Тампонажный снаряд Советский патент 1992 года по МПК E21B27/02 E21B33/13 

установленного на подшипниках на корпусе квадратного кожуха с тангенциальными отверстиями. Кожух с корпусом образует кольцевой зазор, гидравли| ески связанный с корпусом 7 и тангенциальными каналами, выходы которых параллельны граням квадратного кожуха. Перемешивающий узел 5 вращается под действием пары реактивных cvn и число оборотов его зависит от произвсти и давления, развиваемых буровыми насосами или насосами цементировочных агрегатов. Вращение его обеспечивают два

радиальных шарикоподшипника 3 и 10 и один упорный шарикоподшипник 11. При тампонировании один компонент подают по полому корпусу 7. Порле зтого подают вязкоупругий разделитель и шар, а второй компонент подают через тангенциальные каналы. Под давлением и при вращении перемешивающего узла загустевающая или затвердевающая смесь за счет центробежной силы задавливается в поглощающую зону. 2 ил.I

Изобретение относится к бурению нефг тяных и газовых скважин, в частности к борьбе с поглощениями бурового раствора,, и м.б. использовано во всех отраслях народного хозяйства в погруженном в жидкость состоянии (на различных глубинах) для сме^ шения различных жидких ингредиентов ве- ществд и для диспергирования отдельных компонентов вещества. Цель - повышение надежности работы тампонажного снаряда при борьбе с поглощением бурового раствора независимо от его интенсивности, Тампонажный снаряд содержит соединительные переходники 1 и 14, соединенные с полым корпусом 7 с отверстиями 8 по его длине, В нижней части корпуса 7 выполнено седло под шар. Концен- трично наружной поверхности корпуса 7 ус-' тановлен перемешивающий узел 5 в виде(Лс^fё00ел

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых , в частности к борьбе с поглощениями бурового раствора, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в Ногруженном в жидкость состоянии (на различных глубинах) для смещения различных жидких ингредиентов вещества и для диспергирования отдельнцх компонентов вещества.

Известно тампонажное устройство, включающее породоразрушающий инструмент, установленный над ним затирочный элемент и отражатель в виде шнека.

Недостатком зтого устройства является невозможность принудительного задавливания смеси на забое скважины в трещины и порыпород и малая эффективность работы при наличии даже небольших каверн в скважине.

Известно тампонажное устройство для борьбы с поглощением промывочной жидкости с использование1у1 быстросхватывающейся смеси, включающий цилиндрический контейнер со смесителем, наружная труба которого жестко связана с пакером, расположенным выше смесителя, а внутренняя концентрически встроенная труба соединена с бурильными трубами для подвода к смесителю тампонажной смеси, причем наружная поверхность внутренней трубы выполнена с винтовой нарезкой, соединяющей ее с кольцевым поршнем.

Недостатком этого устройства является значительная длина трубы с винтовой нарезкой, приводящей в движение поршень, сложность конструкции и строгая дозировка компонентов смеси.

Известен тампонажный снаряд, включающий корпус, камеру для основного компонента и отвердителя, камеру нагнетания, поршень, связанный с полым штоком с промывочными каналами, внутри которого размещен магистральный поршень, вал с лопастями и пробкой.

Недостатком его является сложность конструкции и ограниченность объема для основного компонента и отвердителя.

Известен тампонажный снаряд, состоящий из корпуса, отдельных камер для основного компонента быстросхватывающей смеси и отвердителя, специального шнека с противоположно ориентированными спиральными-витками, предназначенными для

смешивания. Снаряд включает специальный дозировочный узел для дозированной подачи отвердителя.

Недостатками этой конструкции является малый обьем компонентов, размещаемых

в снаряде, недостаточное смешивание компонентов смери шнековым узлом.

Ближайшим техническим решением может служить тампонажный снаряд, состоящий из корпуса с осевым каналом для

подачи компонентов и с верхним и нижним перекрывающим элементом на его наружной поверхности, смеситель, размещенный между ними, выполненный в виде перемешивающего узла с затирочными элементами и каналом для подачи компонента между ними. Верхний и нижний перекрывающий элементы выполнены с противоположно ориентированными лопастями. Недостатками этой конструкции является низкая эффективность смешивания смеси и невозможность принудительного задавливания смеси в поры, трещины пласта при наличии каверн в скважине.

Цель изобретения - повышение надежности работы тамПонажного снаряда при борьбе с поглоще,нием бурового раствора независимо от его интенсивности.

Поставленная цель достигается тем, что в нижней части бурильной колонны устанавливается тампонажный снаряд, состоящий из полого корпуса с отверстиями, вращающегося перемешивающего узла с 12 ю отверстиями, изготовленного из квадратной трубы. Вращение перемешивающего узла

вокруг оси полого корпуса обеспечивается радиальными и упорными шарикоподшипниками при помощи тангенциальных каналов, просверленных так, что струи компонентов смеси, вырываясь из них |1од большим давлением и скоростью, создают пару противоположно направленных сил. Сопоставительный анализе прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается тем, что в нем использован вращающийся под действием пары реактивных сил перемешивающий узел, обеспечивающий последовательную закачку и смешение двух компонентов быстрозагустевающей бмеси с одновременным задавливанием их в поглощающие трещины и поры за счет центробежной силы,

Изобретение поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлено продольное и поперечное сечение тампонажнрго снаряда.

Тампонажный снаряд состоит из верхнего соединительного переходника 1, упорной крышки для подшипника 2, радиального шарико-подшипникаЗ, подпорной шайбы 4, перемешивающего узла|5, заглушек б, полого корпуса 7, с отверстиями 8, упорной шайбы 9, радиального шарико-подшипника 10, упорного шарико-подшипника 11, вращаю щегося фланца 12, подставного фасонного фланца 13 и нижнего соединительного переходника 14, посадочного седла 15, шара 16.

Борьба с поглощением бурового раствора с использованием тампонажного снаряда осуществляется следующим образом; один из компонентов быстрозагустевающей смеси, например 10%-ный водный раствор гидролизованного полиакрмлонитрила или нитронного волокна из поверхности по бурильной колонне подается через ее нижнюю часть в зону поглощения. Перед закачкой удельный вес компонента приравнивается к удельному весу бурового раствора, находящегося в скважине. Затем через этот же канал закачивается второй компонент. Между компонентами бь строзагустевающей и быстротв&рдеющей сме.си, а также между буровым раствором и вторым компонентом устанавливается один из известных упругих разделителей. Над упругим разделителем, установленным после первого компонента, помещается пластмассовый шар. Как только из бурильной колонны вытеснится первый компонент и упругий разделитель, пластмассовый шар 1 закрывает коническое отверстие в посадочном седле 2, установленном в хвостовике (фиг. 2) тампонажного снаряда. После этого второй компонент вытесняется через отверстия 8 в полом корпусе 7, приводя во вращательное

движение перемешивающий узел тампонажного снаряда 5 (фиг. 1). Перемешивающий узел 5 снаряда, изготовленный из квадратной бурильной трубы обтачивается (за исключением отдельных поясов для просверления отверстий) для облегчения, Корпус тампонажного снаряда имеет 12 отверстий диаметром 8-16 мм. Отверстия в перемешивающем узле просверлены так, чтобы было обеспечено шесть пар сил. Перемешивающий узел вращается под действием пары реактивных сил и число оборотов его зависит от производительности и давления, развиваемых буровыми насосами или насосами цементировочных агрегатов.

Вращение его обеспечивают два радиальных шарико-подшипника 3 и 10 и один упорный шарико-подшипник 11.

При интенсивном вращении перемешивающего узла второй компонент (18%-ная соляная кислота (отвердитель) или водный раствор CaCl2 (загуститель), под давлением вырываясь из 12-ти отверстий, интенсивно смешивается с первым компонентом, находящемся в кольцевом пространстве скважины, образуя быстрозагустевающую или быстротвердеющую смесь.

Наружный диаметр тампонажного снаряда не более наружного диаметра муфт бурильной колонны.Поэтому из-за габаритных размеров снаряда особые условия прихвата колонн не возникают.

Эффективность и безопасность работы тампонажного снаряда обеспечивается следующим образом.

Бурильная колонна с тампонажным снарядом перед закйчкой компонентов быстрозагустевающей или быстросхватывающей смеси устанавливается в нижней части поглощающего горизонта.

С момента начала вытеснения второго компонента (начало смешения компонентов) через тампонажный снаряд бурильная колонна медленно со скоростью 0,11-0,12 м/с, поднимается вверх до тех пор, пока снаряд не будет извлечен из расчетной высоты подъема быстрозагустевающей или особенно быстрозатвердевающей смеси. Как только бурильная колонна будет поднята на безопасную высоту, закрывается превентор, скважина заполняется буровым раствором и при помощи насосов сверху создается давление в 5-15 атм. Под этим давлением и при вращении перемешивающего узла загустевающая или затвердевающая смесь за счет центробежной силы задавливается в поглощающую зону. Через 2 часа после окончания операции по задавливанию смеси в зону поглощения открывается превентор и возобновляется