Тампонажный снаряд

 

Изобретение касается бурения скважин. Цель изобретения - повышение полноты перемешивания компонентов смеси и улучшение качества тампонирования. Тампонажный снаряд содержит корпус (К) 1, контейнер 2 с основным компонентом, в нижней части которого установлена пробка 17 с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем 18, упирающимся в пружинный держатель 19. В нижней части К 1 выполнены каналы 13 с обратными клапанами 14 со стороны полости контейнера 2 и внутренний опорный уступ. В контейнере 2 установлен полый лопастной вал 3 с нижними выходными отверстиями 15 с клапанами 16. В К 1 установлен связанный с валом 3 полый шток 4 с нагнетательным поршнем 5, отвердителем, сдвигаемым стаканом 6 и перекрытые последним верхние выходные отверстия (ВО). На штоке 4 расположен распределитель (Р) 8 с каналами 9, гидравлически связанными с ВО. Между уступом К 1 и Р 8 установлены подшипник 11 и уплотнитель 12. В нижней части контейнера 2 выполнена сквозная прорезь 20,в которой подвижно размещен один конец держателя, а другой его конец закреплен на стенке контейнера 2. На К 1 размещен гидравлический пакер 10. Снаряд устанавливают на забой. При этом стержень 18 разгружается, а держатель 19 через прорезь 20 врезается в стенку скважины. Промывочная жидкость, воздействуя на поршень 5, выдавливает через отверстия 15 отвердитель в контейнер 2 и сдвигает стакан 6. Вращением вала 3 перемешивают компоненты смеси. Выключив вращение, поднимают снаряд на 2-3 м над забоем. При этом Р 8 занимает верхнее положение, сообщая ВО с каналами 9 и 13. Подачей жидкости раздувают пакер 10 и воздействуют на смесь, выдавливая ее вместе с пробкой 17 в скважину. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 E 21 В 33/132

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /",, К Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 р

17 (21) 4300350/23-03 (22) 01.09,87 (46) 15.05.89. Бюл. ¹ 18 (71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) М,И.Елизаров, Е,Л.Лиманов, M.Т.Аубакиров, В.Б.Ерастов, А,Ю.Мужецкий и И.N.Åëèýàðîâ (53) 62?.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1097777, кл, Е 21 В 33/132, 1983, Авторское свидетельство СССР № 1260507, кл. Е 21 В 33/132, 1984.

„„SU„„1479617 А1 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение касается бурения скважин. Цель изобретения — повышение полноты перемешивания компонентов смеси и улучшение качества тампонирования. Тампонажный снаряд содержит корпус (К) 1, контейнер 2 с основным компонентом, в нижней части которого установлена пробка 17 с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем 18, упирающимся в пружинный держатель 19. В нижней части К 1 выполнены каналы 13 с обрат1479617 ными клапанами 14 со стороны полости контейнера 2 и внутренний опорный уступ, Б контейнере 2 установлен полый лопастной вал 3 с нижними выходными отверстиями 15 с клапанами

16. В К 1 установлен связанный с валом 3 полый шток 4 с нагнетательным поршнем 5, отвердителем, сдвигаемым стаканом 6 и перекрытые последним верхние выходные отверстия (ВО). На штоке 4 расположен распределитель (Р) 8 с каналами 9, гидравлически связанными с ВО. Между уступом К 1 и

P 8 установлены подшипник 11 и уплотнитель 12. В нижней части контейнера

2 выполнена сквозная прорезь 20, в которой подвижно размещен один конец держателя, а другой его конец закреИзобретение относится к бурению геолого-разведочных скважин, в частности к техническим средствам доставки тампонажных материалов для изоляции зон поглощения промывочной жидкости.

Целью изобретения является повышение полноты перемешивания компонентов смеси и улучшение качества тампонирования.

На фиг, 1 схематично представлено предлагаемое устройство, разрез; на фиг, 2 — то же, при постановке на забой; на фиг. 3 — то же, при выдав- 15 ливании тампонажной смеси; на фиг,4— нижняя часть снаряда после выдавливания пробки-поршня.

Тампонажный снаряд (фиг. 1) включает корпус 1, контейнер 2 с основ- 20 ным компонентом и полым лопастным валом 3, связанным с полым штоком 4, который установлен с возможностью вращения и осевого перемещения относительно корпуса 1 и контейнера 2. В полости штока 4 размещены нагнетательный поршень 5, отвердитель и сдвигаемый стакан 6, перекрывающий верхние выходные отверстия и. удерживаемый манжетами 7. На штоке 4 имеет- 30 ся распределитель 8 с каналами 9, гидравлически связанными с верхними плен на стенке контейнера 2, На К 1 размещен гидравлический пакер О.

Снаряд устанавливают на забой, При этом стержень 18 разрушается, а держатель 19 через прорезь 20 врезается в стенку скважины, Промывочная жидкость, воздействуя на поршень 5, выдавливает через отверстия 15 отвердитель в контейнер 2 и сдвигает стакан 6. Вращением вала 3 перемешивают компоненты смеси, Выключив вращение, поднимают снаряд на 2-3 м над.забоем, При этом P 8 занимает верхнее положение, сообщая ВО с каналами 9 и

13, Подачей жидкости раздувают пакер

10 и воздействуют на смесь, выдавливая ее вместе с пробкой 17 в скважину. 4 ил. выходными отверстиями. На корпусе 1 имеется гидравлический пакер 10, а в нижней его части выполнен внутренний опорный уступ, между последним и распределителем 8 установлены подшипник

11 и уплотнитель 12. В нижней части корпуса 1 имеются каналы 13 с обратными клапанами 14 со стороны полости контейнера 2, гидравлически связанные с подпакерной полостью и канала— ми 9 распределителя 8 в верхнем его положении, В валу 3 имеются нижние выходные отверстия 15, перекрытые клапанами 16. В нижней части контейнера 2 размещена пробка 17 с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем 18, установленная с возможностью осевого перемещения до нижнего торца контейнера 2 в положении при перемешивании компонентов смеси. .Стержень 18 в транспортном положении снаряда упирается в держатель 19, одним концом подвижно установленный в сквозной прорези 20 контейнера 2, а другим — на оси 21, вмонтированной в стенке контейнера 2, Между полым штоком 4 и корпусом имеются манжеты 22.

Снаряд работает следующим образом, В контейнер 2 через нижний конец вводят пробку 17, отделяя полость, объем которой примерно равен обьему

1479617 отвердителя. Устапа стержень

18 из разрушаемого материала (дерева, цемента, стекла и т,п,) и вводят держатель 19 в прорезь 20. Контейнер опускают в устье скважины, под5 вешивают на хомуте, заполняют его полость основным компонентом тампонажной смеси, например синтетической смолой. При помощи стакана 6 перекрывают выходные отверстия, заполня- ют полости штока 4 и лопастного вала

3 вторым компонентом тампонажной смеси, например отвердителем, и устанавливают нагнетательный поршень

5 ° В контейнер вводят вал 3, соединяют корпус 1 с контейнером 2 и опускают снаряд в скважину на естественный или искусственный забой, установленный ниже зоны поглощения. При установке на забой (фиг. 2) выгнутый пружинный держатель 19 выпрямляется, его свободный конец врезается в стенку скважины, фиксируя контейнер от проворота,При выпрямлении дер-25 жателя 19 расположенный между ним и пробкой 17 стержень 18 разрушается, освобождая пробку 17. В это же время начинают подавать промывочную жидкость по колонне бурильных труб и вращать колонну. Под действием промывочной жидкости поршень 5 двигается вниз и вытесняет второй компонент смеси (отвердитель) в полость контейнера 2 через полый вал 3 и отверстия 15, открывая клапаны 16.

Вращающаяся колонна бурильных труб передает вращение на шток 4 и вал 3.

Поступающий через отверстия 5 второй компонент смеси при помощи лопастей 40 вала 3 перемешивается с основным компонентом. По мере поступления второго компонента пробка 17 будет перемещаться вниз, увеличивающаяся в объеме смесь компонентов также будет 45 постепенно перемещаться вниз, что обеспечит равномерное ее перемешивание. По мере движения вниз поршень

5 доходит до стакана 6 и сдвигает его, но продавочная жидкость еще не может проходить по каналам 9, так как они перекрыты вследствие прижатия распределителя 8 к уплотнителю 12.

Поршень 5 со стаканом 6 продолжают двигаться до упора в верхний торец вала 3, вытесняя отвердитель, Когда стакан 6 достигает упора в верхний торец вала 3, давление в системе выше поршня 5 резко повысится, что будет отмечено по манометру насоса на поверхности. Насос отключают, давление в системе падает. К этому времени перемешивание смеси заканчивают и вращение вала прекращают. Снаряд поднимают над забоем на высоту 2-3 м.

Во время подъема снаряда распределитель 8 перемещается в верхнее положение, а каналы 9 открываются (фиг, 3), Включают насос и начинают подавать продавочную жидкость, которая, выходя через каналы 9 распределителя 8, попадает в полость пакера 10, прижимая его к стенкам скважины и отделяя подпакерное пространство от остального ствола скважины.

Одновременно продавочная жидкость по каналам 13, открывая клапаны 14, поступает в полость контейнера 2, воздействует через приготовленную в ней смесь на пробку 17, которая воздействует своей выступающей частью на держатель 19, выводит его из прорези

20 и поворачивает на оси 21. Пробка

l7 выдавливается иэ контейнера 2 и падает на забой скважины (фиг. 4).

Продавочная жидкость выдавливает тампонажную смесь иэ контейнера 2 и задавливает ее в трещины поглощающего горизонта (интервала). Подачу продавочной жидкости прекращают, тампонажный снаряд поднимают на поверхность, промывают от остатков смеси и компонентов, извлекают поршень 5, стакан устанавливают в первоначальное положение. Тампонажный снаряд готов к повторному использованию, Следует только поставить новую пробку 17, Формула изобретения

Тампонажный снаряд, включающий корпус, контейнер с пробкой .в нижней части, основным компонентом и лопастным валом, полый шток с отвердите— лем и с верхними и нижними выходными отверстиями, связанный с лопастным валом и установленный с возможностью вращения и осевого перемещения относительно корпуса и контейнера и имеющий нагнетательный поршень, сдвигаемый стакан для перекрытия верхних выходных отверстий и распределитель, и клапаны для перекрытия нижних выходных отверстий, о т л и ч а ющ.и и с я тем, что, с целью повышения полноты перемешивания компонентов смеси и улучшения качества там14

У б

13 ф

Фиг.2

Составитель А.Кондратенков

Редактор 10.Ñåðåäà Техред M. Ходанич КорректорМ.Васильева

Заказ 2514/31 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 понирования, он снабжен пружинным держателем, гидравлическим накером, установленным на корпусе, и подшипником с уплотнителем, при этом в нижней части контейнера выполнена сквозная прорезь, в которой подвижно установлен один конец держателя, а дру.гой соединен со стенкой контейнера, пробка выполнена с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем и установлена в транспортном положении с упором разрушаемым стержнем в держатель и возможностью осевого перемещения до нижнего торца контейнера в положении при перемешивании компо796!7 6 нентов смеси, распределитель выполнен с каналами, гидравлически связан-. ными с верхними выходными отверсти5 ями, корпус в нижней части выполнен с внутренним опорным уступом и каналами с обратными клапанами со стороны полости контейнера, гидравлически связанными с подпакерной полостью и каналами распределителя в верхнем его положении, причем подшипник и уплотнитель установлены между внутренним опорным уступом корпуса и распределителем, а нижние выходные отверстия располагаются в лопастном валу, который выполнен полым.