Тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(») 3+a®лено 080581 (21} 3284563/22-03 f31) M. R33.

Союз Советскик

Социалистических

Республик

1W(j% р 1 ,г с присоединением заявки №(23} Приоритет

Е 21 В 33/14

Государственный комитет

СССР ло делам. изобретений и открытии

Опубликовано 15.02.83. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 150283 (33) УДЫ 622. 245. .42(088.8} (72) Авторы изобретения

A.Ê. Рахимов, P. Н. Ахмедгалиев и Ю. П. Номико

Институт геологии и разведки нефтяных и га месторождений (71) Заявитель

«, /

«.ъ» е

1 (54) ТАМПОНАЖНЬЛ СНАРЯД ДЛН УСТАНОВКИ МОСТОВ

В СКВАЖИ НАХ

Изобретение относится к бурению, в частности к устройствам для их тампонирования.

Известен тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, рабочий орган, выполненный в виде двух воздушных камер, разделенных поршнем, и включающего механизма 1) .

Недостатком этого устройства яв.ляется низкая надежность его работы в искривленных скважинах, и в скважинах, заполненных буровым раствором высокой плотности из-за снижения энергии удара груза при его падении.

Наиболее близким к изобретению

% является тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном и поршнем с толкателем. желонку, ограниченную верхней и нижней перегородкой с,осевыми отверстиями под толкатель и заполненную тампонажным материалом, и эластичную проб:ку, размещенную под нижней перегородкой(2 ).

Недостатком устройства является то, что.в случаях равенства или не-. большой разницы в удельных весах бурового и цементного растворов последний медленно вытекает из желонки.

Кроме того, толкатель занимает большую часть полезного объема.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в скважинах, заполненных буровым раствором любой плотности и увеличеиие полезного объема желонки.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном и поршнем с толкателем, .желонку, ограниченную верхней и нижней перегородкой с осевыми отверстиями под толкатель и заполненную тампонажным материалом, и эластичную пробку, размещенную под нижней перегородкой. снабжен поршнем-разделителем, установленным под верхней перегородкой на толкателе, выполненном в виде верхнего и нижнего штоков, сообщенных между собой. гибкой связью длиной, превышающей расстояние между верхним

996718 и нижним штоками по меньшей мере на высоту эластичной пробки которая образует с нижней перегородкой уравнительную полость в нижней части желонки, выполненной с радиальными отверстиями, сообщающими уравнительную по- 5 лость со скважиной, причем нижний шток имеет рабочую высоту, превышающую высоту эластичной пробки и сообщен с последней разрывным соединением. 10

На фиг.1 показана схема тампонажного снаряда в транспортном положении в скважине; на фиг.2 — момент установки эластичной пробки в обсадной колонне, на фиг.3 — установка )5 цементного моста в скважине.

Тампонажный снаряд (см.фиг.1) состоит из кабеля 1, головки 2, гибкой нити 3, спирали накаливания 4. ударного груза 5. расположенного в верхней воздушной камере 6, обратного клапана 7, полого пальца 8.. поршня 9 с верхним штоком 10, расположенным в нижней воздушной камере 11, окна 12, заглушки 13, поРшня-Разделителя 14, гибкой связи 15, желонки 16, нижнего штока 17, соединенного с помощью разрывного соединения (срезного штифта) 18 с эластичной пробкой 19, нижней перегородки 20, башмака 21 с окном 22, верхней перегородки 23. Позицией 24 показан цементный раствор, 25 обсадная колонна, Поршень-разделитель 14 имеет центральное отверстие. без которого нельзя установить его в заданное

35 место желонки 16, когда она заполнена цементным раствором 24. При установке поршня-разделителя 14 в желонку 16 избыточный объем цементного раствора через центральное отвер- 40 стие поршня-разделителя вытесняется, после чего оно закрывается заглуш-. кой 13.

Окна 12 и 22 в желонке 16 и башмаке 21 служат для уравновешивания давления под поршнем-разделителем 14 и над эластичной пробкой 19.

Нижний шток 17 в перегородке 20 уплотнен сальником. Нижний шток введен в конструкцию снаряда для рационального использования хода поршня 9, так как он имеет незначительный объем.

Использование столба цементного раствора 24 в качестве элемента, передающего давление на шток 17, имеющий незначительный объем, позволяет максимально использовать полость желонки 16 для размещения в ней цементного раствора.

Тампонажный снаряд работает следующим образом.

Снаряд спускают в скважину на глу. бину установки моста в таком виде, как показано на фиг.1, а затем пода- 65 ют ток к спирали накаливания 4.

В результате нагрева спирали накаливания 4 гибкая нить 3, удерживающая ударный груз 5 в подвешенном состоянии, разрушается, груз падает вниз, ударяя по обратному клапану 7. В результате удара полый палец 8 разрушается, вследствие чего буровой раствор под скважинным давлением попадает в надпоршневое пространство камеры 11 и. толкает поршень 9 вниз, верхний шток 10, в свою очередь, толкает поршень-разделитель 14, которь1й создает давление на цементный раствор 24. В результате возникшего избыточного давления в желонке

16, нижний шток 17 перемещается вниз и выталкивает из башмака 21 эластичную пробку 19 в обсадную колонну 25, создавая искусственный забой для установки моста (фиг.2).

Затем снаряд поднимают вверх. Поскольку эластичная пробка 19 штифтом

18 соединена с нижним штоком 17, который, в свою очередь, соединен с поршнем-разделителем 14 тросом 15, то при движении снаряда вверх происходит принудительное освобождение желонки 16 от цементного раствора 24, который размещается на эластичной пробке 19, вытесненной в обсадную колонну 25.

После того, как поршень-разделитель 14 достигает перегородки 20, штифт 18 срезается, а желонка 16 полностью освобождается от цементно-. го раствора, который образует цементный мост в обсадной колонне 25.

Скорость освобождения желонки 16 от цементного раствора зависит от скорости подъема снаряда из скважины и не зависит от удельного веса бурового и цементного растворов.

После установки цементного моста в скважине остается эластичная пробка 19 и цементный раствор 24, все остальное, в том числе и нижний шток

17, извлекается на поверхность для повторного использования (фиг.3) .

Использование предлагаемого изобретения позволяет надежно, качественно и быстро устанавливать цементные мосты в скважинах, заполненных буровым раствором любого удельного веса.

Экономический эффект от применения одного комплекта снаряда по предварительным расчетам составляет OKOло 20-25 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном

Агл и поршнем с толкателем, желонку,ограниченную верхней и нижней перего- . родками с осевыми отверстиями под толкатель и заполненную тампонажным материалом, н эластичную пробку, размещенную под нижней перегородкой, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью:повышения надежности его работы ,в скважинах, заполненных буровым раствором любой .плотности, он снаб- жен поршнем-разделителем, установ- 40 . ленным под верхней перегородкой на толкателе, выполненном в виде верхнего и нижнего штоков, сообщенных между собой гибкой связью длиной,— .превмаающей расстояние между верхним и нижним штоками, по меньшей мере, на высоту эластичной пробки, которая образует с нижней перегородкой уравнительную полость в ниж- . ней части желонки, выполненной с радиальными отверстиями, сообщающими уравнительную полость со скважиной, причем нижний шток имеет рабочую высоту, превышающую высоту ..ластичной пробки, и сообщен с последней разрывным соединением.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 192124, кл. Е 21 В ЭЭ/122, 1965.

2, Авторское свидетельство СССР

9 883340, кл. Е 21 В ЭЭ/14, 1980 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 894/51

Тираж 601 Подписное

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