Устройство для разглинизации и кольматации стенок скважины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1218079 (51)4 Е21 В 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗГЛИНИЗАЦИИ И КОЛ ЬМАТАЦИИ СТЕНОК

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1051236 (21) 3800311/22-03 (22) 15.09.84 (46) 15.03.86. Бюл. № 1О (71) Уфимский нефтяной институт (72) В. Ф. Галиакбаров, М. P. Мавлютов, А. Г. Перцев и P. У. Усманов (53) 622.245.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051236, кл. Е 21 В 37/00, 1982.

СКВАЖИНЫ по авт. св. № 1051236, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы. устройства за счет возможности обеспечения управления процессом кольматации, оно снабжено жестко связанным с направляющей втулкой формирующим кольцом, верхний торец которого установлен выше насадок, причем формирующее кольцо имеет высоту 0,2 — 1,8 его наружного диаметра, а внутренняя поверхность его имеет криволинейную форму, определяемую по параболическому или гиперболическому закону.

1218079

Изобретение относится к горной промышленности, к области бурения скважин, в частности к подготовке ствола скважины к цементированию с помощью устройств для разглинизации и кольматации стенок скважины.

Изобретение может быть использовано для подготовки ствола скважины перед спуском .обсадной колонны к последующему ее цементированию, а также для очистки призабойной зоны пласта от проникшего в нее фильтрата.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет возможности обеспечения управления процессомм кол ьм ата ци и.

На фиг. 1 изображено устройство для разглинизации и кольматации стенок скважины, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А — А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с расположенными в его верхней части насадками 2, направляющую втулку 3, жестко связанную с корпусом посредством распорок 4, и формирующее кольцо 5, жестко связанное с направляющей втулкой 3, например резьбой, причем верхний торец формирующего кольца 5 располагается выше насадок 2.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для разглинизации и колыб атации стенок скважины опускается в скважину на бурильных трубах, по которым подается промывочная жидкость. Промывочная жидкость выходит из насадок 2 и создается локальное завихрение в кольцевом пространстве, образованном цилиндрической внешней стенкой корпуса 1 и внутренней криволинейной поверхностью вращения формирующего кольца 5. Образование локального завихрения сопровождается снижением давления в приосевой зоне вихря, которое передается на стенку скважины через кольцевую полость, образованную корпусом 1 и внутренней цилиндрической поверхностью направляющей втулки 3. Когда давление в этой полости достигнет значения меньшего, чем пластовое давление на этой глубине, глинистая корка вследствие образовавшегося перепада давления отходит от стенки скважины и устремляется через полость, образованную направляющей втулкой 3, формирующим кольцом 5 и корпусом 1, в затрубное пространство, по которому и выносится на поверхность.

Струи из насадок 2 воздействуют на формирующее кольцо 5 и в зависимости от расстояния между местом соударения

50 струи промывочной жидкости с формирующим кольцом и его верхним краем, а также в зависимост от закона, по которому выполнена криволинейная поверхность формирующего кольца, оказывают различный кольматирующий эффект на стенку скважины.

Кольматирующее действие струй бурового раствора, вытекающих из насадок 2 устройства, обусловлено двумя эффектами: закупоркой пор породы под действием динамического напора струи и закупоркой пор под действием центробежной силы вихря, образовавшегося в результате эксцентрично расположенных насадок. Изменяя высоту формирующего кольца 5, можно полностью использовать динамический напор (при высоте кольца до 0,2 ее наружного диаметра) или уменьшить кольматирующий эффект, исключая действие динамического напора (при высоте кольца более 1,8 диаметра). Численные значения этих пределов выбраны исходя из того, что эффект взаимодействия формирующего кольца высотой до 0,2 его наружного диаметра со струей практически отсутствует, а его экранирующее действие достигает максимального значения при высоте

1,8 наружного диаметра и далее остается практически постоянным.

Таким образом, для регулирования степени кольматации требуется кольцо высотой 0,2 — 1,8 его наружного диаметра.

Управление степенью разглинизации осуществляется посредством изменения закона описания внутренней криволинейной поверхности формирующего кольца. Плоскость, в которой располагаются осевые отверстия насадок, находится в фокусе параболоида вращения, являющегося внутренней поверхностью формирующего кольца 5. Согласно свойствам параболы струи бурового раствора при взаимодействии с параболоидом вращения устремляются вверх параллельно оси параболоида, т. е. вверх по скважине. В этом случае эжекция устройства достигает максимального значения, а для уменьшения эжектирующей способности и для создания направления струй, отличного от направления оси устройства, внутренняя поверхность формирующего кольца может выполняться по другим законам, например по гиперболоиду вращения.

Таким образом, учитывая свойства горных пород, технико-экономические требования к стенке скважины, можно посредством изменения длины и формы формирующего кольца управлять разглинизирующей и кольматирующей способностью устройства.

1218079

Редактор Л. Веселовская

Заказ 1098l41

Составитель В. Борискина

Tex ред И. Be ре с Корректор О. Лyroвая

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4