Тампонажное устройство Советский патент 1990 года по МПК E21B27/02 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к техническим средствам для приготовления тампонирующих смесей при изоляции поглощающих пластов.

Цель изобретения - повышение качества тампонирования и надежности работы.

На фиг.1 представлено устройство, поперечный разрез через смесительную камеру; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - схема изготовления спиралей.1

Устройство содержит концентричные наружную 1 и внутреннюю 2 трубыь переходник 3, подпружиненный пружиной 4 клапан 5, штуцер 6 у нижнего торца трубы 2, узел 7 для перекрытия за- трубного пространства в нижней части трубы 1 и смесительную камеру 8 в полости трубы 1 под клапаном 5, который установлен с возможностью перекрытия полости трубы 2 и кольцевой полости между трубами 1 и 2.

Смесительная камера 8 выполнена в виде плоской спирали 9 с винтовой спиралью 10°в зазорах 11 на внутренней поверхности спирали 9 между ее витками 12. Конец наружного витка спирали 9 размещен в продольном окне трубы 1 и имеет скребок 13,-В штуцере 6 выполнены отверстия 14 и камера 15 для смешивания. Переходник 3 имеет отверстия 16 для заполнения наружной трубы 1 одним из компонентов смеси. Конусная поверхность 17 клапана 5 сопрягается с торцом внутренней трубы 2 и конусной поверхностью 18 штуцера.

Клапан выполнен со стержнем 19, который входит в направляющую втулку 20, закрепленную во внутренней полости 21 плоской спирали. Стержень 19 может удлиняться дополнительно стерж нем 22,- который упирается в узел 7. Последний выполнен с пружинами 23s концы которых в исходном положении опираются на внутреннюю поверхность кон-ца наружной трубы.

Между смесительной камерой 8 и узлом 7 для перекрытия затрубного пространства в трубе 1 установлена перегородка 24, через центральное отверстие 25 которой проходит стер- жень 22. Плоская спираль внутренними витками нижнего конца закреплена в стакане 26 на перегородке 24. Винтовая спираль 10 может быть одно

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

или многозаходной. Полость 27 между трубами 1 и 2 служит для жидкого компонента-ускорителя. Полость 28 трубы 2 заполняется пастообразным компонентом. Устройство спускается на штангах 29.

Смесительная камера изготавливается, например, следующим образом. На листе расчетных размеров (стальном или пластмассовом) закрепляются под определенным углом жгуты из резины, один или несколько, в зависимости от заходности винтовой спирали. Затем лист с закрепленными жгутами сворачивается в . который устанавливается в устройстве.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину полость 27 заполняется жидким компонентом тампонажной смеси (ускорителем) через отверстие 16. В верхней части полости создается определенное давление воздуха, и отверстие 16 закрывается . Устройство опускается на штангах 29 на заданную глубину. В полость 28 подают под давлением цементный раствор. При определенном давлении клапан 5, сжимая пружину 4, перемещается вниз. Компоненты из полостей 28 и 27 через отверстия 14 стекают по конической поверхности 17 клапана, поступают в камеру 15, где смешиваются, предварительно перемещаясь по коническим поверхностям вначале к периферии, а затем к центру.

Из камеры 15 смесь под давлением поступает в зазор между витками 12 спирали, ближайшими к центру. В смесительной камере 8 смесь компонентов перемещается по сложной траектории от центра к периферии по плоской спирали и по винтообразной траектории по спирали 10 сверху вниз. При контакте смеси со стенками спиралей ввиду разности трения она совершает вращательное движение относительно направления движения, В результате всех этих сложных движений компоненты тщательно перемешиваются, что повышает качество тампонирования.

Тампонирование осуществляют при вращении колонны. При этом, как только смесь начинает поступать в зазор периферийных витков плоской спирали, внешний виток отклоняется, и скребок 13 очищает стенки скважины от глинистой корки, что повышает

сцепления тампонажного материала со стенками скважины. Одновременно внешним витком плоской спирали осуществляется затирка тампонажной смесью каверн в стенках скважины.

При смещении клапана 5 вниз, последний через стержень 19 действует на стержень 22, который выталкивает узел 7 с пружинами 23 Из нижнего конца наружной трубы. Пружины 23, рас- прямлясь, закрепляют узел 7 на стенках скважины. Перегородка 24 способствует снижению давления смеси на узел 7, что исключает перемещение его на большую длину и потери смеси. Это позволяет сократить объем заправляемых в устройство компонентов смеси. По окончании тампонирования зоны поглощения давление сбрасывается, наружный виток перемещается к центру, и клапан 5 под действием пружины 4 Bos-i вращается вместе со стержнем 22 в исходное положение.

Формула изобретения

1. Тампонажное устройство, содержащее концентричные наружную и внут0

5

0

5

реннюю трубы, переходник, штуцер у нижнего торца внутренней трубы, подпружиненный клапан со стержнем, установленный с возможностью перекрытия полости внутренней трубы и кольцевой полости между внутренней и наружной трубами, узел для перекрытия затруб- ного пространства в нижней части последней и смесительную камеру в полости наружной трубы под клапаном, отличающееся тем, что, с целью повышения качества тампонирования, смесительная камера выполнена в виде плоской спирали с винтовой спиралью на ее внутренней поверхности между витками, причем наружная труба выполнена с продольным окном, а конец наружного витка плоской спирали размещен в последнем и имеет скребок.

I

2. Устройство поп.1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, наружная тру- ба в нижней части снабжена перегородкой с центрапьным отверстием, а стержень клапана установлен в последнем с упором в узел для перекрытия за- трубного пространства.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения - повышение качества тампонирования и повышение надежности работы. Устройство включает концентричные наружную трубу (Т) 1 и внутреннюю трубу (Т) 2, переходник 3, штуцер 6 у нижнего торца Т 2 и подпружиненный клапан (К) 5 со стержнями 19 и 22. Установлен К 5 с возможностью перекрытия полости 28 Т 2 и кольцевой полости 27 между Т 1 и 2. Под К 5 в трубе 1 имеется смесительная камера 8 в виде плоской спирали 9 с винтовой спиралью 10 на ее внутренней поверхности между витками. Выполнена Т 1 с продольным окном и имеет в нижней части перегородку 24 с центральным отверстием 25 и узел 7 для перекрытия затрубного пространства. Стержень 22 установлен в отверстии 25 с упором в узел 7. Конец наружного витка спирали 9 размещен в окне Т 1 и имеет скребок. Полость 27 заполняется жидким компонентом тампонажной смеси. После спуска устройства в скважину в полость 28 подают под давлением цементный раствор. К 5 отжимается, и компоненты смеси поступают в камеру 8 и перемешиваются. Стержень 22 выдавливает узел 7 в скважину. Под давлением смеси наружный виток спирали 9 отжимается, и при вращении устройства скребок очищает стенки скважины от глинистой корки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фаг.1

Фиг.З