Устройство для создания разобщающего моста в скважинах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ рАзоБЩгующЕго МОСТА в СКВАХ ИНАХ, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем ;горючим материалом, воспламенителем горючего материала и опорный узел для удержания продуктов горения, отличающееся тем, что, с целью увеличения несущей и герметизирующей , способности моста путем обеспечения возможности, разделения продуктов горения, оно снабжено дифференциальным по минем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированным относительно корпуса, причем поршень образует с корпусом надпоряаневую полость , сообщающуюся в рабочем положении устройства с полостью скважины , и подпорвяневую камеру, имеющую Объем в крайнем нижнем положении поршня не менее объема шлаков, (Л образующихся при горении.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Е 21 В ЗЗ 134

ОПИСАНИЕ . ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHO!Nf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„.(21) 3389742/22- 03 (22). 28. 01. 82 (46) 23. 08. 83. Бюл. и 31

:(72) В.A. Афанасьев. и Н.Е. Фридляндер .(71) Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (53) 622.245 42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 726304, кл. E 21 В 33/136, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР Р 732497 кл. Е 21 В 33/14, 1977 (прототип). (54) (57) VCTP0RCTB0 И CO3QAHHR .

РАЗОБЩИОЩЕГО МОСТА В СКВАХ(ИИАХ спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем,SUÄÄ 1036906 A

:горючим материалом, воспламенителем

"горючего материала и опорный узел для удержания продуктов горения, отличающее с я тем, что, с целью увеличения несущей и герметизирующей.способности моста путем обеспечения возможности. разделения продуктов горения, оно снабжено дифференциальным поршнем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированным относительно корпуса, причем поршень обра« зует с корпусом надпоршневую полость, сообщающуюся в. рабочем поло.жении устройства с полостью скважи .ны, и подпоршневую камеру, имеющую объем в крайнем нижнем положении щ поршня не менее объема шлаков, образующихся при горении.

103690б

Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к устройствам для создания в них разобщающих мостов °

Известно устройство для создания разобщающего моста в скважинах, включающее трубчатый корпус, в котором размещен запирающий механизм с разрушаемым стопорным элементом.

Для удержания уплотнительного материала служит воронка, раскрываемая с помощью стопорных рычагов, Размещен" ных на корпусе 1 $, Недостатком устройства является . невысокая надежность разобщения пластов из-эа наличия в нем зайирающе- 15

ro поршня с резиновым уплотнением, которое в агрессивных средах быстро выходит из строя, нарушая герметич.ность моста.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому . является устройство для создания разобщающего моста в скважинах, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем горючим материа- 25 лом, воспламенителем горючего материала, и опорный узел для удержа,ния продуктов горения 2 ). . Недостатком устройства является возможность смешивания продуктов расплава со шлаками горения, что да-. ет .неоднородную структуру моста и снижает его прочность и герметичность.

Целью изобретения является увеличение несущей и герметизирующей способности моста путем обеспечения воэможности разделения продуктов горения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для создания 40 разобщающего моста в скважинах, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем горючим материалом, воспламенителем горючего материала и опоРный узел 45 для удержания продуктов горения, снабжено дифференциальным поршнем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированным относительно корпуса, причем поршень об- 50 разует с корпусом надпоршневую поласть, сообщающуюся в рабочем положении устройства с полостью скважины и подпоршневую камеру, имеющая объем в крайнем нижнем положении поршня не менее объема шлаков, образующихся при горении.

На чертеже показано устройство, общий вид.

Устройство состоит иэ корпуса 60

1 с отверстиями 2, перекрытыми пробками 3. Внутри корпуса поМещен горючий материал 4 (например, термитный состав} с воспламенителями 5. На нижнем. торце корпуса 65 имеется опорный, узел для удержани продуктов горения. Этот узел включает в себя втулку-накладку б с проточками 7. Над горючим материалом установлен дифференциальный поршень 8 с резиновыми уплотнениями 9 и канавкой 10. Над поршнем

8 расположена крышка 11, образующая с корпусом 1 и поршнем 8 надпоршневую полость 12, в которой размещена диафрагма 13 и электродетонатор. Крышка 11 закреплена на корпусе с помощью среэных элементов 14 и имеет на внутренней поверхности кольцевую проточку. 15.

Корпус против проточки выполнен с верхним рядом радиальных отверстий 1б, в .которых размещены упорные шары 17, заходящие в кольцевую прот чку 15 и препятствующие относительному перемещению крышки и корпуса. Корпус имеет нижний ряд радиальных отверстий 18, в которых размещены упорные шары 19, заходящие в канавку 10- и препятствующие относительному перемещению поршня и корпуса. Поршень с корпусом образует также цодпоршневую камеру, которая в крайнем нижнем положении поршня имеет объем не менее объема образующихся при горении шлаков. Этот объем может быть отмерен, например, с.помощью уступа 20.

Наружный диаметр втулки-накладки б больше диаметра корпуса обсадной колонны, для которой подготав,ливается устройство. Наружную поверхность втулки-накладки обтачивают настолько, чтобы ее диаметр был на 9-12 мм меньше внутреннего диаметра колонны.

Устройство работает следующим образом.

При подаче первого электрического импульса срабатывают воспламенители 5, от которых загорается горючий материал 4 (термитный состав).

Через 40-70 с расплавленное чистое железо с температурой более 2000 С, образовавшееся после сгорания термитного состава, отделяется от шла» ка, который всплывает над ним. После подачи второго, импульса тока другой полярности срабатывает электродетонатор в надпоршневой полости

12. От воздействия продуктов взрыва срезаются элементы 14, крышка

11 сдвигается вверх, освободив упор» ные шары 19 от стопорения. 2 ак как поршень 8 во время спуска устройства в скважину все время находится под воздействием гидростатического давления, то он начнет вдвигаться в корпус и вытолкнет упорные шары

19 из гнезд 18 в скважину. Двигаясь вниз, поршень 8 вытесняет через отверстия 2 чистое железо в зазор

1036906 между втулкой-накладкой 6 и стен- ками обсадной колонны и в проточки

7. Соприкосновение со стенками обсадной колонны и промывочной жид костью обеспечивает быстрый процесс охлаждения и затвердевания 5 железа. Корпус 1, втулка-накладка6 и обсадная колонна свариваются между собой. Ход поршня рассчитан так, что он вытесняет только чистое железо, а шлак остается в под» 10 поршневой камере.. При этом верхний торец поршня становится ниже радиальных отверстий 16 с шарами 17.

Крышка 11 освобождается от стопорения. При натяжении кабеля крышка

11 выталкивает шары в корпус. Устройство остается в скважине.

Если по какой-либо. причине после срабатывания средства воспламенения термитный состав нв сгорит (останется в твердом состоянии), то после подрыва заряда в камере

12 поршень 8 становится на него, продолжая перекрывать гнезда 18 с шарами 19. Таким образом, не происходит отцепления крышки 11,. соединенной с кабелем, от устройства, и оно поднимается на поверхность.

Для предотвращения внутренней поверхности корпуса 1 и пробок

3 от расплавления зазор между тер- ЗО миным составом и стенками корпуса, а также отверстия могут быть заполнены огнеупорной футеровкой.

Наиболее удобным для настоящих работ является алюминиевый термит, 35 который состоит из металлического

» алюминия в форме грубоэернистого поо (рошка или крупы, обычно величиной зерна около 1 мм и иэ железной окалины примерно с той же величиной зерна. Термит сгорает sa 20-30 с.

Горение термита проходит по реакции

ЗВ. Оф + 8A9 = 4А220 o+ 9 йз +

+ 800 ккал

76% 24% 45% 55%

При сгорании термита создается температура около 3000ОС. Для увеличения скорости сгорания термита он может быть спрессован под давлением 30-70 МПа. Для предохранения деталей .корпуса от расплавления можно использовать огнеупорную футеровку, например магнезитовую, толщиной не менее 3 мм. Толщина деталей корпуса устройства должна быть не менее 11 мм.

Использование предлагаемого устройства позволит .значительно сннзить объем дорогостоящих работ при создании рФзобщающих мостов особенно в эксплуатационных скважинах с агрессивными средами.

Ври этом исключается необходимость повторной установки моста из-за их нарушения в агрессивных средах. устранение 1500 повторных операций в год за счет внедрения предлагаемой конструкции устройства позволит получить годовой экономический эффект 210 тыс.ру6. (при стоимости одной повторной операции по установке серийного разобщающего моста 140 руб.).

1036.906

Тб

t7

ff

f8

1Ó

10 ю е е

° б В

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. ПрОектная, 4

Составитель Е. Молчанова

Редактор T. Кугрышева Техред Ж,Кастелевич Корректор С.Ыекмар

Ю Ю

° ВЮ

Заказ 5965/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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