Тампонажное устройство

 

Изобретение относится к области бурения скважин. Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ при бурении снарядами со съемным керноприемником и при использовании непакетированного тампонажного материала. Устройство содержит узел фиксации контейнера (УФ), полый шток 4 с фиксатором 6 поршня, контейнер (К) 7 ч с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко связан с УФ и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. К 7 в верхней части подпружинен относительно УФ и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора 6. Поршень 15 имеет осевой проходной канал с верхним и нижним клапанами и радиальные отверстия с подпружиненными пальцами. Нижняя часть 10 К 1 имеет на внутренней поверхности конусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное днище 14. На наружной поверхности поршень 15 имеет на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной конической поверхностью ответной конусности сужения. Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобождая фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают. Поршень 15 идет вниз после включения бурового насоса и выдавливает смесь 8 из К 7. В части 10 кольцо упирается в сужение и сдвигается, освобождая пальцы, которые входят в проточку и открывают клапан. Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине, задавливая тампонажный материал в трещины. 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИН (д) 4 Е 21 В 33/132 ЩК31И

У ЦЩ Пл 1ЧЮ а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ю

Z$

54

Фиа. 7

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 4347706/24-03 (22) 02.11.87 (46) 30.1.2.89. Бюл. У 48 (71} Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова (72) Н.И.Николаев и А.И.Ищенко (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1043109, кл. Е 21 В 33/13, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1461867, кл. Е 21 В 33/132, 1987.

2 (54 } ТАИПОНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО (57} Ивобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ при буреяии снарядамн со сьемным керноприемником и при использовании непакетированиого тамаонажного мате- риала. Устройство содержит узел фиксации контейнера (УФ), полный шток

4 с фиксатором 6 поршня, контейнер

1532685

30 (К) 7 с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко связан с Уф и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. K 7 в верхней части подпружинеи относительно

УФ и установлен с возможностью огра1 ниченного осевого перемещения для

;освобождения фиксатора 6. Поршень 15 имеет осевой проходной канал с верх ним и нижним клапанами и радиальные отверстия с подпружиненными пальцамн.

Нижняя часть 10 К 1 имеет на внутрен ней поверхности ковусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотни тельную манжету 13 на наружиой по верхности и среэное днище 14» Ба на,ружной поверхности поршень 15 имеет

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к геологораэведочкому бурению, и предназиаче- 25 но для оперативного проведения изоляционных работ в скважинах, проходимьпс с использованием бурового сна.ряда со сьемяым керноприемником (сск).

Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ при бурении снарядами со съемным керноприемником и при использовании. непакетироваииого тампонажного материала, На фиг.1 представлено тампонажное устройство, общий вид, иа фиг.2 — положение поршня в верхней части кон- 4О тейкера при спуске устройства внутри колонны бурильных труб; на фиг.3нижняя часть устройства в рабочем положении.

Устройство включает в себя узел 45 фиксации контейнера, состоящий из корпуса 1, плашек 2 и конусиой головки 3, жестко связанный с кориусои 1 полый шток 4 с пружиной сжатия 5, фиксатором 6 поршня, контейнер 7 с 5О сухой быстросхватывающейся смесью 8, имеющий упор своей верхней частью

9 через пружину 5 на узел фиксации, а на нижней части 1Î - конусное сужение 11, под ним кольцевую проточку 12 на внутренней поверхности, уплотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное герметичное днище 14 на-торце, поршень 15 в верхна уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной кониI ческой поверхностью ответной конусности сужения, Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобождая фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают.

Поршень 15 идет вниз после включения бурового насоса и выдавливает смесь

8 из К 7. В части 10 кольцо упирается в сужение и сдвигается, освобождая пальцы, которые входят в проточку и открывают клапан. Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине, задавливая тампонажный материал в трещины. 3 ил. ией части контейнера 7 с кольцевойпроточкой 16, шариковым верхним клапаном 17,подпружиненными пальцами 18 в радиальных отверстиях, тарельчатым нижним клапаном 19, уплотнительной манжетой 20, осевым проходным каналом 21, кольцом 22 с пружиной 23 на

его наружной поверхности на уровне радиальных отверстий. Клапаны 17 и

19 расположены в осевом канале 21,.

Кольцо 22 имеет наружную коинческую поверхность с конусностью, ответной конусности сужения 11.

Контейнер 1 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора поршня, через который полый шток 4 взаимодействует с поршнем 15.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении геологического осложнения (например, поглощения очистного агента) бурение скважины прекращают, приподнимают буровую колонну 24 над забоем и извлекают сьемиый кернояриемник.

Перед спуском в скважину собирают устройство следующим образом.

В верхнюю часть 9. контейнера 7, сочлененного с корпусом 1 узла фиксации посредством полого штока 4 и пружины 5, помещают поршень 15 и соединяют его с полым штоком 4 посредством фиксатора 6 и кольцевой проточки 16. При этом подпружиненные пальцы f8 закрывают шариковый клапан

17 и удерживаются внутри поршня 15

Тампонажное устройство, включающее контейнер с размещенными в нем сухой быстросхввтывающейся смесью и поршнем

5О в верхней частя с оеевым проходным каналом с верхннм и нижем клапанами и радиальными отверстиями с подпружиненными авльщаии, срезное днище, уе" тановленное в кйжкей части контейне55 ра, которая выполнена с внутренней кольцевой проточкой и конической внутренней поверхностью, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

5 !5 сдвижным конусным кольцом 22 и пружиной 23. Присоединяют нижнюю часть

10 с уплотнительной манжетой 13. 3атем со стороны нижней части 10 в контейнер 7 помещают сухую ненакетированную гранулированную быстросхватывающуюся смесь 8 и запирают контейнер герметичным срезным днищем 14.

Собранное таким образом устройство опускают в колонну 24 бурильных труб.

Для ускорения доставки устройства к буровой коронке 25 включают буро-. вой насос и прокачивают воду по трубам.

При движении устройства по колонне бурильных труб герметизация контейнера 7 со стороны верхней части

9 осуществляется уплотнительной манжетой 20 и шариковым клапаном 17, а со стороны нижней части 10 — герметичным днищем 14.

Уплотнение сухой быстрбсхватывающейся смеси 8 внутри контейнера

7 вследствие движения поршня 15 вниз под воздействием гидростатического давления скважинной воды предотвращается зацеплением фиксатора 6 с кольцевой проточкой-16 поршня 15.

В момент достижения устройством буровой коронки 25 уплотнительная манжета 13 перекрывает кольцевой канал между нижней секцией 10 и внутренней поверхностью коронки 25, вызывая рост давления на манометре бурового насоса.

После этого выключают насос и опускают с вращением буровой снаряд на забой скважины. При этом происходит освобождение нижней части 10 от герметичного срезного днища 14 и перемещения контейнера 7 вверх относи.— тельно полого штока 4, сжатие пружины 5, фиксация плашек 2 внутри колонны 24 и вывод кольцевой проточки 16 поршня 15 из зацепления с фиксатором

6. Затеи приподнимают буровую колонну 24 над зоной осложнения, включают буровой насос, при этом освобожденный поршень 15 под действием потока воды перемещается в нижнюю часть контейнера 7, вьдавливая из него быстросхватывающуюся смесь 8 в полость скважины, которая, соединяясь со скважинкой водой, образует вязко-пластичную быстросхватывающуюся тампонажную суспензию, заполняющую зону осложнения. При подъеме буровой колонны 24

32685 6 от забоя контейнер 7 под действием пружины 5 прижимает уплотнительную манжету 13 к буровой коронке 25. Поршень 15, достигнув конусного сужения

11 нижней части 10, упирается в него лодпружиненным сдвижным коническим кольцом 22 и продолжает движение вниз, сжимая пружину 23, При этом освобождаются подпружиненные пальцы

18 и входят в кольцевую проточку 12 на внутренней поверхности нижней части 10. В этот момент открывается шариковый клапан 17 и вода, проходя через полый шток 4, внутреннюю полость контейнера 7, осевой канал 21 поршня, шариковый клапан 17, тарельчатый клапан 19, дросселируется в скважину.

Падение давления в нагнетательной

20 системе свидетельствует о фиксации поршня в рабочем положении.

Выключают буровой насос и перемещением с вращением буровой колонны

24 вниз по скважине до забоя создают

25 избыточное давление на тампонажный материал, под воздействием которого он заполняет поры и трещины изолируемого интервала скважины. При этом тарельчатый клапан 19 и уплотнитель30 ная манжета 13 препятствует проникновению тампонажного материала в полость,контейнера 7 и s кольцевое пространство между контейнером и буровой колонной.

По окончании процесса тампонирования через буровую колонну 24 на тросе опускают овершот, который захватывает конусную головку 3. При натяжении троса плашки 2 выходят as зацепления

4О с внутренней поверхностью буровой колонны и устройство извлекается из скважины. Осуществляется. спуск съемного керноприемника и процесс бурения возобновляется.

45!

Формула изобретения повышения эффективности изоляционных и

1f

gb

ZZ

1f

f 7

fg

Составитель А.Коидратенков

Техред g,яндык Корректор Л,Патай

Редактор И.Недолуженко

Заказ 8078/41 Тираж 514 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.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

1532685 8 фабот при бурении снарядами со съем-,поверхность нижней части контейнера дым керноприемником и при использова- расположена выше кольцевой проточКии непакетированного тампонажного ки, поршень имеет на наружной поИатериала, оно снабжено узлом фикса- верхности на уровне радиальных от5 ции контеинера, полым штоком с раз- верстий подпружиненное кольцо, наМещениым s нем фиксатором поршня и ружная поверхность которого выполнеуплотнительной манжетой, установлен- на конической, ответной конической ой на наружной поверхности нижней поверхности нижней части контейнера, астй контейнера, причем полый шток 10 а последний подпружинен в верхней одной стороны жестко связан с уз- части относительно его узла фиксации ом фиксации контейнера, а с другой и установлен с возможностью ограниустаиовлен с возможностью взаимодей- чекного осевого перемещения для ос» ствия с поршнем, при зтом коническая вобождения фиксатора поршня,