Тампонажный снаряд

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з Е 21 В 33/132

" ГОСУДДРСТ8ЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ

Р1) ЮЬан/ОЗ .(22) 13 11.89 (46) 23.62.,92. Бюл, М 7 (71} Донецкий политехнический институт (72) 8.А. Русзнов, И,B. Равилов, А.А. КаракоЙв и В.И, Блинов

@3) а2 .2а.4аРез,i) . фе) Кудряаов 6.6; и др. Бурение скважин в оелфжнвнных условйях. — М.: Недра, 1987, с, 396-200.

Авторское свидетельство СССР

М t697777, кл. Е 21 8 33/132, 1983; (. фф Т ОНАжНЫЯ СНАРЯД (Вфйзобретение относится к бурение скважин. Цель изобретения — повышение произ. водйтельмости тампомажных работ. Снаряд

,; SU < 1714086 А1 содержит верхний переходник 1, к которому присоединен контейнер из двух коаксиальных труб 2 и 3. Во внутренней трубе 3 размещен поршень 4, а кольцевой полости между трубами 2 и 3 — кольцевой поршень

9. Поршень 4 жестко связан сп штоком 8 с несамотормозящей резьбой. Со штоком 8 с возможностью относительного вращения связана крыльчатка, выполненная в виде лопастного ножа Ф5 и установленная под поршнем 9 у нижнего торца грубы 3. В нижней части трубы 2 размещена пробка 20, а над ней под ножом 16- затирочный элемент 14, установленной с возможностью перевода в рабочее положение. В трубе 3 над поршнем

9 имеются окна t0. Поршень 4 выполнен с:

1714086

t седлом 6 под бросовый элемент 7 и с осевым каналом 5. гидравлически связанным с полостью трубы 2 над пробкой 20. Полость между трубами 2 и 3 заполняют пакетами с компонентами быстросхватывающейся смесью (БСС). Снаряд на бурильных трубах опускают в скважину. Включают буровой насос. Пробка 20 выдавливается в скважину, а элемент 14 переводится в рабочее положение. В скважину забрасывается элемент 7.

flop действием давления жидкости поршни

4 и 9 перемещаются вниз. Нож 15 вращается, взаимодействуя со штоком 8, и разрывает оболочки пакетов, перемещаемых вниз поршнем 9 . Элемент 14 затирает БСС в стенки скважины. 3 ил, 5

25 - ния, таким образом, затрат времени на одно тампонирование.

Изобретение относится к горному делу, в частности к изоляции зон поглощения промывочной жидкости в геологоразведочных скважинах, Известен тампонажный снаряд, состоящий иэ контейнера, башмака,в котором установлена пробка. В верхней части контейнера размещен поршень с отражателем и конусным долотом.

Контейнер тампонажного снаряда. заполняется пакетированной сухой быстросхватывающейся смесью (БСС) и снаряд на бурильных трубах опускается в зону тампонирования. При установке снаряда в зоне тампонирования по колонне бурильных труб подается промывочная жидкость. Поршень, двигаясь вниз, выдавливает пробку, которая расклинивается в скважине. После выдавливания из контейнера БСС поршень с конусным долотом и отражателем фиксируются в нижней части башмака. Пакеты, сухой БСС раэбуриваются конусным долотом и затираются в трещины и каналы ухода промывочной жидкости с помощью отражателя.

Недостатком известного тампонирования снаряда является низкая производительность тампонажных работ, поскольку операции по тампонированию осуществляются последовательно во времени: выдавливание БСС в зону тампонирования, а затем разбуривание пакетов и затирка БСС в стенки скважины. Это увеличивает затраты времени на тампонирование зоны поглощения.

Известен тампонажный снаряд, содержащий верхний переходник. контейнер в виде двух коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящейся резьбой, кольцевой поршень, окна. выполненные во внутренней трубе над кольцевым поршнем, пробку, установленную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, связанную со штоком..

Тампонажный снаряд, предварительно заполненный компонентами БСС, опускают на эаданнуютлубину в скважину на колонне бурильных труб. Затем в снаряд подают промывочную жидкость. flog давлением промывочной жидкости поршень вместе со штоком сдвигаются вниз, при этом винт получает вращение. Одновременно открывается доступ ускорителя схватывания в камеру с основным компонентом БСС. За счет вращения крыльчатки осуществляется смешивание компонентов БСС. После того, как поршень занимает нижнее положение, наружныйй корпус перемещается вверх. относительно штока. Таким образом производится выдавливание приготовленной БСС в скважину.

Недостатком известного устройства является низкая производительность тампонажных работ эа счет последовательного во времени выполнения операций по тампонированию: приготовление БСС, а затем выдавливание БСС в скважину.

Целью изобретения является повышение производительности тампонажных работ за счет совмещения во времени операций по тампонированию и сокращеЦель достигается тем, что тампонажный снаряд, включающий верхний переходник, контейнер в виде коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящейся резьбой, кольцевой поршень, окна выполненные во внутоенней трубе над кольцевым поршнем, пробку, размещенную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, установленную под кольцевым поршнем у нижней части внутренней трубы и связанную со штоком, снабжен эатирочным элементам, размещенным в нижней части наружной трубь| между крыльчаткой и пробкой с возможностью перевода в рабочее положение, крыльчатка выполнена в виде лопастного ножа, связанного со штоком с возможностью относительног;> вращения, причем последний жестко связан с поршнем, выполненным с седлом под бросовый элемент, и осевым каналом, гидравлически связанным с поло1714086 стью наружной трубы над пробкой, при этом кольцевой поршень установлен в межтрубной полости. 50

Выполнение крыльчатки в виде лопастного ножа, связанного со штоком с возмож ностью относительного вращения позволяет преобразовывать поступательное движение поршня и штока во враща- 55 тельное движение лопастного ножа, Это дает возможность одновременно вскрывать пакеты с сухой БСС и производить ее смешивание, что позволяет повысить производительность тампонажных работ. . Выполнение штока жестко связанным с поршнем, выполненным с седлом под бросовый элемент и осевым каналом, гидравлически связанным с полостью наружной трубы над пробкой, позволит выдавливать 5 пробку до начала движения поршня, затем после посадки в седло бросового элемента поршень, воспринимая давление промывочной жидкости и передавая усилие штоку, является приводом для вращения лопастно- 10 го ножа.

Известны снаряды, в которых кольцевой поршень установлен в межтрубной полости, например тампонажный снаряд с эластичным внутренним контейнером. 15

Однако в устройствах, предназначенных для доставки в скважину сухих БСС, выполнение подобных элементов неизвестно.

Такое размещение позволит осущест- 20 вить равномерную постоянную подачу пакетов с БСС в скважину, повышая качество тампонирования, что уменьшает вероятность необходимости повторного тампонирования, а следовательно, способствует 25 повышению производительности тампонажных работ.

На фиг. 1 и 2 изображен тампонажный снаряд; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1, Тампонажный снаряд состоит из верх- 30 него переходника 1, к которому присоединены наружная 2 и внутренняя 3 трубы контейнера, Во внутренней трубе 3 установлен поршень 4 с осевым каналом 5 и седлом .6 под бросовый элемент 7. С поршнем 4 35 жестко соединен шток 8.

Между наружной 2 и внутренней 3 трубами размещен кольцевой поршень 9. Во внутренней трубе 3 выполнены окна 10, К наружной трубе 2 присоединен нижний пе- 40 реходник 11 с отверстиями 12 и осевым каналом 13. На нижнем переходнике.11 закреплен эластичный затирочный элемент

14. Между нижним переходником 11 и внутренней трубой 3 установлен лопастной нож 45

16 с отверстиями 16, опирающийся на подвипниковый узел 17 и связанный со штоком

8 несамотормозящейся резьбой. К наружной трубе 2 посредством шплинта 18 присоединена втулка 19, в которой закреплена деревянная пробка 20 с усами 21. Затирочный элемент 14 установлен в втулке таким образом, что между ним и корпусом втулки

19 образованы каналы 22 (фиг. 2). Верхний переходник 1 выполнен с возможностью присоединения к бурильной колонне 23 (фиг. 1, 3).

Тампонажный снаряд работает следующим образом.

Перед началом работ пространство между трубами 2 и 3 ниже кольцевого поршня 9 заполняют пакетами с компонентами сухой БСС. После этого к верхнему переходнику 1 присоединяют бурильную колонну

23, и снаряд опускают в скважину, Ниже почвы поглощающего горизонта устанавливают пробку 20. Для этого от расположенного на поверхности бурового насоса по бурильной колонне 23 подают промывочную жидкость, которая через осевой канал верхнего переходника 1, осевой канал 5 поршня 4, полость внутренней трубы 3, отверстия 16 лопастного ножа l5, осевой канал 13 нижнего переходника 11 попадает в полость между пробкой 20 и нижним переходником 11 и оказывает давление íà верхнюю плоскость пробки 20, которая перемещается вниз совместно с жестко связанной с ней втулкой 19. Шплинт 18 срезается. После этого, без прекращения подачи промывочной жидкости снаряд приподнимают вверх. Пробка 20, зацепляясь усами 21 за стенки скважин, вместе со втулкой 19 остается на месте. Затирочный элемент 14 выходит из втулки 19 и распрямляется, соприкасаясь со стенками скважины. Таким образом, перевод затирочного элемента в рабочее положение производится одновременно с установкой пробки 20.

После этого по бурильной колонне 23 а тампонажный снаряд забрасывается бросовый элемент 7, который садится в седло 6 поршня 4, перекрывая осевой канал 5, Прекращенная на время забрасывания бросового элемента 7 подача промывочной жидкости возобновляется. Кроме того, тампонажный снаряд приводится во вращение с помощью бурового станка, расположенного на поверхности.

Под действием давления, создаваемого буровым насосом, поршень 4 перемещается вниз совместно со штоком 8, открывая окна

10 внутренней трубы 3. Лопастной нож 15, связанныйсо штоком 8 несамотормозящейся резьбой, вращается, опираясь на подшипниковый узел 17. Пои этом. пой угле подъема винтовой линии 30, диаметре што1114086 ка 20 мм и длине контейнера 4 м лопастной нож 15 делает 350-"400 оборотов, чего вполне достаточно для вскрытия пакетов с сухой

БСС. Скорость вращения лопастного ножа

15 определяется только параметрами резьбы и скоростью движения поршня и поддается регулировке.

Через окна 10 промывочная жидкость попадает в пространство между трубами 2 и

3 к оказывает давление на кольцевой поршень 9, который движется вниз, обеспечивая равномерную подачу пакетов БСС на лопастной нож 15. Пакеты взрезываются лопастным ножом 15, компоненты БСС перемешиваются и через отверстия 12 нижнего переходника 1 t попадают на лопасти эластичного затирочного элемента 14. Промывочная жидкость, находящаяся в скважине, является водой затворения для БСС, Вращэющимися лопастями затирочного элемента 14 БСС затирается в стенки скважины. 8 процессе тампонирования снаряд постепенно поднимают, осуществляя равномерную проработку всей зоны поглощения снизу-вверх. Ilo окончании работ . снаряд поднимается на поверхность, Снаряд. может быть использован для тампонироввния скважин как сухой пасетированной БСС. так и жидкой БСС с капсулированными компонентами.

Формула изобретения

Тампонажный снаряд, включающий

5 верхний переходник, контейнер в виде коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящей резьбой, кольцевой поршень, окна, выполненные во внутренней трубе над

10 кольцевым поршнем, пробку, размещенную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, установленную под кольцевым поршнем у нижней части внутренней трубы и связанную со штоком, отл ича ю щи йс я тем, 15 что, с целью повышения производительности тампонажных работ, он снабжен затирочным элементом, размещенным в нижней части наружной трубы между крыльчаткой и пробкой с возможностью перевода в рабо20 чее положение, крыльчатка выполнена в виде лопастного ножа, связанного со штоком, с возможностью относительного вращения, причем последний жестко связан с поршнем. выполненным с седлом под бросовой

25 элемент и осевым каналом, гидравлически связанным с полостью наружной трубы над пробкой, при этом кольцевой поршень установлен в межтрубной полости.

1714086

Составитель А.Кондратенко

Техред М.моргентал Корректор O.Кундрик

Редактор H.Ãóíüêî

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 669 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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