Устройство для изоляции зон поглощения Советский патент 1989 года по МПК E21B33/13 E21B33/12 

1

Изобретение относится к горной

промьшленности , а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при сооружении скважин в процессе проведения работ, связанных с изоля- цией зон поглощения.

Цель изобретения - повьшение эффективности изоляционных работ.

Применение устройства позволяет предотвратить воздействие статического давления жидкости на изоляционный материал, в период ОЗЦ, находящейся в интервале поглощающего пла- ста. . ,

На фиг. 1 представлена верхняя часть устройства, разрез; на фиг;2- нижняя часть уст1зойства; на фиг.3 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для изоляции зон поглощения включает полый цилиндричес- кий корпус 1 с отверстиями 2, патрубок 3 с окнами 4, установленный кон- центрично наружной поверхности корпуса 1 с образованием между ними коль- девой камеры 5 и герметично соединенных между собой верхними частями, пружину 6, поршень 7, установленные в кольцевой камере 5 ниже отверстия 2, уплотнительные элементы 8 и шайбы

9, размещенные поочередно в нижней части патрубка 3 на его наружной поверхности, толкатель 10, установленный в окнах 4 патрубка 3 с возможностью его взаимодействия с уплотнительными элементами, упор 11, установленный в нижней части патрубка 3 и жестко связанный с ним.

Корпус 1 снабжен посадочным седлом 12 под управляющую пробку 13, выполненным в корпусе ниже отверстия 2, и втулкой 14 с посадочный оедлом 15 под запорный элемент 16, установленной с возможностью ограниченного осевого перемещения. При этом корпус разделен на верхнюю 17 и нижнюю 18 части с возможностью перемещения последней относительно патрубка 3. Верхняя часть 17 вьтолнена с камерой 19 и радиальными отверстиями 2Qj против которых зафиксирована на срезных, щтифтак 21 втулка 14, а нижняя часть 18 корпуса выполнена с наружными выступами 22, взаимодействующими с тошсателем, и. боковыми каналами 23 в верхней части ниже посадочного седла 12 под управляющую li. пробку против поршня 7, при верхнем его положении, при этом поршень 7

установлен с возможностью перемещения ниже боковых каналов.

Уплотнительные элементы 8 и шайбы 9 могут быть выполнены с симметричными наклонными поверхностями 24, в которых углы наклона торцовой поверхности уплотнительных элементов к оси устройства последовательно увеличиваются снизу вверх на величину, равную величине угла трения между уплотни- тельными элементами 8 и шайбами 9, что обеспечивает равномерное прижатие уплотнительного элемента 8 по всей высоте установки. Для соединения с бурильными трубами используется пере- .ходник 25..

Устройство работает следующим образом.

После спуска в скважину на буриль- ных трубах на заданную глубину через колонну труб закачивают порцию промывочной жидкости, затем освобождают управляющую пробку,13, находящуюся в цементировочной головке, закачива- ют тампонажный раствор и продавочную жидкость. Управляющая пробка 13 проходит по бурильным трубам, через втулку 14 и садится на посадочное седло 12. При достижении определенно- го избыточного давления нижняя часть 18 корпуса вместе с поршнем 7 перемещается вниз, при этом выступы 22 корпуса взаимодействуют с толкателем 10, передавая усилие на уплотнительные элементы 8, которые в результате сжатия перекрывают затрубное про-; i.-; странство скважины и отсекают гидростатическое давление по затрубиому пространству от поглощающего пласта.

Благодаря тому, что углы наклона контактирующих поверхностей уплстни- тельных элементов 8 х; шайбами 9 к оси устройства увеличены последовательно снизу вверх на величину, равную углу трения между ними, уплотнительн е элементы 8 равномерно прижимаются к стенкам скважины. Перекрьш затрубное пространство, нижняя часть корпуса прекращает перемещаться вниз. Однако в результате действия избыточного динамического давления усилие передается на поршень 7 через кольцевую камеру 5. Поршень 7 перемещается вниз, сжимая пружину 6, и открьшает боковые каналы 23. В результате этого кольцевая камера 5 получает сообщение с внутренней полостью корпуса 1 и i .. тампонажный раствор продавливается в

поглощающий пласт. По окончании про давочной жидкости 10%-ное избыточно динамическое давление на насосе немедленно стравливается, что способствует продвижению вверх поршня 7 под действием пружины 6. При этом перекрываются боковые каналы 23 и в таком положении скважина остается на ОЗЦ до начала загустевания тампо нажного раствора.

Во время ОЗЦ в бурильные трубы, сбрасьшается запорный элемент 16, который садится на посадочное седло втулки 14 и перекрьшает осевой канал корпуса 1. Затем заливочным агрегат создается избыточное давление, срезются шз ифты 21, втулка 14 перемещается вниз и открьшаются радиальные отверстия 20. Благодаря этому отсекается гидростатическое давление в осевой полости над погружным узлом .скважина промывается. После снятия давления уплотнительные элементы принимают транспортное положение, перемещая вверх 1гижнюю часть корпуса 1 .

Для извлечения устройства на поверхность его расхаживают подачей вверх-вниз, а при необходимости вращают.

Такая конструкция устройства обеспечивает надежность изоляционных работ за счет отсечения гидростатического давления,над цементным раствором, создает благоприятные условия (замкнутая среда) для формирования цементного камня непосредственно в зоне поглощения и исключает необходимость повторного цементирования.

Форму,л а изобретения

1, Устройство для изоляции зон поглощения, включающее полый цилиндрический корпус с отверстиями, патрубок с окнами, установленный кон- центричнр наружной поверхности корпуса с .образованием между ними кольцевой камеры и герметично соединенными между собой верхними частями, подпружиненный поршень, размещенный в кольцевой камере ниже отверстий корпуса, гидравлически соединяющих внутренюю полость корпуса с концевой камерой, уплотнительные элементы и шайбы, установленные поочередно в нижней части патрубка ил его наружной поверхности, толкатель, размещенный в окнах патрубка с возможностью ei o взаимодействия с уплотни- тельными элементами, и упор, установленный в нижней части патрубка, о т- личающееся тем, что, с це- лью повышения эффективности изоляционных работ, оно снабжено посадочным седлом под управляющую пробку, выполненным в корпусе, ниже отверстий, и втулкой с посадочным седлом под запорный элемент, установленной в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом корпус состоит из верхней и нижней частей с возможностью перемещения последней относительно патрубка, причем верхняя часть, корпуса выполнена с рой и радиальными отверстиями, проти которых зафиксирована втулка, а ниж- няя часть корпуса выполнена с боковыми каналами ниже посадочного седла под управляющую пробку против поршня при верхнем его положении и имеет наружные выступы, взаи одействующие с толкателем, а поршень установлен с возможностью перемещения ниже боковых каналов,

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотни- тельные элементы выполнены в виде колец с симметричными наклонными торцовыми поверхностями, контактирующими ответными поверхностями, причем углы наклона торцовой поверхности уплотни- тельных элементов к оси устройства последовательно увеличиваются снизу вверх на величину, ра.вную величине угла трения между уплонительиыми элементами и шайбами.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повьшение эффективности изоляционных работ. Устройство включает корпус (К) 1с отверстиями 2. Концентрично наружной поверхности К 1 установлен патрубок (П) 3 с окнами с образованием меладу ними каме-- ры 5 и герметично соединенными между собой верхними частями. Ниже отверг стия 2 в камере 5 размещены пружина 6 и поршень 7. В нижней части П 3

Z1

Физ.з