Тампонажное устройство Советский патент 1989 года по МПК E21B27/02 E21B33/13 

СП

ОЭ N5

О

оо.

СЛ

(К) 7 с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко связан с УФ и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. К 7 в верх- ней части подпружинен относительно УФ и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора б. Поршень 15 |имеет осевой проходной канал с верх- ним и нижним клапанами и радиальные отверстия с подпружиненными пальцами. Нижняя часть 10 К 1 имеет на внутрен- jней поверхности конусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотни- тельную манжету 13 на наружной поверхности и срезное днище 14. йа наружной поверхности поршень 15 имеет

на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной конической поверхностью ответной конусности сужения о Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобождая фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают. Поршень 15 идет вниз после включения бурового насоса и выдавливает смесь 8 из К 7. В части 10 кольцо упирается в сужение и сдвигается, освобождая пальцы, которые входят в проточку и открывают клапано Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине, задавливая тампонажный материал в трещины. 3 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин. Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ при бурении снарядами со съемным керноприемником и при использовании непакетированного тампонажного материала. Устройство содержит узел фиксации контейнера (УФ), полый шток 4 с фиксатором 6 поршня, контейнер (К) 7 ч с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко связан с УФ и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. К 7 в верхней части подпружинен относительно УФ и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора 6. Поршень 15 имеет осевой проходной канал с верхним и нижним клапанами и радиальные отверстия с подпружиненными пальцами. Нижняя часть 10 К 1 имеет на внутренней поверхности конусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное днище 14. На наружной поверхности поршень 15 имеет на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной конической поверхностью ответной конусности сужения. Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобождая фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают. Поршень 15 идет вниз после включения бурового насоса и выдавливает смесь 8 из К 7. В части 10 кольцо упирается в сужение и сдвигается, освобождая пальцы, которые входят в проточку и открывают клапан. Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине, задавливая тампонажный материал в трещины. 3 ил.

Изобретение относится к горной ромышленности, а именно, к геологоазведочному бурению, и предназначе- 25 но для оперативного проведения изояционных работ в скважинах, прохоимых с использованием бурового сна- яда со съемным кернопрнемником

(сек). зо

Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ при бурении снарядами со съемным керноприемником и при использовании 35 непакетированкого тампонажного материала .

На фиг.1 представлено тампонажное устройство, общий видЈ на фиг.2 - положение поршня в верхней части кон- до тейнера при спуске устройства внутри колонны бурильных труб на фиг.З - нижняя часть устройства в рабочем положении.

Устройство включает в себя узел 45 фиксации контейнера, состоявши из корпуса 1, плашек 2 и конусной головки 3, жестко связанный с корпусом 1 полый шток 4 с пружиной сжатия 5, фиксатором 6 поршня, контейнер 7с $Q сухой бьгстросхватывающейся смесью 8 имеющий упор своей верхней частью 9 через пружину 5 на узел фиксации, а на нижней части 10 - конусное сужение 11, под ним кольцевую проточ- 55 ку 12 на внутренней поверхности, уп- лотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное герметичное днище 14 на торце, поршень 1 в верхней части контейнера 7 с кольцевой проточкой 16, шариковым верхним клапаном }7,подпружиненными пальцами 18 в радиальных отверстиях, тарельчатым нижним клапаном 19, уплотнительной манжетой 20, осевым проходным каналом 21, кольцом 22 с пружиной 23 на его наружной поверхности на уровне радиальных отверстий. Клапаны 17 и 19 расположены в осевом канале 21.

Кольцо 22 имеет наружную коническую поверхность с конусностью, ответной конусности сужения 11.

Контейнер 1 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора поршня, через который полый шток 4 взаимодействует с поршнем 15.

Устройство работает следующим образомПри возникновении геологического осложнения (например, поглощения очистного агента) бурение скважины прекращают, приподнимают буровую колонну 24 над забоем и извлекают съемный кернонриемник.

Перед спуском в скважину собирают устройство следующим образом.

В верхнюю часть 9 контейнера 7, сочлененного с корпусом 1 узла фиксация посредством полого штока 4 и пружины 5, помещают поршень 15 и соединяют его с полым штоком 4 посредством фиксатора 6 и кольцевой проточки 16. При этом подпружиненные пальцы 18 закрывают шариковый клапан 17 и удерживаются внутри поршня 15

сдвижным конусным кольцом 22 и пружиной 23 о Присоединяют нижнюю часть 10 с уплотнительной манжетой 13. Затем со стороны нижней части 10 в контейнер 7 помещают сухую непакетированную гранулированную быстросхваты- вающуюся смесь 8 и запирают контейне герметичным срезным днищем 14.

Собранное таким образом устройство опускают в колонну 24 бурильных труб 0

Для ускорения доставки устройства к буровой коронке 25 включают буровой насос и прокачивают воду по трубам.

При движении устройства по колонне бурильных труб герметизация контейнера 7 со стороны верхней части 9 осуществляется уплотнительной манжетой 20 и шариковым клапаном 17, а со стороны нижней части 10 - герметичным днищем 14.

Уплотнение сухой быстросхваты- вающейся смеси 8 внутри контейнера

7вследствие движения поршня 15 вниз под воздействием гидростатического давления скважинкой воды предотвращается зацеплением фиксатора 6 с кольцевой проточкой 16 поршня 15.

8момент достижения устройством буровой коронки 25 уплотнительная манжета 13 перекрывает кольцевой канал между нижней секцией 10 и внутренней поверхностью коронки 25, вызывая рост давления на манометре бурового насоса.

После этого выключают насос и опускают с вращением буровой снаряд на забой скважины. При этом происходит освобождение нижней части 10 от герметичного срезного днища 14 и перемещения контейнера 7 вверх относительно полого штока 4, сжатие пружины 5, фиксация плашек 2 внутри колон- ны 24 и вывод кольцевой проточки 16 поршня 15 из зацепления с фиксатором 6 о Затем приподнимают буровую колонну 24 над зоной осложнения, включают буровой насос, при этом освобожденный поршень 15 под действием потока воды перемещается в нижнюю часть контейнера 7, надавливая из него быстро- схватывающуюся смесь 8 в полость скважины, которая, соединяясь со скважинкой водой, образует вязко-пластичную быстросхватывающуюея тампонажную суспензию, заполняющую зону осложнения. При подъеме буровой колонны 24

0

с

от забоя контейнер 7 под действием пружины 5 прижимает уплотнительную манжету 13 к буровой коронке 25. Поршень 15, достигнув конусного сужения i 11 нижней части 10, упирается в него подпружиненным сдвижным коническим кольцом 22 и продолжает движение вниз, сжимая пружину 23. При этом освобождаются подпружиненные пальцы 18 и входят в кольцевую проточку 12 на внутренней поверхности нижней части 10. В этот момент открывается шариковый клапан 17 и вода, проходя че5 рез полый шток 4, внутреннюю полость контейнера 7, осевой канал 21 поршня, шариковый клапан 17, тарельчатый клапан 19, дросселируется в скважину. Падение давления в нагнетательной

0 системе свидетельствует о фиксации поршня в рабочем положении.

Выключают буровой насос и перемещением с вращением буровой колонны 24 вниз по скважине до забоя создают

5 избыточное давление на тампонажный материал, под воздействием которого он заполняет поры и трещины изолируемого интервала скважины. При этом тарельчатый клапан 19 и уплотнительная манжета 13 препятствует проникновению тампонажного материала в полость контейнера 7 и в кольцевое пространство между контейнером и буровой колонной

По окончании процесса тампонирования через буровую колонну 24 на тросе опускают овершот, который захватывает конусную головку 3. При натяжении троса плашки 2 выходят из зацепления с внутренней поверхностью буровой колонны и устройство извлекается из скважины. Осуществляется спуск съемного керноприемника н процесс бурения возобновляется.

0

5

с

Формула изобретения Тампонажное устройство, включающее контейнер с разменянными в нем сухой быстросхватывакяцейся смесь и поршнем -в верхней частя с осевым проходным каналом с верхним я нижним клапанами и радиальными отверстиями с подпружиненными пальда ш, срезное днище, установленное в нижней части контейнера, которая выполнена с внутренней кольцевой проточкой и конической внутренней поверхностью, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных

работ при бурении снарядами со съем- ным керноприемником и при использовании непакетированного тампонажного Материала, оно снабжено узлом фиксации контейнера, полым штоком с размещенным в нем фиксатором поршня и уплотнительной манжетой, установлен- ной на наружной поверхности нижней пасти контейнера, причем полый шток к. одной стороны жестко связан с уз- пюм фиксации контейнера, а с другой установлен с возможностью взаимодействия с поршнем, при этом коническая

-f

(Поверхность нижней части контейнера расположена выше кольцевой проточки, поршень имеет на наружной поверхности на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо, наружная поверхность которого выполнена конической, ответной конической поверхности нижней части контейнера, а последний подпружинен в верхней части относительно его узла фиксации .и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения для освобождения фиксатора поршня.

#

19