Желонка для изоляции пластов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик р>968332 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.02.81 (21)3272156/22 03 с присоединением заявки ¹

Р )М Кп з

E 21 В 33/132

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет, (53) УДК 622 . 245. .42(088.8) Опубликовано 23,1082. Бюппетень ¹39

Дата опубликования описания 23.10.82 институт природного газа (54) ЖЕЛОНКА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к технике проведения работ в глубоких скважинах, а именно к усгройствам для изо- ляции пластов в скважине при проведении ремонтно-изоляционных работ.

Известна желонка для изоляции пластов в скважине, содержащая корпус с уплотнительньми элементами, снабженная механизмом нагружения уплотнительных элементов, которые выполнены в виде кольцевых якорей.

Такое устройство спускается в скважину на трубах (1).

Недостатком устройства я ляется сложность конструкции, длительность процесса спуска и осуществления изоляционных работ.

Наиболее близкой к изобретению является желонка для изоляции пластов, пускаемая в скважину на кабеле и состоящая из корпуса, крышки, заглушки, образующих камеру, заполненную тампонажным материалом, и поршня, выполненного в виде стакана с соплом и заглушкой, заполненного пороховым зарядом с электровоспламенителем (2 1.

Недостатком известного устройства является сложность установки изоляционного моста в заколонном и эатрубном пространстве скважины, так как для. этого нужно не только определить место установки моста, но и осуществить операцию по предварительной подготовке колонны скважины к установке моста. Для этого необходимо применение специальных устройств, позволяющих обеспечить доступ тампонажного материала в заколонное пространство. Трудно также гарантировать высокое качество изоляционных работ, поскольку тампонажный материал нельзя подать в заколонное пространство под избыточным давлением и учесть количество попавшего туда материала.

Целью изобретения является обеспечение воэможности .изоляции пластов в заколонном пространстве скважин.

Поставленная цель. достигается тем, что желонка снабжена по меньшей мере одним зарядом кумулятивного действия с нажимным взрывателем, размещенныч в нижней части корпуса, механизмом фиксации корпуса к стенке скважины и плунжером, установленным с, возможностью взаимодействия со взрывателем, а заглушка выполнена на усилие срабатывания, превышающее усилие срабатывания механизма фиксации корпуса.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, разрез.

968332, 3

Устройство. состоит из корпуса 1 с крышкой 2 и дном 3, образующих камеру и с тампонажным материалом, в верхней части которой размещен поршень 5, выполненный .в виде стакана 6 с соплом 7, в котором установлена пробка 8. Стахан 6 поршня

5 заполнен пороховым зарядом 9, в котором находится электровоспламе .нитель 10.

Заряд 9 загерметизирован в стакане 6 уплотнением 11. Крышка 2 закреплена в корпус калиброванными штифтами 12 и наглеет уравнительный клапан 13. В верхней части корпуса 15 имеются каналы 14. Нижняя часть камеры 4 перекрыта плунжером 15, а в отверстии 16 корпуса 1 размещен кумулятивный заряд 17, снабженный взрывателем 18 нажимного действия. -20 .Отверстие 1б закрыто крышкой 19 с прокладкой 20. Пространство 21 корпуса 1 заполнено жидкостью. В нижней части. корпуса установлен механизм его фиксации к стенке скважины.

Полость 22 эТого механизма тоще заполнена жидкостью. В верхней части полости 22 установлен поршень 23 .

Полость 22 сообщена с цилиндрами 24 и 25, в которых установлены поршни

26 и 27, связанные штоками 28 и 29 с траверсой 30 и снабженные пружинами

31 и 32, взаимодействующими с упорами

33 и 34 корпуса 1. Траверса 30 с подпружиненными поршнями 26 и 27 образу.ет фиксатор 35 корпуса 1. 35 Корпус 1 в месте установки кумулятивного заряда 17 снабжен уплотнителем 36. Отверстие 16 закрыто крышкой

37 с прокладкой 38. Устройство закрепляется на кабеле 39, соединенном с 40 электровоспламенителем 10 перемычкой 40. Дно 3 корпуса 1 снабжено отверстием 41 с установленной в нем заглушкой 42.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

его спускают в скважину на кабеле

39, при этом скважина может быть заполнена задавочной жидкостью или находится под избыточным давлением, в последнем случае спуск устройства про-5 изводится через дубликатор.

В процессе спуска в корпусе 1 устройства под крышкой 2 при помощи уравнительного клапана 13 и каналов 14 осуществляется выравнивание давления с давлением в скважине, поскольку скважинное давление передается под крышку 2 через каналы 14 и уравнительный клапан 13, поршень 5 установлен в корпусе 1 с воэможностью осевого 60 перемещдния. Траверса 30 прижата к корпусу 1 при помощи пружин 31 и 32 поршней 26 и 27, последние гидравлически уравновешены и находятся в крайне заднем положении. 65

Достигнув заданного интервала, т.е. участка скважины, где необхо.димо произвести работы по восстановлению целостности цементного кольца за обсадной. колонной скважины .или установить мост в затрубном пространстве скважины, в этом случае спуск устройства осуществляется в колонну насосно-компрессорных труб, производят подачу электрического тока по кабелю 39. Электрический ток, пройдя через перемычку 40, осуществляет воспламенение порохового заряда 9 электровоспламенителем 10. Пороховые газы из стакана 6 начинают выходить в полость корпуса 1. под крышкой 2 после разрушения прокладки 11 и выхода пробки 8 иэ сопла 7. По мере увеличения давления под крышкой 5 последняя начинает сжимать тампонажный материал 4, создавая в нем избыточное давление по сравнению со скважинным давлением. Давление в камере с тампонажным материалом 4 воздействует на поршень 23.

При этом давление в полости 22, увеличиваясь, перемещает поршни 26 и 27, которые выталкивают в радиальном направлении траверсу 30 фиксатора 35, которая, упираясь в колонну скважины, прижимает к противоположной стенке уплотнитель 36.

После распора фиксатора 35 о колон ну скважины поршень 23 перестает перемещаться, и возрастание давления в камере тампонажного материала 4 приводит к возрастанию давления в пространстве 21, которое воздействует через отверстие 41 на заглушку 42. При возрастании давления в пространстве 21 до определенной величины происходит выдавливание заглушки 42, при этом плунжер 15,.перемещаясь вниз, нажимает на взрыватель 18 кумулятивного заряда 17, который, разрушив крышку 37 с прокладкой 38, создает канал в колонне скважины.

Плунжер под давлением в камере тампонажного материала 4 опускается ниже отверстия 16, а тампонажный материал устремляется через упомя1 нутый канал в пространство за колонной .скважины. Перемещение вниз поршня 5 под действием давления пороховых газов вытесняет иэ корпуса 1 тампонажный материал, который нагнетается в заколонное пространство под давлением. Если объем заколонного пространства, в котором осуществляется установка моста, меньше объема камеры

4 тампонажного материла то, заполнив его, тампонажный материал перестает вытесняться из корпуса 1, а рост давления под крышкой 2 за счет сгорания порохового заряда 9 приводит к срезанию калиброванных штифтов 12, уси968332 лие срезания которых заблаговременно подбирается с таким расчетом, чтобы исключить гидроразрнв пород эа колонной скважины при установке моста на.гнетанием тампонажного материала.

При срезании калиброванных штифтов 12 крышка 2 поднимается вверх, сообщая каналы 14 с полостью корпуса 1 под крышкой 2. Пороховые газы при этом иэ поршня 5 выходят в пространство скважины, и давление в корпу- 10 се 1 уравновешивается с давлением в скважине, фиксатор 35 под действием пружин 31 и 32. отходит.в заднее положение, Таким образом, осуществляется дозирование подаваемого в зако- 35 лонное пространство саважины тампонажного материала . Кроме того, при подъеме устройства из скважины со срезанными штифтами 12 можно судить о том, что операция по установке.мос-;щ та проведена качественно. Если устройство поднято со скважины с пустой камерой 4, а штифты 12 не срезаны, значит тампонажного материала в нем было недостаточно и операцию по уста- 5 новке моста необходимо повторить.

Технихо,-экономическая эффективность предлагаемого устройства. заключается в сокращении подготовительных операций перед установкой моста на. 100%, времени на установку моста на 20

25% и времени на контроль за процессом установки моста на 100%, кроме того, повышается качество проведенных работ и сокращается количество необхрдимого оборудования для осуществления ремонтных работ.

Формула изобретения

Же онка для изоляции пластов, состоящая из корпуса, крышки, заглушки, образующих камеру, заполненную тампонажныч материалсм, и поршня, выпол-: ненного в виде стакана с соплом и заглушкой, заполненного пороховыми зарядом с электровоспламенителем, о т л и ч а ю щ-а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности изоляции пластов в эаколонном пространстве скважин, она снабжена по меньшей мере одним зарядом кумулятивного действия с нажимнык взрыватедем, размещенным в нижней части корпуса, механизмом фиксации корпуса к стенке скважины и плунжером, установленным с возможностью взаимодействия со взрывателем, а заглушка выполнена на усилие срабатывания, превышающее усилие срабатывания механизма фиксации корпуса.

Источники информации, принятые во вню ание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 663818, кл. Е 21 В 33/13, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 604965, кл Е 21 B 33/132, 1975 (прототип).

968332

Закан 8069/53

Тираж 623 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Гришаков

Редактор В. Данко Техред М.Коштура Корректор у. Пономаренко