Тампонажный снаряд Советский патент 1989 года по МПК E21B27/02 

1

Изобретение относится к бурению геолого-разведочных скважин, в частности к техническим средствам доставки тампонажных материалов для изоляции зон поглощения промывочной жидкости.

Целью изобретения является повышение полноты перемешивания компонентов смеси и улучшение качества тампонирования .

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство, разрез} на фиг, 2 - то же, при постановке на забой; на фиг. 3 - то же, при выдавливании тампонажной смеси; на фиг.4 нижняя часть снаряда после выдавливания пробки-поршня.

Тампонажный снаряд (фиг. 1) включает корпус 1, контейнер 2 с основным компонентом и полым лопастным валом 3, связанным с полым штоком 4, который установлен с возможностью вращения и осевого перемещения относительно корпуса 1 и контейнера 2. В полости штока 4 размещены нагнетательный поршень 5, отвердитель и сдвигаемый стакан 6, перекрывающий верхние выходные отверстия и удерживаемый манжетами 7. На штоке 4 имеется распределитель 8 с каналами 9, гидравлически связанными с верхнимивыходными отверстиями. На корпусе 1 имеется гидравлический пакер 10, а в нижней его части выполнен внутренний

опорный уступ, между последним и распределителем 8 установлены подшипник 11 и уплотнитель 12. В нижней части корпуса I имеются каналы 13 с обратными клапанами 14 со стороны полости

контейнера 2, гидравлически связанные с подпакерной полостью и каналами 9 распределителя 8 в верхнем его положении. В валу 3 имеются нижние выходные отверстия 15, перекрытые

клапанами 16. В нижней части контейнера 2 размещена пробка 17 с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем 18, установленная с возможностью осевого перемещения до ниж0 него торца контейнера 2 в положении при перемешивании компонентов смеси. Стержень 18 в транспортном положении снаряда упирается в держатель 19, одним концом подвижно установленный в

5 сквозной прорези 20 контейнера 2, а другим - на оси 21, вмонтированной в стенке контейнера 2. Между полым штоком 4 и корпусом имеются манжеты 22. Снаряд работает следующим образом,

0 в контейнер 2 через нижний конец вводят пробку 17, отделяя полость, объем которой примерно равен обьему

отвердителя. Устанавливают стержень 18 из разрушаемого материала (дерева цемента, стекла и т.п.) и вводят держатель 19 в прорезь 20. Контейнер опускают в устье скважины, подвешивают на хомуте, заполняют его полость основным компонентом тампо- нажной смеси, например синтетической смолой. При помощи стакана 6 перекрывают выходные отверстия, заполня- ют полости штока 4 и лопастного вала 3 вторым компонентом тампонажной смеси, например отвердителем, и устанавливают нагнетательный поршень 5. В контейнер вводят вал 3, соединяют корпус 1 с контейнером 2 и опускают снаряд в скважину на естественный или искусственный забой, установленный ниже зоны поглощения. При установке на забой (фиг. 2) выгнутый пружинный держатель 19 выпрямляется, его свободный конец врезается в стенку скважины, фиксируя контейнер от проворота.При выпрямлении держателя 19 расположенный между ним и пробкой 17 стержень 18 разрушается, освобождая пробку 17. В это же время начинают подавать промывочную жидкость по колонне бурильных труб и вращать колонну. Под действием промывочной жидкости поршень 5 двигается вниз и вытесняет второй компонент смеси (отвердитель) в полость контейнера 2 через полый вал 3 и отверстия 15, открывая клапаны 16. Вращающаяся колонна бурильных труб передает вращение на шток 4 и вал 3. Поступающий через отверстия 5 второй компонент смеси при помощи лопастей вала 3 перемешивается с основным компонентом. По мере поступления второго компонента пробка 17 будет перемещаться вниз, увеличивающаяся в объеме смесь компонентов также будет постепенно перемещаться вниз, что обеспечит равномерное ее перемешивание . По мере движения вниз поршень 5 доходит до стакана 6 и сдвигает его, но продавочная жидкость еще не может проходить по каналам 9, так как они перекрыты вследствие прижатия распределителя 8 к уплотнителю 12. Поршень 5 со стаканом 6 продолжают двигаться до упора в верхний торец вала 3, вытесняя отвердитель. Когда стакан 6 достигает упора в верхний торец.вала 3, давление в системе выше поршня 5 резко повысится, что бу0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дет отмечено по манометру насоса на поверхности. Насос отключают, давление в системе падает. К этому времени перемешивание смеси заканчивают и вращение вала прекращают. Снаряд поднимают над забоем на высоту 2-3 м. Во время подъема снаряда распределитель 8 перемещается в верхнее положение, а каналы 9 открываются (фиг. 3). Включают насос и начинают подавать продавочную жидкость, которая, выходя через каналы 9 распределителя 8, попадает в полость па- кера 10, прижимая его к стенкам скважины и отделяя подпакерное пространство от остального ствола скважины. Одновременно продавочная жидкость по каналам 13, открывая клапаны 14, поступает в полость контейнера 2, воздействует через приготовленную в ней смесь на пробку 17, которая воздействует своей выступающей частью на держатель 19, выводит его из прорези 20 и поворачивает на оси 21. Пробка 17 выдавливается из контейнера 2 и падает на забой скважины (фиг. 4). Продавочная жидкость выдавливает там- понажную смесь из контейнера 2 и задавливает ее в трещины поглощающего горизонта (интервала). Подачу продавочной жидкости прекращают, там- понажный снаряд поднимают на поверхность, промывают от остатков смеси и компонентов, извлекают поршень 5, стакан устанавливают в первоначальное положение. Тампонажный снаряд готов к повторному использованию. Следует только поставить новую пробку 17. Формула изобретения

Тампонажный снаряд, включающий корпус, контейнер с пробкой .в нижней части, основным компонентом и лопастным валом, полый шток с отвердителем и с верхними и нижними выходными отверстиями, связанный с лопастным валом и установленный с возможностью вращения и осевого перемещения относительно корпуса и контейнера и имеющий нагнетательный поршень, сдвигаемый стакан для перекрытия верхних выходных отверстий и распределитель, и клапаны для перекрытия нижних выходных отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты перемешивания компонентов смеси и улучшения качества тамлокирования, он снабжен пружинным держателем, гидравлическим пакером, установленным на корпусе, и подшипником с уплотнителем, при этом в ниж ней части контейнера выполнена сквоз ная дрорезь, в которой подвижно уста новлен один конец держателя, а другой соединен со стенкой контейнера, пробка выполнена с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем и установлена в транспортном положении с упором разрушаемым стержнем в держатель и возможностью осевого переме щения до нижнего торца контейнера в положении при перемешивании компо796176

нентов смеси, распределитель выполнен с каналами, гидравлически связанными с верхними выходными отверстиями, корпус в нижней части выполнен с внутренним опорным уступом и каналами с обратными клапанами со стороны полости контейнера, гидравлически связанными с подпакерной полостью 10 и каналами распределителя в верхнем его положении, причем подшипник и уплотнитель установлены между внутренним опорным уступом корпуса и распределителем, а нижние выходные 15 отверстия располагаются в лопастном валу, который выполнен полым.

Изобретение касается бурения скважин. Цель изобретения - повышение полноты перемешивания компонентов смеси и улучшение качества тампонирования. Тампонажный снаряд содержит корпус (К) 1, контейнер 2 с основным компонентом, в нижней части которого установлена пробка 17 с выступающей нижней частью с разрушаемым стержнем 18, упирающимся в пружинный держатель 19. В нижней части К 1 выполнены каналы 13 с обратными клапанами 14 со стороны полости контейнера 2 и внутренний опорный уступ. В контейнере 2 установлен полый лопастной вал 3 с нижними выходными отверстиями 15 с клапанами 16. В К 1 установлен связанный с валом 3 полый шток 4 с нагнетательным поршнем 5, отвердителем, сдвигаемым стаканом 6 и перекрытые последним верхние выходные отверстия (ВО). На штоке 4 расположен распределитель (Р) 8 с каналами 9, гидравлически связанными с ВО. Между уступом К 1 и Р 8 установлены подшипник 11 и уплотнитель 12. В нижней части контейнера 2 выполнена сквозная прорезь 20,в которой подвижно размещен один конец держателя, а другой его конец закреплен на стенке контейнера 2. На К 1 размещен гидравлический пакер 10. Снаряд устанавливают на забой. При этом стержень 18 разгружается, а держатель 19 через прорезь 20 врезается в стенку скважины. Промывочная жидкость, воздействуя на поршень 5, выдавливает через отверстия 15 отвердитель в контейнер 2 и сдвигает стакан 6. Вращением вала 3 перемешивают компоненты смеси. Выключив вращение, поднимают снаряд на 2-3 м над забоем. При этом Р 8 занимает верхнее положение, сообщая ВО с каналами 9 и 13. Подачей жидкости раздувают пакер 10 и воздействуют на смесь, выдавливая ее вместе с пробкой 17 в скважину. 4 ил.

га

%

ff

&и2:

Фие.З

/// ////// ////// Фиг. /