Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах Советский патент 1985 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для изоляции зон осложнений в скважинах. Целью изобретения является повышение надежности изоляции зон осложнения за счет возможности спекания горной породы в зоне осложнения. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 - его сечения. Устройство включает корпус 1, выполненный из термитного материала, например железоалюминиевого термита (корпус заполнен горючим материалом) кабель-трос 2 для спуска и подвески устройства в скважине, запальник 3 горючего материала. В верхней и нижней частях корпуса помещены раздвижные манжеты 4, выполненные в виде патрубков 5 и 6, установленных на торцах корпуса 1, и сегментов 7 с перепускными клапанами 8. Сегменты 7 шарнирно связаны с патрубками 5 и 6 и установлены с возможностью перекрытия сечения скважины в рабочем положении устройства. Это достигается тем, что сегменты установлены внахлест один относительно другого и имеют фиксаторы их рабочего положения, которые имеют зубчатые рейки 9, установленные соответственно на патрубках 5 и 6 и стопоры 10 и 11, закрепленные на внешней п оверхности сегментов. В транспортном положении сегменты могут быть размещены на торцах корпуса, которые с этой целью могут быть выполнены коническими. При положении сегментов на торцах корпуса сегменты не выходят за пределы корпуса. Устройство в этом положении беспрепятственно может быть опущено в скважину. При смещении сегментов от торцов корпуса и занятии ими положения, близкого к радиальному (по отношению к корпусу), манжеты перекрывают сечение скважины. Устройство,работает следующим образом. Устройство опускают на кабель-тросе 2 в скважину и устанавливают (подвещивают) против зоны осложнения. По одной из токоведущих жил кабель-троса 2 через отдельный токоведущий проводник подают электрический заряд в запальник 3, с помощью которого воспламеняется горючий материал, например порох, заполняющий корпус 1. При взрыве горючего материала под действием взрывной волны боковые стенки корпуса 1, выполненного, например, из железоалюминиевого термита, совершают радиальные перемещения и плотно облегают стенки скважины. При этом скважинный флюид, находящийся между стенками корпуса и стенками скважины, выжимается по направлению к раздвижным манжетам 4, торцы корпуса, выполненные из более жесткого металла, например чугуна, отделяются при взрыве от боковых стенок корпуса и совершают перемещение в осевом направлении к раздвижным манжетам, создавая эффект поршневания. Таким образом, между раздвижными манжетами создается избыточное давление на флюид, вследствие которого он начинает давить на внутреннюю поверхность сегментов 7. Последние, щарнирно закрепленные на патрубках 10, раскрываются до упора внешними поверхностями в стенки скважины и фиксируются в рабочем положении фиксаторами 10 и 11 на зубчатых рейках 9. Находящийся между раздвижными манжетами флюид выдавливается через перепускные клапаны 8, расположенные на сегментах 7, за пределы зоны осложнения, а торцы корпуса 1 плотно прижимаются под действием взрывной волны к внутренним поверхностям раздвижных манжет, создавая дополнительное уплотнение его контакта со стенками скважины и перекрывая отверстия перепускных клапанов 8, которые срабатывают под действием гидростатического давления столба жидкости, находящейся выще устройства. Тем самым предотвращается попадание скважинного флюида обратно в зону осложнения. Это локализует действие взрыва и предотвращает утечку горючего вещества и газообразных продуктов горения, образующихся при взрыве и воспламенении вещества в корпусе 1. При взрыве горючего вещества, например пороха, содержащегося в корпусе 1, его боковые стенки, изготовленные из термитного сплава, под давлением газообразных продуктов сгорания плотно прижимаются к стенкам скважины, воспламеняются и горят с выделением больщого количества тепла. За счет высокой температуры горения плавятся горные породы и спекаются с расплавленными металлическими боковыми стенками контейнера, с которыми они (горные породь) находятся в тесном контакте, образуя плотную непроницаемую корку. Например, железоалюминиевый термит, содержащий, г: Ре2Оз - 747, А1 - 253 на 1 кг смеси. Сгорание происходит с выделением большого количества тепла по уравнениюРе2Оз+2А1 А12Оз+2Ре+828,433 кДж Интервал осложнения обычно представлен трещиноватыми, пористыми, рыхлыми или неустойчивыми породами, склонными к обвалообразованию. Стенки скважины осложнены кавернами и неровностями, вследствие чего при обычном тепловом воздействии стенки оплавляются неравномерно, сохраняются трещины, поры и т. д. В предлагаемом способе за счет действия взрыва расплав металла и горючая

смесь заполняет все поры и трещины породы, чем обеспечивается надежность изоляции зоны осложнения.

После теплового воздействия на зону осложнения освобождают кабель-трос, на котором подвешено устройство, путем натяжения его лебедкой с поверхности. В связи с тем, что прочность заделки кабеля в центральной муфте рассчитана на 2/3 прочности кабеля на разрыв, при натяжении кабель высвобождается в месте заделки и выматывается на лебедку. После этого в скважину спускают бурильный инструмент и осуществляют разбуривание раздвижных манжет выполненных из легкоразбуриваемого металла, например чугуна или дюралюмина.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ОСЛОЖНЕНИЙ В СКВАЖИНАХ, содержащее корнус, заполненный горючим материалом, кабель-трос для подвески устройства и запальник горючего материала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности изоляции зон осложнения за счет возлюжности спекания горной породы в зоне осложнения, оно снабжено раздвижными манжетами, помещенными в верхней и нижней частях корпуса и выполненными в виде патрубков, установленных на торцах корпуса, и сегментов с перепускными клапанами, щарнирно связанных с патрубками, причем корпус выполнен из термитного материала, а сегменты установлены с возможностью перекрытия сечения скважины в рабочем положении устройства. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сегменты выполнены с фиксаторами их рабочего положения. (Л 00 00 СП /// //////////// ///////// Фиг.1

Фи.г