Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения надежной фиксации поршня в рабочем положении. Для этого устройство содержит контейнер 1 с кольцевой проточкой на внутренней поверхности с пазами ее нижнего торца, радиальными отверстиями, поршень 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3452936 А1

g1) 4 Е 21 В 33/132

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4209318/22-03 (22) 16.03.87 (46) 23.01.89. Бюл. Р 3 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова (72) Н.И.Николаев, Б.Б,Кудряшов и А.И.Ищенко (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 685808, кл. E 21 В 33/ 13, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1033712, кл. Е 21 В 33/ 132, 1982, (54) УСТРОЙСТВО lUM ИЗОЛЯЦИИ 30Н ОСЛОЖНЕНИЙ В СКВИМИАХ (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель — повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения надежной фиксации поршня в рабочем положении. Для этого устройство содержит контейнер 1 с кольцевой проточкой на внутренней поверхности с пазами ее нижнего торца, радиальными отверстиями, поршень 5

1452936 с долотом 2 и отражателем в виде лопаток 3. Поршень 5 имеет осевой канал 6 и радиальные отверстия с радиальными пазами 7. В радиальных отверстиях, перекрывая канал, установлены подпружиненные пальцы 8, цилиндирические выступы 10 которых размещены в пазах 7. В канале 6 установлен с возможностью осевого перемещения полый шток 11 с выступающей цилиндрической головкой 12 с вертикальными отверстиями 13 ° Шток

11 и. еет два уступа 14 и 15 в нижней части. Выступающие фиксирующие части пальцев 8 имеют в поперечном сечении форму сегментов с нижними горизонтальными плоскостями. Контейнер

1 снизу заглушен срезным днищем, над которым размещен тампонажный маИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при бурении скважин для изоляции зон поглощений и водопритоков.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения надежной фиксации поршня в рабочем положении.

На фиг. 1 представлено устройство перед его спуском в скважину„ общий вид; на фиг. 2 — то же, в процессе тампонирования осложненного интервала скважины; на фиг. 3 — верхняя часть устройства, продольный 15 разрез; на фиг. 4 — подпружиненный палец в горизонтальной плоскости при фиксации его в кольцевой проточке трубчатого контейнера; на фиг. 5— нижняя. часть устройства в рабочем 20 положении; на фиг. 6 — то же, продольный разрез.

Устроиство А<< изоляции зон ос- 25 ложнений в скважинах, опускаемое на трубах, содержит трубчатый контей- нер 1 с долотом 2, отражателем в виде двух наклоненных к оси устройства лопаток 3 с пружиной 4, связанным

30 с долотом и отражателем поршня 5 с осевым каналом 6 и радиальными оттериал, и подсоединен к колонне бурильных труб. Устр-во опускают в скважину и включают насос. Поршень

5, перемещаясь вниз, выдавливает пакеты с материалом. Пальцы 8 заходят в проточку, выступы 10 скользят по пазам 7, уступ 14 размещается между пальцами 8, которые затем упира- ются своей плоской частью в нижнюю кромку проточки. Устр"во поворачи" вают, уступ 15 размещается между пальцами 8 при фиксации их в пазах.

Головка 12 перекрывает отверстия, давление повышается, что служит сигналом об установке устр-ва в рабо" чем положении. Затем устр-во вращают, разбуривая материал долотом 2 и затирая его лопатками 3. 6 ил. верстиями с направляющими радиальными пазами 7. В радиальных отверстиях поршня 5 размещены пальцы 8 с пружиной 9, перекрывающие канал 6. Цилиндрические выступы 10 пальцев 8 установлены в радиальных пазах 7. В канале 6 установлен с возможностью перемещения полый шток 11 с выступающей цилиндрической головкой 12 в верхней части с вертикальными отверстиями 13 для прохода жидкости. В нижней части шток 11 имеет два уступа 14 и 15. В нижней части контейнера 1 имеется на внутренней поверхности кольцевая проточка 16 с пазами 17 у ее нижнего торца. Уступы 14 и 15 последовательно взаимодействуют с пальцами 8 при фиксации их соответственно в кольцевой проточке 16 и пазах 17. Выступающие фиксирующие части пальцев 8 имеют в поперечном сечении форму сегментов с нижними горизонтальными плоскостями. В конце рабочего хода поршня 5 горизонтальные плоскости пальцев 8 взаимодействуют с нижним торцом кольцевой проточки 16, а цилиндрическая головка

12 перекрывает радиальные отверстия

18, выполненные в контейнере 1, снизу заглушенным срезным днищем 19, 293

15

25

35

45

55 з

145 над которым размещен тампонажный материал 20. Через переходник 2 1 контейнер связан с колонной 22 бурильных труб.

Устройство работает следующим образом, Перед спуском в скважину контейнер 1 заполняется быстросхватывающейся тампонажной смесью (БСС) 20 в количестве, необходимом для тампонирования зоны геологического осложнения. Поршень 5 с закрепленным на нем отражателем и долотом 2 устанавливается в верхней части контейнера над пакетами с БСС. Контейнер 1 соединяется с колонной 22 бурильных труб с помощью переходника 21, и устройство спускается в зону, подлежащую тампонированию. После этого в устройстве по колонне бурильных труб 22 подается вода, которая через отверстия 13 цилиндрической головки 12 воздействует на поршень

5, перемещая его в нижнюю часть контейнера и выдавливая из него пакеты с БСС. Осевой канал 6 при этом перекрыт пальцами 8 (фиг. 3). При дальнейшем движении поршня пальцы S под действием пружины 9 заходят в кольцевую проточку 16, При этом их цилиндрические выступы 10 скользят по направляющему пазу 7, удерживая пальцы в заданном положении, а их положение в кольцевой проточке 16 фиксируется первым уступом 14 нижней части штока 11 (фиг. 4).

Давление на поршень уменьшается, так как частично приоткрь.вается осевой канал 6, и вода по нему и полости штока 11 дросселируется в скважину. При дальнейшем поступательном движении поршня 5 пальцы 8 скользят по кольцевой проточке 16 и упираются своей плоской частью в ее нижнюю кромку. Давление воды на поршень 5 в этот момент полностью сбрасывается через радиальные отверстия 18. Лопатки 3 отражателя выдвигаются под действием пружины 4 и устанавливаются в рабочем положении. Поворотом устройства вокруг оси осуществляется фиксация пальцев 8 в пазах 17 (фиг. 5). При этом шток 11 опускается и вторым уступом 15 препятствует возможности сжатия пальцев в радиальном направлении. Головка 12 штока совмещается с радиальными отверстиями 18 что приводит к повышению давления

4 над поршнем 5 и дает возможность контролировать по манометру бурового насоса установку устройства в рабочее положение (фиг. 6).

Устройство приводится во вращение буровым станком и перемещается вниз по скважине. Долотом 2 осуществляется разгерметизация оболочек пакетов с тампонажным материалом и перемешивание сухой БСС с водой.

Образующуюся вязко-пластичную массу отражатель затирает в поры и трещины тампонируемого интервала, где происходит ее быстрое затвердевание (фиг. 2). По окончании проработки осложненного интервала тампонажное устройство извлекается из скважины, после чего возобновляется процесс ее углубки.

Формула изобретения

Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах, опускаемое на трубах, включающее переходник, трубчатый контейнер с долотом, отражателем и связанным с ними поршнем с осевым каналом и радиальными отверстиями с направляющими радиальными пазами, в которых размещены цилиндрические выступы подпружиненных пальцев с выступающими фиксирующими частями, установленных в радиальных отверстиях и перекрывающих осевой канал поршня, в нижней части трубчатого контейнера на внутренней поверхности выполнена кольцевая проточка с пазами у ее нижнего торца, снизу трубчатый контейнер перекрыт срезным днищем, над которым помещен тампонажный материал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ за счет обеспечения надежной фиксации поршня в рабочем положении, оно снабжено полым штоком в верхней части с выступающей цилиндрической головкой с вертикальными отверстиями для прохода жидкости и с двумя уступами в нижней части, установленным в осевом канале поршня с возможностью перемещения и взаимодействия своими уступами последовательно с подпружиненными пальцами при фиксации последних соответственно в кольцевой проточке и пазах трубчатого контейнера, выполненного

1452936

20 с радиальными отверстиями, перекрываемыми цилиндрической головкой в конце рабочего хода поршня, при этом выступающие фиксирующие части подпружиненных пальцев выполнены в поперечном сечении в виде сегментов с нижними горизонтальными плоскостями, а подпружиненные пальцы установлены с возможностью взаимодействия своими горизонтальными пло костями выступающих фиксирующих частей с нижним торцом кольцевой проточки трубчатого контейнера в конце рабочего хода поршня.

1ч 52936

18

6 иг.

1452936

Составитель А. Кондрате иков

Техред Ji.Îëèéèûê Корректор Л.Пилипенко

Редактор О. Головач

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7142/22 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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