Тампонажное устройство для бурового снаряда со съемным керноприемником Советский патент 1985 года по МПК E21B27/02 

Изобретение относится к буровой технике и предназначенодля проведения вспомогательных работ, связанных с тампонированием зон осложнений, вызванных поглощением промывочной жидкости в скважинах или креплением неустойчивых стенок скважины. Известно тампонажное устройство для бурового снаряда со съемным керноприемником, содержащее контейнер со сливными отверстиями, поршнем и клапаном, размещенным в верхней части контейнера, в нижней части которого размещена самоуплотняющаяся манжета 1. Недостатки устройства состоят в то%, что емкость контейнера ограничена, не предусмотрены ее увеличение и приготовление быстросхватывающейся смеси (БСС) в скважине, что значительно снижает качество БСС и тампонирования в целом, так как БСС приготавливают на поверхности и опускают в скважину с заведомо увеличенными сроками схватывания. Наиболее близким к изобретению является тампонажное устройство для бурового снаряда со съемным керноприемником, немеющее корпус, контейнер, заполненный ускорителем схватывания и выполненный в верхней части с заливочными отверстиями,, перекрытими клапаном, самоуплотняющуюся манжету, помещенную в рабочую камеру с радиальными отверстиями, отделенную от контейнера перегородкой и бросовый элемент с осевым каналом для открытия клапана 2 Недостатками известного устройства являются его сложность, размещение в середине полости контейнера втулки с выступами и- порщня, жестко соединенного с ней, что не позволяет использовать устройство в снаряде со съемным керноприемником малого диаметра (например, 46 мм, 59 мм). Выполнение калиброванных сливных отверстий в боковой стенке контейнера затрудняет и замедляет переток из него ускорителя и может привести к тому, что формирование БСС произойдет в зазоре между трубой и контейнером при поступлении основного компонента. В результате этого в зазоре может образоваться тампонажный камень, который будет препятствовать прохождению основного компонента в контейнер и вызовет прихват устройства. Кроме того, устройство отличается невозможностью увеличения длины контейнера для обеспечения требуемого объема закачиваемой смеси путем наращивания секций, поскольку наращивание последних осуществляется переходниками с резьбовым соединением, что увеличивает жесткость контейнера и непроходимость его по бурильной колонне, имеющей, как правило, кривизну, т. е. вызывает зависание контейнера в колонне. Цель изобретения - упрощение устройства и повыщение надежности его в работе за счет уменьшения возможности прихвата в буровом снаряде. Поставленная цель достигается тем, что тампонажное устройство для бурового снаряда со съемным керноприемником, имеющее корпус, контейнер, заполненный ускорителем схватывания и выполненный в верхней части с заливочным отверстием, перекрытым клапаном, с запорным элементом, самоуплотняющуюся манжету, помещенную в рабочую камеру с радиальными отверстиями, отделенную от контейнера перегородкой, на бросовый элемент с осевым каналом для открытия клапана, снабжен эластичным запорным элементом с гибкой тягой, связанными с самоуплотняющейся манжетой и размещенными в рабочей камере, которая под перегородкой выполнена с посадочным седлом под эластичный запорный элемент, причем последний выполнен с возможностью прохождения через посадочное седло в рабочем положении устройства, а перегородка выполнена с калиброванными сливными отверстиями для сообщения контейнера с рабочей камерой. Кроме того, запорный элемент клапана выполнен с удлиненным щтоком и закрепленными на нем рычагами, устаноБлен1}ыми с возможностью взаимодействия с бросовым элементом. На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 3 и 4 - то же, в рабочем положении. Устройство включает корпус 1, контейнер 2, заполненный ускорителем 3 схватывания и выполненный в верхней части с заливочным отверстием 4, перекрытым клапаном 5. В нижней части контейнер выполнен с калиброванными сливными отверстиями 6, выполненными в перегородке 7. В корпусе под контейнером выполнена ра, - Jo очая камера 8, в которой помещена самоуплотняющаяся манжета 9. верхней части рабочей камеры выпол« о посадочное седло 10, на котором эластичньш запорньш элемент 11, вязанный гибкой связью 12 самоуплотняющейся манжетой 9. Эта манжета выполнена с осевым каналом 13 и посадочным седлом 14, в котором размещен запорный элемент 15, например щар. Рабочая камера 8 выще самоуплотняющейся манжеты 9 сообщена со скважным пространством через радиальные отверстия 16. Для обеспечения гибкости корпуса, подвижности его секций на всех режимах работы секции корпуса соединены между собой с помощью герметичных шарниров, выполненных в виде бутылочнообразных концов переходников 17, соединенных накладками 18, закрепленных бандажными кольцами 19.

Запорный элемент клапана выполнен с удлиненным штоком 20 и закрепленными на нем рычагами 21, установленными с возможностью взаимодействия с механизмом открытия клапана 5 (в данном случае с кольцевым грузом 22).

Для предотвращения смешивания цементного раствора с ускорителем схватывания на последний в верхней части заливают несмешиваемую жидкость, например .солярку.

Для предотвращения попадания цементного раствора в контейнер с ускорителем центральный канал кольцевого груза 22 перекрыт разрущающейся пленкой 23 (например, полиэтиленовой), закрепленной элементами 24 посредством эластичных колец.

Устройство работает следующим обраЗ.ОМ.

Предварительно на поверхности контейнер 2 заряжают ускорителем схватывания и готовят основной компонент БСС (например, цементный раствор). После извлечения керноприемника в бурильную трубу опускают тампонажное устройство. Затем в нее сбрасывают кольцевой груз 22 с одновременным закачиванием цементного раствора в зазор между стенками бурильной трубы и контейнера. Под действием кольцевого груза 22 клапан 5 открывается, а цементный раствор через радиальные отверстия 16 поступает в рабочую камеру 8. При этом, чтобы не было прямого контакта ускорителя с цементным раствором, при попадании части его в контейнер 2 поверх ускорителя -заливают нейтральную жидкость, например солярку.

В рабочей камере 8 создается перепад давления жидкости, в результате самоуплотняюш.аяся манжета 9 опускается на забой, выходит за пределы бурильной трубы и перекрывает ствол скважины. Перемещаясь вниз, самоуплотняющаяся манжета посредством гибкой связи 12 выдергивает эластичный запорный элемент из посадочного седла 10 и дает возможность ус5 ко.рителю 3 схватывания свободно выйти из контейнера 2 через калиброванные сливные отверстия 6 в рабочую камеру 8, в которой осуществляется активное смещивание ускорителя схватывания с цементным раствором. Сформировавщаяся таким образом БСС устремляется на забой через осевой канал 13 самоуплотняющейся манжеты . При этом запорный элемент 15, находящийся в осевом канале, под давлением БСС выталкивается ею на забой, расщи5 ряя при этом этот канал и обеспечивая полный доступ БСС в обрабатываемый интервал.

Для обеспечения наибольшей надежности срабатывания клапана 5 последний может быть выполнен с удлиненным щтоком 20, на котором шарнирно закреплены рычаги 21 под кольцевой груз 22. Рычаги 21 подпружинены относительно, например, запорного элемента клапан.

Для предотвращения по1}адания основного агента в контейнер с ускорителем канал кольцевого груза 15 перекрыт разрушающейся пленкой 23 (например, полиэтиленовой), закрепленной на грузе 15 элементами 24, например, кольцами.

Предлагаемое устройство конструктивно

0 просто и технологично в работе. В нем обеспечиваются высокие надежность срабатывания всех его элементов и качество тампонажа, в устройстве предусмотрены средства, обеспечивающие увеличение объема закачиваемой жидкости, и устранено

смещивание основного компонента БСС в зазоре между контейнером и н-аружной бурильной трубой. Кроме того, устройство обеспечивает возможность уменьшения диаметра контейнера, т. е. позволяет расширить

область его использования в ССК.

:

/4

:-,

.1

Фиг.З

Фuг.Z

1. ТАМПОНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРОВОГО СНАРЯДА СО СЪЕМНЫМ КЕРНОПРИЕМНИКОМ, имеющее корпус, контейнер, заполненный ускорителем схватывания и выполненный в верхней части с заливочным отверстием, перекрытым клапаном с запорным элементом, самоуплотняющуюся манжету, помещенную в рабочую камеру с радиальными отверстиями, отделенную от контейнера перегородкой, и бросовый элемент с осевым каналом для открытия клапана, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности его в работе, за счет уменьшения возможности прихвата в буровом снаряде, оно снабжено эластичным запорным элементом с гибкой тягой, связанными с самоуплотняющейся манжетой и размещенными в рабочей камере, которая под перегородкой выполнена с посадочным седлом под эластичный запорный элемент, причем последний выполнен с возможностью прохождения через посадочное седло в рабочем положении устройства, а перегородка выполнена с калиброванными сливными отверстиями для сообщения контейнера с рабочей камерой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся (Л тем, что запорный элемент клапана выполнен с удлиненным штоком и закрепленными на нем рычагами, установленными с возможностью взаимодействия с бросовым элементом.

Фиг. 4