Тампонажное устройство Советский патент 1985 года по МПК E21B27/02 

1 Изобретение относится к горной промьшшенности, а точнее нефтегазодобывающей проьФшшенности, и может быть использовано в капитальном ремонте скважины и в технологических операциях по повышению нефтеотдачи пластов для установки в стволе сква жины пробок, отсекающих клапанов и других с использованием эластичных перекрывающих элементов и твердеющего материала. Известно тампонажное устройство содержащее желонку, для цементного раствора с эластичной запорной проб кой, полый шток. Рабочий орган снаряда представляет собой две заполненные воздухом камеры, разделенные поршнем, который соединен с полым штоком с помощью вала, а шток - с упругой пробкой. Включающий механизм ударного типа -имеет разруаающуто гильзу и наковальню. Снаряд- опускают в скважину на тросе. После спуска снаряда на требуемую глубину вскважину опускают груз, который ударяет по наковальне и разрушает гильзуi открывая канал в. полость воздушных камер. Под действием гидростатического давления поршень создает усилие на зорную проб ку, передаваемое валом и штоком, выдавливает ее в скважину, а цемент нь1Й раствор сливается на пробку из желонки m . Однако срабатывание и работа устройства не надежны и не контроли руются, что снижает эффективность его применения. Устройство имеет, также малую вместимость снаряда при больших габаритах конструкции,тольк одна треть всего объема устройства и пользуется под тампонажный материал а остальные 2/3 объема составляют воздушные камеры. При этом невозмож но установить мосты в скважинах, где диаметр ствола намного больше диаметра самого устройства, так ка конструктивно не предусмотрена в снаряде врзможность доставки в скв жину пробок больших диаметров. Кроме того, вследствие больших размеров конструкция не надежна в работ Наиболее близким к изобретению является тампонажное устройство, спускаемое на каротажном кабеле, состоящее из верхнего и нижнего цилиндров, телескопически связанных 82 один с другим, поршня с осевым Каналом, перекрытым элект1 омеханическим каналом и штоком, размещенным концентрично нижнему цилиндру, воздушной камеры и резиной пробки, перекрывающей нижнюю часть нижнего цилиндра 2J . Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции. Цель изобретения - упрощение конструкции, а также повышение надежности работы устройства за счет герметичной установки резиновой пробки. Поставленная; цель достигается тем, что в тампонажном устройстве, спускаемом на каротажном кабеле, состоящем из верхнего и нижнего цилиндров, телескопически связанных один с другим, поршня с осевым каналом, перекрытым электромеханическим ,клапаном и штоком, размещенным кон- центрично нижнему цилиндру, воздуш- ной камеры и резиновой пробки, перекрывающей нижнюю часть нижнего цилиндра, поршень размещен в нижней части верхнего цШтиндра, шток выполнен полым, жестко связан в нижней части с нижним цилиндром и заполнен тампонажным материалом, при этом воз- душая камера размещена между нижним цилиндром и Полым штоком, а верхний цилиндр в нерабочем положении зафиксирован относительно нижнего цилиндра средним элементом и заполнен тампонажным материалом. Кроме того, устройство снабжено сменным хвостовиком под упругую резиновую пробку. На фиг.1 показано устройство, обший вид; на фиг.2 - схема работы устройства. Устройство состоит из телескопически связанных один с другим верхнего 1 и нижнего 2 цилиндров, герметично соединенных между собой самоуплотняющими манжетами 3, жестко связанными с нижней частью нижнего цилиндра 2 полого штока Д. Полый шток 4 обр азует с нижним цилиндром 2 воздушную камеру А, в которой давление равно атмосферному. Полость В полого штока 4 заполнена тампонажным материалом. В нижней части верхнего цилиндра 1 размещен поршень 5 с осевым каналом, перекрытым электромеханическим клапаном 7 с седлом 8, отделяющим-полость В штока 4 от полости В высокого давле-,

ния, образованной в верхнем хщлинд- ре 1. Электромеханический клапан 7 соединен с приводом кабеля 9 командного аппарата, расположенного на устье скважины, составляет цепь уп- равлений устройством. Устройство состоит также из хвостовика 10, представляющего собой полый коиус, на который запрессовывается резиновая пробка 11 расчетного размера для перекрытия скважины, обратного кла-; пана 12, поддерживающего давление в полости Б, равное давлению скважин для облегчения условия работы клапана 7, срезного элемента 13 нижнего цилиндра 2, дифференциального клапана 14, переводника 15, соединенно- го с .ом 16.

Перед спуском устройство заряжают. Хвостовик 10 заранее запрессрванной упругой резиновой пробкой 11 заворачивают на цилиндр. Диаметр

пробки 1 1 должен быть Фцр Ф5ц + 10 мм, где j.g - внутренний диаметр скважины.

Высота пробки ,2 Ф.Полости Б и В заполняются тампонажной смесью, клапан 7 закрывается. Устройство соединяется с каротажным кабелем и с помощью лебедки спускают до интервала установки моста.

Устройство работает следующим образом.

По мере спуска устройства на него действует давление, величина которого .равна .h, гдеЦ - удельный вес скважинйой жидкости, Ь - глубина спуска устройства.

Осевое сжимающее .усилие, величина которого равна Р ЬРми где - наружный диаметр цилиндра 1, за счет наличия воздушной камеры А передается через полый шток и поршень на тампонажную смесь и создает давление в полости В, равное

1

р ftpib.ll.

й Т

.PlBH

где Pg - давление в полости В;

D - внутренний диаметр цилинд1оп

pal. По величине Pg всегда больше л Р,

2

так как - i. «н

Так как тампонажная смесь не сжимаемая, то цилиндры I и 2 остаются на месте. При достижении интервала установки моста по каротажному кабелю подается электрический ток на привод электромеханического клапа- на 7, который сообщает полости В и

Тампонажная смесь, находящаяся в полости В перетекает в полость Б, где давление равно Р, создает давление, равное PgJ которое выталкивает упругую резиновую пробку 11, а за ним выдавливается тампонажная смесь. Точность установки моста равна точности замера длины каротажного кабеля и может быть обеспечена до нескольких сантиметров. При выранивании давления в полости В с гидростатическим давлением скважины дифференциальный клапан-открывается в процессе подъема устройства полости Б и Б пpo в Iвaютcя,

Устройство позволяет п6 сравнению с известным сэкойомитъ расход тампонажного материала за счет исключения перемешивания его со скважинной жидкостью, позволяет применять в составе тампонажной смеси материалы с высокими адгезиоиными свойствами, позволяет установить резиновую пробку в стволе скважины диаметром намного больше, диаметр самого устройства, увеличивается объем спускаемой тампоиажной смеси за один рейс при уменьшении габаритов самого устройст-ва, что сокращает количество спуско-подъемов, повьшена надежность работы устройства за счет упрощений конструкции.

{. ТАШОНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО, спускаемое на каротажном кабале, состоящее из верхнего и нижнего цилиндров, телескопически связанных один с другим, по1)шня с осевым каналом, перекрытым электромеханическим клапаном и штоком, размещенным концентрично нижнему цилиндру, воздушной камеры и резиновой пробки, перекрывающей нижнюю часть нижнего цилиндра, о т л и чающее с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, поршень размещен в нижней части верхнего цилиндра, шток выполнен полы;, жестко связан в нижней части с нижним цилиндром и заполнен тампонажным материалом, при этом воздушная камера размещена между нижним цилиндром и полым штоком, а верхний цилиндр в нерабочем положении зафискирован от- носительно нижнего цилиндра средним элементом и заполнен тампоиажНым материалом. 2. Устройство до п.1, о т л и - чающее-с я тем, что с целью повышения надежности работы устройства за счет герметичной установки резиновой пробки, оно снабжено хвостовиком под упругую резиновую пробку. &э САЭ со эо

А

м

7

,5-2кгс/с#

Ф1лг.г