Устройство для разобщения пластов в скважине

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.04.80 (21) 2905394/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

E 21 В 33/13

Гесударстееиимй комитет

СССР (53) УДК 622.245..42 (088.8) по делам изобретений и QTKpbtTHH

Опубликовано 15.0! .82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 25.01.82 (72) Автор изобретения

А М. Жуков

Всесоюзный научно-исследовательс методики и техники раз (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ

В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для разобщения пластов в скважине, проходимой с применением снарядов со съемными керноприемниками.

Известно устройство для разобщения пластов в скважине, включающее корпус, емкость с тампонирующим составом, размещенный ниже нее эластичный баллон и генератор давления (1).

Известное устройство характеризуется сложностью изготовления, необходимостью в дополнительном наземном оборудовании, а также невозможностью применения в скважинах малого диаметра, особенно при бурении снарядами со съемными керноприемниками.

Наиболее близким к изобретению является устройство для разобщения пластов в скважине, включающее кожух и размещенный в нем эластичный элемент (2).

Недостатком этого устройства является то, что основой уплотняющего узла является резиновый цилиндр, наружный диаметр которого в свободном состоянии больше диаметра скважины. Для спуска в скважину его запрессовывают в металлический кожух, где он находится в сжатом состоянии и затем выдавливают в скважину давлением пороховых газов. Надежность работы предварительно сжатого уплотняющего элемента в большой мере зависит от качества резины и изготовления. Эксплуатация подобных систем в условиях бурения разведочных скважин на твердые полезные ископаемые связана со значительными трудностями организационного порядка, связанными с отсутствием сложного запрессовочного оборудования или принадлежностей для буровзрывных работ.

Применение таких средств для оперативного разобщения скважин, бурящихся сна рядами со съемными керноприемниками (без подъема бурильной колонны), невозможно также по причине технического порядка, так как резиновый элемент может уменьшаться при сжатии в диаметре на 46О/р, а в конкретных скважинах он должен уменьшаться в диаметре на 60О/z, что приведет к необратимым деформациям резины и ее

20 расслаиванию.

Цель изобретения — повышение надежности разобщения пластов при бурении колонковым снарядом с кольцевым упором

898044

3 на внутренней поверхности за счет увеличения деформирующей способности эластичного элемента, а также повышения надежности герметизации полости эластичного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено кольцевым стопорным элементом, установленным в верхней части кожуха на его внешней поверхности, а эластичный элемент выполнен с полостью, которая заполнена под давлением твердеющим тампонажным материалом, причем кожух выполнен с каналом в верхней части, сообщающим полость кожуха над эластичным элементом с внешним пространством, а диаметр кольцевого стопорного элемента больше диаметра проходного отверстия колонкового снаряда в сечении кольцевого 15 упора, а также тем, что устройство снабжено установленным в нижней части эластичного элемента обратным клапаном с запорным элементом, выполненным из материала, плотность которого отлична от плот20 ности тампонажного материала в жидком состоянии.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, транспортное положение; на фиг. 2то же, установленное в скважине. 25

Устройство содержит эластичный элемент

1 с полостью 2, каналом 3, снабженным клапаном 4 и бандажным кольцом 5, помещенным в транспортный кожух 6. При этом полость 2 заполнена под давлением твердеющим тампонажным материалом 7, плотность которого ниже плотности клапана 4 (фиг. 1). Кожух 6 находится (на фиг. 1) в наружной колонковой трубе 8. Кожух 6 находится (на фиг. 1) в наружной колонковой трубе 8. Кожух 6.и наружная колонковая труба 8 снабжены кольцевыми стопорными элементами 9 и. 10, соответственно выполненными с возможностью перекрытия поперечного сечения наружной колонковой трубы 8 в месте контакта элементов 9 и 10 (т. е. диаметр элемента 10 больше диаметра проходного отверстия в элементе 9). Выше эластичного элемента и ниже его пространство заполнено промывочной жидкостью 11.

Эластичный элемент 1 вне кожуха 6 занимает положение в скважине 12 с перекрытием ее поперечного сечения (фиг. 2).

В кожухе 6 выполнен канал 13 для сообщения его полости с внешним пространством.

Плотность клапана 4 отлична от плотности тампонажного . материала 7.

$0

Устройство работает следующим образом.

До опускания в скважину на устье пустой эластичный элемент 1 помещают в транс портный кожух 6, при этом элемент далее заполняют под давлением тампонажным материалом 7, опускают в колонну труб (не показана), например, на тросе, и транс4 портируют до наружной колонковой трубы 8 (фиг. 1), из которой заранее извлечен керноприемник (не показан). В наружной колонковой трубе 8 кожух 6 стопорным элементом 9 садится на стопорный элемент 10 труб 8. При этом поперечное сечение трубы 8 перекрывается кожухом 6 с элементом 1 и элементами 9 и 10. Затем осуществляют подачу промывочной жидкости 11 по колонне (не показана), давлением которой выталкивают эластичный элемента 1 с тампонажным материалом 7 из кожуха 6 в скважину 12 (фиг. 2), в которой вытолкнутый из более узкого кожуха 6 эластичный элемент 1, заполненный под давлением тампонажной жидкостью, занимает вместе с ней наименьший для жидкости объем в форме шара, расширяя при этом эластичный элемент. Расширяясь в скважине 12, эластичный элемент 1 перекрывает ствол скважины 12.

При транспортировке эластичного элемента 1 с тампонам ным материалом 7 клапан 4 всегда закрывает канал 6 вследствие того, что его плотность отлична от плотности тампонажного материала. От продавливания в канал 6 клапанный шар 4 удерживает бандажное кольцо 5. Если эластичный элемент опускают с расположением канала в верхней его части, то в этом случае плотность клапана должна быть ниже плотности тампонажного материала.

После установки в скважине 12 элемента 1 тампонажный материал 7 через заданный промежуток времени затвердевает, образуя разобщающий мост.

Таким образом, предлагаемый способ исключает применение специального наземного оборудования канала связи (электрокабель), взрывчатых веществ, специального обслуживающего персонала и др.. Кроме того, операция по разобщению скважины предлагаемым способом проводится силами буровой бригады без использования дополнительного наземного оборудования, причем снижение затрат на разобщение пластов по сравнению с использованием средств по известному способу составляет 200/р.

Формула изобретения

l. Устройство для разобщения пластов в скважине, включающее кожух и размещенный в нем эластичный элемент, отличаюи1аася тем, что, с целью повышения надежности разобщения пластов при бурении колонковым снарядом с кольцевым упором на внутренней поверхности за счет увеличения деформирующей способности эластичного элемента, оно снабжено кольцевым стопорным элементом, установленным в верхней части кожуха на его внешней поверхности, а эластичный элемент выполнен

898044

Составитель В. Гришанов

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Ромжа

Заказ 1906/46 с полостью, которая заполнена под давлением твердеющим тампонажным материалом, причем кожух выполнен с каналом в верхней части, сообщающим полость кожуха над эластичным элементом с внешним пространством, а диаметр кольцевого стопорного элемента больше диаметра проходного отверстия колонкового снаряда в сечении кольцевого упора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности герметизации полости эластичного элемента, оно снабжено установленным в нижней части эластичного элемента обратным клапаном с запорным элементом, выполненным из материала, плотность которого отлична от плотности тампонажного материала в жидком состоянии.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Лещев Д. А. Разделительный тампонаж в скважичах, М., Гостоптехиздат, 1963, с.М вЂ” 35.

2. Волокитенков А. А. и др. Установка

10 искусственных забоев и раделительных мостов в буровых скважинах. М., «Недра», 1965, с. 22 — 24 (прототип).