Устройство для изоляции зон поглощения бурового раствора Советский патент 1988 года по МПК E21B33/13 E21B27/02 

-а

(Л

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность изоляции зон поглощений в карстовых полостях и кавернах неустановленных размеров. Устройство включает корпус (К) 1 с пазами 18 под поводковые пальцы 17 и каналами 2 и 21. В верхней и нижней частях К 1 установлены втулки 14 и 3 соответственно с посадочным седлом 15 и седлом 4 под запорный элемент, а снаружи - защитный кожух 6. Он образует с К 1 коль

00 со

ел

00

цевую полость 7, в которой размещена О болочка 8. Нижний 9 и верхний стопорные механизмы устройства имеют подпружиненные упорные лапы 11, размещенные в продольных пазах 27 и 28 направляющего башмака и переводника устройства. Лапы 11 механизма 9 имеют упругие компенсаторы 20 их положения в виде арочных пластин. Причем защит- нЬ1й кожух 6 выполнен из отдельных сопрягаемых элементов со смещенными относительно соседних элементов отверстиями 24 под упругие стяжки, верхние

1

; Изобретение относится к горной П1 омышленности, а точнее к бурению нефтяных и газовых скважин, и может использовано при изоляции зон по|глощения в карстовых полостях и кавернах.

; Цель изобретения - повьшение эф- фе ктивности изоляции зон поглощения в Карстовых полостях и кавернах.

На фиг.1 представлено устройство, с четвертным разрезом в- транспортном положении, общий вид на фиг.2 - устройство в рабочем положении., общий ВИЙ; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1| на фиг.4 - сечение В-Б на фиг„1; на фиг.5 - фрагмент соединения элементов защитного чехла упругими стяж- кайй.

Устройство включает полый цилиндрический корпус 1 с выполненными в его нижней части радикальными каналами 2, перекрытыми втулкой 3 с седлом 4 Под запорньй элемент 5, защитный кожух 6, установленный на наружной поверхности корпуса 1 с образованием ме.вду ними кольцевой полости 7, в которой размещена оболочка 8, нижний 9 и верхний 10 опорные механизмы с подпружиненными упорными лапами 11, направляющий башмак 12, переводник 3, дополнительную втулку 14, установленную в верхней части корпуса 1 с посадочным седлом 15 под верхнюю разделительную пробку 16, поводковые пальцы 17 установленные в выполненных в 1 пазах 18, упругие стяжки 19 защитного кожуха, закрепленные нижниконцы которых закреплены на пальцах 17, а нижние - на верхнем торце К 1. При продавливании цементного раствора (ЦР) втулка 14 садится в седло 4. Каналы 18 открываются. Лапы 11 прижимаются к стенкам скважины, а стяжки разрываются. Оболочка 8 заполняется ЦР. Элементы защитного кожуха 6 и стяжки -падают вниз каверны. После продавки ЦР лапы 11 стопорят устройство. После затвердевания ЦР образовавшийся массив разбуривают долотом, 2 3,п. ф-лы 5 5 ил,

ми концами на поводковых пальцах 17, а верхними - на верхнем торце корпуса 1, упругие компенсаторы 20 положения упорных лап, выполненные в виде

арочных пластин.

Корпус 1 против дополнительной втулки 14 выполнен с дополнительньм рядом радиальных отверстий 21, а защитный кожух - из отдельных сопрягаемых элементов 22 и 23 с отверстиями (каналами) 24, через которые поочередно пропущены упругие стяжки, выполненные с ослабленным сечением 25. Нижний торец 26 втулки 3 выполнен с

, а направляющий башмак и переводник - с продольными пазами 27 и 28 соответственно, в которых разме- щепы упорные лапы стопорных механизмов .

Устройство работает следующим образом.

В собранном виД в (фиг.1) устройство на трубах опускают в интервал карстовой полости или кав.ерны с расчетом расположения напраБляюа1его башмака 12 несколько ниже нижней границы каверны. Затем, после промывки скважины, в трубы между запорным элементом 5 и верхней разделительной

пробкой 16 закачиварот и продавливают тампонажный раствор, плотность которого принимают равной или незначительно превьш1ающей плотность жидкости (воды или бурового раствора), находящейся в скважине. Объем тампоиаж- ного раствора принимают равным или ненесколько большим (примерно на 5%)

внутреннего объема оболочки в ее распрямленном положении.

Диаметры проходных отверстий втулок 3 и 14 выбраны так, что запорный элемент беспрепятственно проходит дополнительную втулку 14, но садится в седло 4 втулки 3, а верхняя пробка 16 садится в седло дополнительной втулки 14.

В момент посадки запорного элемента в седло втулки 3 срезаются штифты втулка перемещается в крайнее нижнее положение. При этом происходит открытие радиальных каналов 18, натяжка поводковыми пальцами 18 упругих стяжек 19 и их разрыв в ослабленном сечении, и прижатие упорных лап 11 к стенкам скважины. (Наличие пружинных компенсаторов 20 на лапах 1 I обеспечивает надежную фиксацию устройства в скважине, даже если направляющий башмак устройства будет расположен со смещением относительно центральной оси ствола скважины).

После разрыва упругих стяжек 19 по мере заполнения оболочки тампонажным раствором через отверстия 18 оболочка распрямляется, элементы чехла расходятся в стороны, а упругие стяжки 19 выходят из отверстий сопрягаемых элементов кожуха.

При полном заполнении оболочки элементы кожуха и упругие стяжки падают на нижнюю поверхность каверны или карстовой полости.

Заполнение оболочки тампонажным раствором происходит до момента посадки верхней разделительной пробки 16 в седло дополнительной втулки 15. Избыточный раствор при этом выходит в скважину над оболочкой через дополнительный ряд отверстий 21.

Размеры расширенной части оболочки по высоте для каждого конкретного случая применения должны быть большими, чем определенная по данным ка- вернометрии максимальная высота карстовой полости или каверны. В этом случае нижняя часть оболочки при заполнении ее тампонажным раствором будет лежать на нижней поверхности изолируемой полости, а верхняя часть прижиматься к поверхности кровли этой полости.

После окончания продавки тампонаж- ного раствора, о чем свидетельствует рост давления продавки и его снижение в момент срззки штифтов и переме

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щения втулки 14 вниз, лапы 11 верхнего стопорного механизма под воздействием пружин расходятся в стороны, прижимаясь своими верхними концами к стенкам скважины и обеспечивая сто- порение устройства от перемещения, вверх при отсоединении от него колонны труб.

Подъемом труб вверх производят отсоединение устройства, после чего т рубы поднимают на заданную высоту и оставляют в таком положении на время твердения тампонажного раствора.

После затвердевания тампонажного раствора в оболочке производится раз- буривание образовавшегося массива долотом и, в случае успешности изоля- ционньк работ, дальнейшее углубление ствола скважины. Если полностью изолировать зону поглощения не удалось, то проводятся дополнительные изоляционные работы известными способами для перекрытия оставшихся каналов ухода бурового раствора.

Формула изобретения

51

расположенных выше защитного кожуха, защитный кожух выполнен из отдельных сопрягаемых элементов с отверстиями под упругие стяжки, которые поочеред но пропущены через них, причем упругие стяжки выполнены с ослабленным стечением между местом крепления к корпусу и защитным чехлом, нижний то рец втулки выполнен с наружной фаской, а направляющий башмак и перевод выполнены с продольными пазами, в; которых размещены упорные лапы сто п орных механизмов.

3958056

2, Устройство по п.1, о т л и - ч ающееся тем, что отверстия сопрягаемых элементов защитного ко- жуха смещены относительно отверстий

соседнего сопрягаемого элемента на половину расстояния между двумя отверстиями.

10 3, Устройство по П.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что наружный диаметр защитного кожуха меньше наруж-ных диаметров направляющего башмака и переводника.

/5

Фиг 2

;4

Фиг.з

6-6

физА

Фиа5