Опалубочный снаряд Советский патент 1980 года по МПК E21B33/13 

1

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их беструбного крепления.

Известен опалубочный снаряд для крепления скважин, включающий двухрядную опалубку с упругоэластичной наружной трубой, кбторая расширяется при прокачке цементного раствора в кольцевое пространство и сокращается после снижения давления с образованием зазора, достаточным для извлечения опалубки из скважины после затвердевания цементного раствора (I.

К недостаткам устройства относится нестабильность формы и размера эластичной опалубки, что исключает ее применение в качестве формирующего элемента для образования кольцевой оболочки при подъеме с вращением.

Наиболее близким предлагаемому опалубочный снаряд .для беструбного крепления скважин включает корпус, соединительные переводники с каналами и расположенную внутри корпуса заливочную трубу |21.

Недостатком известногс снаряда являет ся неизменность наружного диаметра Эипемеита, формирующего крепящую кольцевую

оболочку, что приводит к потере диаметрй скважины в интервале крепления.

изобрегення - повышение надежности работы снаряда в скважинах различного диаметра за счет возможности кз5 менения его габаритов при сохранении жесткости формирующих опалубку элементов.

Указанная цель достигается , что опалубочный снаряд снабжен несущей, подвижной и опорной трубами, расположенными коаксиально между заливочной трубой и корпусом, который выполнен из продольных, заходящих одна за другую пластин, соединенных рычагами на шарнирах с опорной и подвижной трубами, и механизмом поворота подвижной трубы, управляющей пластинами корпуса, причем несущая труба выполнена с бащмаком в нижней части.

Механизм поворота подвижной трубы снабжен кожухом, размещенным ниже корпуса, и выполнен в виде полого поршня и

20 толкателя с пальцами, под которые выпол нены косые пазы на боковой поверхности подвижной трубы, причем нижняя внутрен няя часть поршня образует с башмаком несущей трубы рабочую, а нижняя наружная

fioJeepMoCtb Пбршня И кожух - накопитель ную камеры.

Корпус снабжен снаружи эластичной оболочкой.

На фиг. 1 и 2 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез (пунктирной линией показан наружный размер опалубочного снаряда в рабочем положении).

Продольные пластины 1 шарнирно крепятся с помощью ведущих и ведомых рычагов 2 к опорной трубе 3 и к подвижной трубе 4, проворачивающейся на определенный угол. В косые пазы 5 подвижной трубы входят пальцы 6 толкателя 7, соединенного с рабочей камерой 8, башмак 9 коtopoA неподвижно закреплен на несущей трубе 10. Рабочая жидкость попадает в рабочую камеру по заливочной трубе П. Внутренняя полость несущей трубы соединяется с кольцевым пространством скважины с помощью канала 12. По этой полости и каналу происходит переток бурового раствора из участка скважины, находящегося над продольными пластинами, к участку под ними, чем исключается порщневание при подъеме опалубочного снаряда в процессе Образования кольцево°1 оболочки. Возврат toлкaтeля в исходное положение осуществляется за счет упругости сжатого в накопительной камере 13 воздуха.

Снаружи продольные пластины охватываются сплошной эластичной оболочкой 14. Все полости внутри опалубочного снаряда заполнены масляной средой, избыток которой {при уменьщении наружного диаметра опалубочного снаряда) перетекает з полость накопительной эластичной емкости 15. Каждая продольная пластина J щарнирно крепится с помощью ведомого рычага к опорной трубе 3 и ведущего рычага - к подвижной трубе 4. В каждом сечении крепят по паре пластин.

Опалубочный снаряд работает следующим образом.

В интервале крепления в рабочую ,каме ру 8 подают под давлением масло, что приводит к перемещению вниз порщня и соединенного с ним толкателя 7. Двигаясь гфодольно, пальцы 6 толкателя, помещенные в косые пазы 5 трубы 4, вызывают ее проворачивание и движение рычагов 2, а следовательно, и пластин 1, которые в конце рабочего хода камеры занимают положение по окружности.

Перемещаясь в процессе рабочего хода вниз, рабочая камера сжимает воздух в накопительной камере 13.

По окончании операции по креплению давление масла снижают и рабочая камера 8 за счет упругости сжатого в камере 13 воздуха вместе с толкателем 7 и другими вышеуказанными деталями возвращается в исходное положение. При этом наружный диаметр снаряда уменьшается.

Опалубочный снаряд применяют с устройством, содержащим компоненты твердеющего материала, которое дозирует их, образует из них смесь и равномерно вводит ее в кольцевое пространство.

Образование кольцевой оболочки с помощью предлагаемого опалубочного снаряда происходит следующим образом.

Бурение интервала, подлежащего креплению, ведут расширяющимся долотом, т. е. диаметр ствола в этом интервале должен превышать диаметр вышележащего участка скзажины на выбранную толщину стенки кольцевой оболочки.

После расширения ствола скважины в интервал крепления опускают опалубочный снаряд таким образом, чтобы его рабочая часть с продольными пластинами (опалубка) заняла положение в нижней части расширенного интервала. Затем создают давление в рабочей камере снаряда, чем переводят его в рабочее состояние, при котором продольные пластины занимают положение по окружности, т. е. расщиряющаяся часть принимает форму гладкого цилиндра.

В рломент начала подъема с вращением в кольцевое пространство, образованное указанным цилиндром и стенками скважины, на уровне его верхней части начинают вводить быстротвердеющий материал, который, отверждаясь в пределах длины цилиндра (расширяющейся части опалубочного снаряда), образует крепящую кольцевую оболочку.

Эффективность работы опалубочного снаряда заключается в его способности изменять свой наружный диаметр от меньшего значения при транспортировке по стволу скважины до большего в рабочем положении при полной стабильности формы и размера опалубки, что позволяет применять снаряд для формирования кольцевой оболочки при подъеме с вращением.

Использование предлагаемого снаряда позволяет также предупреждать и успешно ликвидировать такие осложнения, как поглощения, осыпи и обвалообразования, сужения ствола из-за набухания глин и т. д., при сохранении в интервале крепления диаметра вышележащего ствола скважины.

Формула изобретения

I. Опалубочный снаряд для беструбного крепления скважин, включающий корпус, соединительные переводники с каналами и расположенную внутри корпуса заливочную трубу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы снаряда в скважинах различного диаметра за счет возможности изменения его габаритов при сохранении жесткости формирующих опалубку элементов, снаряд снабжен несущей, подвижной и опорной трубами, расположеннымя коаксиально между заливочной трубоА и корпусом, который выполнен из продольных, заходящих одна за другую пластин, соединенных рычагами на шарнирах с опорной и подвижной трубами, и механизмом поворота подвижной трубы, управляющей пластинами корпуса, причем иесущая труба выполиена с башмаком в нижней части.

2. Снаряд по п. I, отличающийся тем, что механизм поворота подвижной трубы снабжен кожухом, размещенным ниже корпуса, и выполнен в виде полого поршня и толкателя с пальцами, под которые выполнены косые пазы на боковой поверхности

подвижной трубы, причем нижняя внутренняя часть поршня образует с башмаком несущей трубы рабочую камеру, а нижняя наружная поверхность поршня и кожух образуют накопнтельную камеру.

3. Снаряд по п. I. отличающийся тем, что корпус снаружи снабжен эластичной оболочкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 214455, кл. Е 21 В 33/14, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 180546, кл. Е 21 В 33/13, 1964.