Устройство для изоляции зон поглощения

 

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повьшение эффективности изоляционных работ. Устройство включает корпус (К) 1с отверстиями 2. Концентрично наружной поверхности К 1 установлен патрубок (П) 3 с окнами с образованием меладу ними каме-- ры 5 и герметично соединенными между собой верхними частями. Ниже отверг стия 2 в камере 5 размещены пружина 6 и поршень 7. В нижней части П 3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

56536 А1 (19) (И) (51)4 Е 21 В 33/13 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4260761/23-03 (22) 19.03.87 (46) 07.02.89. Бюл. 1(5 (71) Грузинское комплексное научноисследовательское и проектное отделение "СевкавНИПИнефть" (72) Б.Б. Меладзе, Г.О. Берая, В.Б. Курбанов и Г.Б. Чанкатадзе. (53) 622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 487227, кл. E 21 В 33/13 1969.

Авторское свидетельство СССР

К 465471, кл. Е 21 В 33/12, 1973. г (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пром-сти. Цель — повышение эффективности изоляционных работ. Устройство включает корпус (К} l. с отверстиями

2, Концентрично наружной поверхности

К 1 установлен патрубок (П) 3 с окнами с образованием между ними каме-. ры 5 и герметично соединенными между собой верхними частями. Ниже отвер-. стия 2 в камере 5 размещены пружина

6 и поршень 7. В нижней части П 3

145653 на наружной поверхности установлены поочередно уплотннтельные элементы и шайбы 9. В окнах П 3 размещен толкатель 10 с возможностью его взаимодействия с уплотнительными элементами. В нижней части П 3 размещен упор, жестко связанный с последним.

К 1 снабжен посадочным седлом 12 под управляющую пробку 13, выполненным ниже отверстий 2, и втулкой 14 с посадочным седлом 15 под запорный элемент 16, установленный с возможностью осевого перемещения. При этом К 1 разделен на верхнюю 17 и нижнюю 18 части с возможностью перемещения последней относительно П 3. Верхняя часть 17 выполнена с камерой 19 и отверстиями 20, . напротив которых на штифтах 21 зафиксирована втулка

14. Нижняя часть 18 выполнена с наружными выступами, вэаимодействующи6 ми с толкателем 10. Уплотнительные элементы и шайбы 9 м.б. выполнены с симметричными наклонными поверхностями, в которых углы наклона торцовой поверхности уплотнительных элементов к оси устройства последовательно увеличиваются снизу вверх, что позволяет их равномерно прижать к стенкам скважины. При посадке управляющей пробки 13 на посадочное седло 12 происходит перекрытие за трубного пространства. Избыточным давлением перемещают поршень 7, открывают боковые каналы 23 и тампонажный раствор продавливают в погло-, щающий пласт. При снятии давления поршень 7 возвращается в исходное положение.-При этом на тампонажный раствор во время его твердения не воздействует гидростатическое давление, 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при сооружении скважин в процессе проведения работ, связанных с иэоля- 5 цией зон поглощения.

Цель изобретения — повышение эффективности изоляционных работ.

Применение устройства позволяет предотвратить воздействие статичес" кого давления жидкости на изоляционный материал,, в период ОЗЦ, находящейся в интервале поглощающего пласта.

На фиг. 1 представлена верхняя часть устройства, разрез; на фиг .2— нижняя часть устройства; на фиг.3 сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для изоляции зон поглощения включает полый цилиндрический корпус 1 с отверстиями 2, патру" бок 3 с окнами 4, установленный концентрично наружной поверхности корпуса I с образованием между ними кольцевой камеры 5 и герметично соединенных между собой верхними частями, пружину 6, поршень 7, установленные в кольцевой камере 5 ниже отверстия

2, уплотнительные элементы 8 и шайбы

9, размещенные поочередно в нижней части патрубка 3 на его наружной поверхности, толкатель 10, установленный в окнах 4 патрубка 3 с возможностью его взаимодействия с уплотнительными элементами, упор ll установленный в нижней части патрубка 3 и жестко связанный с ним.

Корпус 1 снабжен посадочным седлом 12 под управляющую пробку 13, выполненным в корпусе ниже отверстия

2, и втулкой 14 с посадочным седлом

15 под запорный элемент 16, установленной с возможностью ограниченного осевого перемещения. При этом корпус разделен на верхнюю 17 и нижнюю 18 части с возможностью перемещения последней относительно патрубка 3.

Верхняя часть 17 выполнена с камерой 19 и радиальными отверстиями 20 против которых зафиксирована на срезных штифтах 21 втулка 14, а нижняя часть 18 корпуса выполнена с наружными выступами 22, взаимодействующими с толкателем, и боковыми каналами 23 в верхней части ниже посадочного седла 12 под управляющую ь. пробку против поршня 7, при верхнем

его положении, при этом поршень 7

14565 установлен с возможностью перемещения ниже боковых каналов.

Уплотнительные элементы 8 и шайбы

9 могут быть выполнены с симметричными наклонными поверхностями 24, в ко5 торых углы наклона торцовой поверхности уплотнительных элементов к оси устройства последовательно увеличиваются снизу вверх на величину, равную величине угла трения между уплотнительными элементами 8 и шайбами 9, что обеспечивает равномерное прижатие уплотнительного элемента 8 по всей высоте установки. Для соединения с бурильными трубами используется пере.ходник 25..

Устройство работает следующим образом.

После спуска в скважину на буриль- 2п ных трубах на заданную глубину через колонну труб закачивают порцию промывочной жидкости, затем освобождают управляющую пробку.13, находящуюся в цементировочной головке, эакачива- 25 ют тампонажный раствор и продавочную жидкость. Управляющая пробка 13 проходит по бурильным трубам, через втулку 14 и садится на посадочное седло 12. При достижении определенно- 30 го избыточного давления нижняя часть

18 корпуса вместе с поршнем 7 переме. щается вниз, при этом выступы 22 корпуса взаимодействуют с толкателем

10, передавая усилие на уплотнитель- 35 ные элементы 8, которые в результате сжатия перекрывают затрубное про-: странство скважины и отсекают гидростатическое давление по затрубному пространству от поглощающего пласта.

Благодаря тому, что углы наклона контактирующих поверхностей уплотнительных элементов 8 с шайбами 9 к оси . устройства увеличены последовательно снизу Вверх на Величину равную углу 4 трения между ними, уплотнительные элементы 8 равномерно прижимаются к стенкам скважины. Перекрыв затрубное пространство, нижняя часть корпуса прекращает перемещаться вниз. Однако в результате действия избыточного динамического давления усилие передается на поршень 7 через кольцевую камеру 5. Поршень 7 перемещается вниз, сжимая пружину 6, и открывает

55 боковые каналы 23. В результате этого кольцевая камера 5 получает сообщение с внутренней полостью корпуса 1 и тампонажный раствор продавливается в

36 4 поглощающий пласт. По окончании продавочной жидкости 107-ное избыточное динамическое давление на насосе немедленно стравливается, что способствует продвижению вверх поршня 7 под действием пружины 6. При этом перекрываются боковые каналы 23 и в таком положении скважина остается на ОЗЦ до начала загустевания тампонажного раствора.

-Во время ОЗЦ в бурильные трубы сбрасывается запорный элемент 16, который садится на посадочное седло втулки 14 и перекрывает осевой канал корпуса 1. Затем заливочным агрегатом создается избыточное давление, срезаются штифты 21, втулка 14 перемещается вниз и открываются радиальные отверстия 20. Благодаря этому отсекается гидростатическое давление в осевой полости над погружным узлом, скважина промывается. После снятия давления уплотнительные элементы принимают транспортное положение, перемещая вверх нижнюю часть корпуса l.

Для извлечения устройства на поверхность его расхаживают подачей вверх"вниз, а при необходимости вращают.

Такая конструкция устройства обеспечивает надежность изоляционных работ за счет отсечения гидростатичес кого давления,над цементным раствором, создает благоприятные условия (замкнутая среда) для формирования цементного камня непосредственно в зоне поглощения и исключает необходимость повторного цементирования.

Формула изобретения

1. Устройство для изоляции эон поглощения; включающее полый цилиндрический корпус с отверстиями, патрубок с окнами, установленный концентричнр наружной поверхности корпуса с .образованием между ними кольцевой камеры и герметично соединенными между собой верхними частями, подпружиненный поршень, размещенный в кольцевой камере ниже отверстий корпуса, гидравлически соединяющих внутренюю полость корпуса с. концевой камерой, уплотнительные элементы и шайбы, установленные поочередно в нижней части патрубка н 1 его наружной поверхности, толкатель, раэФи@2

Составитель Н. Чепига

Техред Ц. Дидык

Корректор Г, Решетник

Редактор А. Шишкина

Заказ 7467/26 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 14565 мещенный в окнах патрубка с воэможностью его взаимодействия с уплотнительными элементами, и упор, установленный в нижней части патрубка, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ, оно снабжено посадочным седлом под управляющую пробку, выполненным в корпусе. ниже отверстий, и втулкой с посадочным седлом под запорный элемент, установленной в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом корпус состоит из верхней и нижней частей с воэможностью перемещения последней относительно патрубка, причем верхняя часть корпуса выполнена с камерой и радиальными отверстиями, против

KoTopbIx зафиксирована Втулка а ниж,2р няя часть корпуса выполнена с боко36 6 выми каналами ниже посадочного седла под управляющую пробку против поршня при верхнем его положении и имеет наружные выступы, взаимодействующие с толкателем, а поршень установлен с возможностью перемещения ниже боковых каналов, 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я .тем, что уплотнительные элементы выполнены в виде колец с симметричными наклонными торцовыми поверхностями, контактирующими ответными поверхностями, причем углы наклона торцовой поверхности уплотнительных элементов к оси устройства последовательно увеличиваются снизу вверх на величину, равную величине угла трения между уплонительными элементами и шайбами.