Тампонажный снаряд

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советскнк

Соцналнстнческнк ,Республик

<>968333 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11. 02. 81 (21) 3246025/22-03 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет (щм.кп.

E 21 В 33/134

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 622.245..43 (088.8) Опубликовано 231082. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

В.Е. Матвиенко, О.И. Калиниченко,В.А. Жагулии и О.В. Сиренко (71) Заявитель.Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СНАРЯД

1О

Изобретение относится к горной промыштенности, а точнее к нефтегазо добывающей, н может быть использовано в бурении при изоляции пластов.

Известен тампонажный снаряд, состоящий из контейнера, заполненного тампонажной смесью, над которой находится поршень, соединенный с колонной бурильных труб. В месте соединения с поршнем в колонне бурильных труб имеется отверстие. Снизу контейнер закрыт пробкой, удерживаемой двумя срезными штифтами.

Контейнер опускается на забой сква-15 жины, затем в колонну бурильных труб нагнетается промывочная жидкость.

Давление промывочной жидкости посредством отверстия в колонне бурильных труб передается на поршень и на верх- 2О нюю торцевую крышку контейнера. Так как поршень связан с колонной бурильных труб, то он остается на месте, а контейнер под действием силы давления, приложенной к верхней крышке, движется вверх, срезая штифты и освобождая нижнюю пробку. Тампонажная смесь выливается в скважину, заполняя трещины поглощающего горизонта.

Как только контейнер поднимается на такую высоту, что внутреннее пространство контейнера между верхней крышкой и поршнем получает сообщение со скважиной, давление, действующее на верхнюю крышку снизу, становится равньм давлению на зту крьыку сверху, т.е. прекращается действие силы давления, за счет которой происходил подъем, и контейнер останавливается.

Затем снаряд извлекается на повеРхность (1) .

Недостатки снаряда: низкое качество тампонирования, обусловленное отсутствием избыточного давления для нагнетания смеси в полости и трещины; значительные затраты времени на спуск и подъем снаряда, связанные с необходимостью сборки и разборки бурильной колонныт невозможность использования снаряда при тампонировании участка скважины, находящегося выше забоя в связи с отсутствием устройства для создания, искусственного забоя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тампонажный снаряд, содержащий корпус с пробками в верхней и нижней частях и тампонажным раствором между ними, и детанирующий шнур. Над уетьем скважины контейнер заполняется тампонаж968333 ной смесью, заряжается взрывная камера, шнур поджигается, и снаряд на тросе опускается в скважину на заданную глубину. В зоне поглощения снаряд останавливается и выдерживается в течение нескольких минут. За это время шнур догорает и вызывает вспышку порохового заряда, вследствие чего во взрывной камере резко повышается давление. Под давлением пороховых газов раздувается резиновая 10 оболочка пакерного устройства и закупоривает скважину выше зоны поглощения. Силой давления газов тампонажная

55 смесь в контейнере вместе с пробками опускается в распылитель до тех пор, 15 пока нажняя пробка не остановится на упоре, образованном направляющим конусом. После этого происходит опускание верхней пробки и задавливание смеси в поглощающий горизонт (2) .

Основным недостатком известного снаряда является низкое качество тампонирования, обусловленное поршневым эффектом. Поршневой эффект состоит в том, что при извлечении снаряда из зоны тампонирования его корпус, плотно прилегающий к стенкам скважины, служит поршнем, отсасывающим тампонажную смесь из поглощающего горизонта и вызывающим ее разжигание. Качество тампонирования ухудшается так- З0 же вследствие потери части тампонажной смеси из-за отсутствия нижней пакерной пробки. Недостатком снаряда является также низкая надежность обусловленная невозможностью предот- 35 вращения срабатывания снаряда в случае,. если состояние скважины не позволяет опустить снаряд до заданной глубины.

Целью изобретения является повы- 40 шение надежности работы устройства и качества тампонирования путем предотвращения эффекта поршиевания при извлечении снаряда.

Поставленная цель достигается тем, что снаряд снабжен дополнительной пробкой с электродетонатором, размещенной в средней части корпуса и связанной с нижней пробкой гибкой связью, и подпружиненным контактом, установленным в верхней части корпуса,50 детонирующий шнур связан одним концом с нижней пробкой, а другим — с электродетонатором, причем электродетонатор и верхняя пробка связаны с подпружиненным контактом.

На чертеже изображен снаряд, общий вид.

Снаряд имеет корпус 1 с пробками

2 и 3 в верхней и нижней частях, .между которыми расположена тампонажная смесь 4 и дополнительная пробка

5. В,пробку 5 вставлен электродетонатор 6, соединенный с детонирующим шнуром 7, проходящим внутри нижней части тампонажной смеси и закреплен- 65 ным снизу на уплотнительном диске 8

Пробка 5 соединена с уплотнительныа диском 8 двумя шнурами 9. Пробка 3 состоит из двух половин, разделенных пружиной 10, и закреплена в корпусе 1 при помощи двух срезных штифтов 11. Пробка. 2 связана посредством шнура 12 с подпружиненным контактом

13, расположенным в камере 14, заполненной маслом 15. В ка ре 14 расположен источник 16 тока с неподвижным контактом 17. Подпружиненный контакт 13 соединен гибким проводником 18 с электродетонатором 6 . Для предотвращения образования вакуума в корпусе 1 выполнено отверстие 19. Сна-ряд связан тросом 20 с лебедкой (не показана).

Снаряд работает следующим образом.

В снаряженном виде снаряд опускается, на тросе 20 в скважину. По достижении снарядом заданной глубины ему придается ускорение путем резкого торможения, либо снаряд останавливается в заданном месте, а затем резким рывком ему сообщается ускорение (рывок может быть вызван нанесением удара по тросу 20) . 3a счет возникающих инерционных сил происходит срезание штифтов ll пробка 3 выходит из корпуса 1 и силой сжатия пружины 10 расклинивается в скважине. Шнуры 9 воспринимают растягивающую нагрузку, тем самым детонирующий шнур 7 предохраняется от разрыва. Тампонажная смесь 4 выпивается из корпуса 1. Уплотнительный диск 8 препятствует протеканию смеси 4 через щель между половинками пробки 3. После придания снаряду ускорения корпуса 1 поднимают и по фиксируемому на поверхности изменению веса делают вывод о срабатывании снаряда. При извлечении корпуса 1 выпрямляется проводник 18 и шнур 12. Посредством отверстия 19 происходит выравнивание давления внутри корпуса 1 и снаружи. По достижении снарядом такого положения, что пробка 2 вышла из корпуса 1, шнур

12 вытягивается на всю длину, под действием веса пробки 2 контакт 13 прижимается к неподвижному контакту 17 °

Тем самым замыкается электрическая цепь, образованная источником 16 тока, корпусом .1, электродетонатором 6, проводником 18 и парой контактов 13 и 17. Срабатывает электродетонатор

6 и подрывает детонирующий шнур 7 °

Взрыв происходит в среде тампонажной смеси, излившейся из корпуса 1, поэтому давление резко повышается, достигая у стенок скважины 3000 атм.

Верхняя часть тампонажной смеси 4 служит для создания противодавления при отсутствии жидкости в скважине.

3а счет высокого давления происходит забивание смеси в неплотности стенок

968333

Формула изобретения

17

Т2

1Ф

5

f1 скважины . Затем снаряд извлекается на поверхность.

Проведение качественного тампонирования с большей. надежностью обеспечит экономию средств, составляющую

150 руб.на ликвидацию одного поглощения.

Тампонажный снаряд, содержащий корпус с пробками в верхней и нижней частях и тампонажным раствором между ними и детонирующий шнур, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе и качества цементирования путем предотвращения эффекта поршневания при извлечении снаряда, он снабжен дополнительной пробкой с электродетонатором, размещенной в средней части корпуса и связанной с нижней пробкой гибкой евязью, и подпружиненным контактом, установленным в верхней части корпуса, детонирующий шнур связан одним концом с нижней пробкой, а другим - с электродетонатором, причем электродетонатор и верхняя пробка связаны с подпружиненным контактом.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тян П.М. Предупреждение и ликвидация поглощений при геологоразведочном бурении. М., Недра, 1980, j5 с. 137 °

2. Рафиенко И.И. Эффективные методы ликвидации поглощений промывочной жидкости при бурении. М. „ Недра, 1967, с. 146.

ВЬИИПИ Заказ 8069/53

Тираж 623 ПодПисное

;Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4