером ячеек исходит из требований технологического процесса, что позволит упростить технологию заливки и повысить ее качество и надежность за счет применения необходимой тампонируюещй смеси и наполнителя оптимального размера и фракционного состава.

8680 53

1О верхности эластичную оболочку с огранйчителем перемещения ее верхней части и защитный кожух, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности перекрытия зон поглощения за счет увеличения прочности и подвижности эластичной оболочки, последняя выполнена из трикотажного полотна, имеющего растяжимую в продольном и поперечном направлениях ячеистую петельную структуру, а ограничитель перемещения верхней части оболочки выполнен в виде упругой фрикционной муфты.

2. Устройство по и ° 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что эластичная оболочка в верхней части выполнена из материала с большей упругостью, .чем упругость остальной части оболочки.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 126829, кл. E 21 В 33/14, 1959.

2. Мищевич В.И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции. М., Недра, 1974, с.132 (прототип) .

8680 53

Составителт В.Гришанов

Редактор П.Макаревич Техред,И..дсталош Корректор М.Демчик

Эаказ 8263/36 - Тираж 630 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