Устройство для создания разобщающего моста в скважинах Советский патент 1983 года по МПК E21B33/134 

00

а ф Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к устройствам для создания- в них разо.бщающих мостов, Известно устройство для создаНИН разобщающего моста в скважинах, включающее трубчатый корпус, в котором размещен запирающий механизм с разрушаемым стопорным элементом. Для удержания уплотнительного материала служит воронка, раскрываемая с помощью стопорных рычагов, размещ ных на корпусе-Ll J. Недостатком устройства является - невысокая надежность разобщения пла тов из-за наличия в нем запирающего поршня с резиновым уплотнением, которое в агрессивных средах быстро выходит из строя, нарушая гёрметич ность моста. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому -являетря устройство для создания разобщающего моста в скважинах, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем горючим материалом, воспламенителем горючего материала, и опорный узел для удержа,ния продуктов горения С2 3. . Недостатком устройства является возможность смешивания продуктов расплава со шлаками горения, что да ет .неоднородную структуру моста и снижает его прочность и герметичность., Целью изобретения является увели чение несущей и герметизирующей способности моста путем обеспечения возможности разделения продуктов горения. Поставленная цель достигается тем, что устройство Для создания разобщающего моста в скважинах, спу каемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем горю чим материалом, воспламенителем го рючего материала и опорный узел для удержания продуктов горения, снабжено дифференциальным.поршнем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированньдм относительно корпуса, причем поршень о разует с корпусом надпоршневую полость, сообщающуюся в рабочем положении устройства с полостью скважины, и подпоршневую камеру, имеющая объем в крайнем нижнем положении поршня менее объема шлаков, образующихся при горении. На чертеже показано устройство, общий вид. Устройство Состоит из корпуса 1 с отверстиями 2,,перекрытыми пробками 3. Внутри корпуса помещен горючий материал 4 (например, термитный состав) с воспламенителя ми 5. На нижнем торце корпуса имеется опорный, узел для удержание продуктов горения. Этот узел включает в себя втулку-накладку б с проточками 7. Над горючим материалом установлен дифференциальный поршень 8 с резиновыми уплотнениями 9 и канавкой Ю. Над поршнем 8 расположена крышка 11 образующая с корпусом 1 и поршнем 8 над- . пораневую полость 12, в которой размещена диафрагма 13 и электродетонатор. Крышка 11 закреплена на корпусе с помощью срезных элементов 14 и имеет на внутренней поверхности кольцевую проточку. 15. Корпус против проточки выполнен с верхним рядом радиальных отверстий 16, в которых размещены упорные шары 17, заходящие в кольцевую проточку 15 и препятствующие относительному перемещению крышки и ifopnyca. Корпус имеет нижний ряд радиальных отверстий 18, в которых размещены упорные шары 19, заходящие в канавку 10-и препятствующие относительному перемещению поршня и корпуса. Поршень с корпусом образует также подпоршневую камеру, которая в крайнем нижнем положении поршня имеет объем не менее объема образующихся при горении шлаков. Этот объем может быть отмерен, например, с.помощью уступа 20. Наружный диаметр втулки-накладки 6 больше диаметра корпуса обсадной колонны, для которой подготавливается устройство. Наружную поверхность втулки-накладки обтачивают настолько, чтобы ее диаметр был на- 9-12 мм меньше внутреннего диаметра колонны. Устройство работает следующим образом. При подаче первого электрического импульса срабатывают воспламенители 5, от которых загорается горючий материал 4 (термитный состав). Через 40-70 с расплавленное чистое железо с температурой более 2000с, образовавшееся после сгорания термитного состава, отделяется от шлака, который всплывает над ним. После подачи второго ,импульса тока другой полярности срабатывает электродетонатор в надпоршневой полости 12. От воздействия продуктов взрыва срезаются элементы 14, крышка 11 сдвигается вверх, освободив упорные шары 19 от стопорения. Так как поршень 8 во время спуска устройства в скважину все время находится под воздействием гидростатического давления, то он начнет вдвигаться в корпус и вытолкнет упорные шары 19 из гнезд 18 в скважину. Двигаясь вниз, поршень 8 вытесняет через отверстия 2 чистое железо в зазор между втулкой-накладкой 6 и стеннами обсадной колонны и в проточки 7. Соприкосновение со стенками обсадной колонны и промывочной жид костью обеспечивает быстрый процесс охлаждения и затвердевания железа. Корпус 1, втулка-накладка 6 и обсадная колонна свариваются между собой. Ход поршня рассчитан так,;что он вытесняет только чистое железо, а шлак остается в подпоршневой камере. При этом верхний торец поршня становится ниже р диальных отвердтий 16 с шарами 17 Крьшка 11 освобождается от стопоре ния. При натяжении кабеля крышка 11выталкивает шары в корпус.Устройство остается в скважине. Если по какой-либо причине после срабатБшания средства воспламенения термитный состав не сгорит (останется в твердом состоянии), то после подрыва заряда в камере 12поршень 8 становится на него, продолжая перекрывать гнезда 18 с шарами 19. Таким образом, не про ходит отцепления крьЗшки 11, соединенной с кабелем, от устройства, и оно поднимается на поверхность. Для предотвргидения внутренней поверхности корпуса 1 и пробок 3 от расплавления зазор между терминым составом и стенками корпуса, а также отверстия могут быть з полнены огнеупорной футеровкой. Наиболее удобным для настоящих работ является алюминиевый термит который состоит из металлического алюминия в форме- грубозернистого по рошка или крупы, обычно величиной зерна около 1 мм и из железной окалины Примерно р той же величиной зерна. Термит сгорает за 20-30 с. Горение термита проходит по реакцииЗБ 04 + 8АЕ 4АБ„0,„ 9 Ре « + 800 ккал i о 76% 24% 45% 55% При сгорании термита создается температура около 3000°С. Для увеличения скорости сгорания термита он может быть спрессован под давлением 30-70 МПа. Для предохранения деталей корпуса от расплавления можно использовать огнеупорную футеровку, например магнезитовую, толщиной не менее 3 мм. Толщина деталей корпуса устройства должна быть не менее 11 мм. Использование предлагаемого устройства позволит .значительно снизить объем дорогостоящих работ при создании разобщающих мостов особенно в эксплуатационных скважинах с агрессивными средами. При этом исключается необходимость повторной установки моста из-за их нарушения в агрессивных средах. Устранение 1500 повторных операций в год за счет внедрения предлагаемой конструкции устройства позволит получить годовой эконог-шческий эффект 210 тыс.руб. (при стоимости одной повторной операции по установке серийного разобщающего моста 140 руб.)

12

11

13

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ рАзоБЩгующЕго МОСТА в СКВАХ ИНАХ, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем ;горючим материалом, воспламенителем горючего материала и опорный узел для удержания продуктов горения, отличающееся тем, что, с целью увеличения несущей и герметизирующей, способности моста путем обеспечения возможности, разделения продуктов горения, оно снабжено дифференциальным по минем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированным относительно корпуса, причем поршень образует с корпусом надпоряаневую полость, сообщающуюся в рабочем положении устройства с полостью скважины, и подпорвяневую камеру, имеющую Объем в крайнем нижнем положении поршня не менее объема шлаков, (Л образующихся при горении.