Устройство для доставки и переработки тампонирующих материалов Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

1

Изобретение относится к устройствам для доставки и последующей переработки сухих быстросхватывающихся тампонирующих и цементирующих смесей при ликвидационном тампонировании скважин или при установке искусственных забоев при бурении направленных и многозабойных скважин и при отходе от аварийных стволов и может использоваться при бурении скважин любого назначения.

Известны устройства для доставки и переработки сухих тампонирующих и цементирующих материалов в заданном интервале скважин, включающее контейнеры с тампонирующим материалом 1.

Наиболее близким техническим решением является устройство для доставки и переработки тампонирующих материалов, включающее контейнер, заполненный эластичными оболочками с перерабатываемым материалом, присоединенный к колонне бурильных труб, пробку, ниппель с центральным каналом, пыж, жестко соединенный со щтоком, проходящим через центральный канал ниппеля и рассекатель 2.

Недостатком известного устройства является то, что также происходит неравномерное твердение вяжущего в результате излищнего разбавления перерабатываемых

материалов пластовой и промывочной жидкостями.

Недостаток заключается в том, что при выдавливании смесь попадает в пластовые

воды или промывочную жидкость, заполняющие скважину. Кроме этого, выдавливание материала производится промывочной жидкостью по центральному каналу, поэтому происходит излищнее разбавление перерабатываемых материалов, которые разубоживаются и во многих случаях, не образуют прочного искусственного камня.

Целью изобретения является повыщение качества переработки.

Эта цель достигается за счет того, что устройство для доставки и переработки сухих тампонирующих и цементирующих материалов в заданном интервале скважин .снабжено цилиндром и порщнем, жестко

соединенным со штоком и фиксатором, установленным на штоке, причем цилиндр соединен с ниппелем и колонной бурильных труб, длина штока равна длине контейнера. Кроме того, фиксатор выполнен в виде

разрезной , а для придания выдавливаемой массе подвижности, между промежуточным цилиндром и колонной бурильных труб может быть установлен гидроударник или погружной гидравлический

вибратор.

Для повышения эффективности процесса уплотнения гидроударник или погружной гидравлический вибратор должен обеспечивать вертикальные колебания контейнера с амплитудой 4---30 мм. При этом снижаются усилия на уплотнение смеси, уменьшается расход энергии.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для доставки и переработки тампонирующих материалов в заданном интервале скважины, в транспортном положении; на фиг. 2 - то же, после разгрузки и переработки выдавливаемого материала.

Устройство для доставки и переработки тампонирующих и цементирующих материалов в заданном интервале скважины содержит транспортную колонковую трубу - контейнер 1, снабженную рассекателем 2 и пробкой 3. Контейнер 1 заполнен тампонами 4 - тампонирующим и цементирующим материалом в гидроизоляционных оболочках, над которыми установлен пыж 5. Над контейнером 1 расположен жестко скрепленный с ним через ниппель 6 промежуточный цилиндр 7 со скользящим в нем поршнем 8, шток 9 которого проходит через ниппель 6 в контейнер 1 и упирается в пыж 5. Шток 9 содержит коническую разрезную втулку 10. Между промежуточным цилиндром 7 и колонной бурильных труб (на чертеже не показано) установлен гидроударник 11. Промежуточный цилиндр 7 в нижней части снабжен отверстиями 12 для выпуска промывочной (продувочной) жидкости в затрубное пространство. Выдавленный из контейнера и обработанный материал 13 заполняет ствол скважины, плотно прилегая к ее стенкам 14.

Устройство работает следующим образом.

Промежуточный цилиндр 7 с ниппелем 6, поршнем 8 и штоком 9 с разрезной втулкой 10 через переходник крепится к гидроударнику 11. Все это через второй переходник подвешивается к колонне бурильных труб. Контейнер 1 после установки в него рассекателя 2 заглушается снизу пробкой 3 и заполняется тампонами 4 с подлежащим переработке материалом в гидроизоляционных оболочках. После этого он запирается пыжом 5 и крепится к ниппелю 6 промежуточного цилиндра. Пыж 5 может крепиться к штоку 9 или быть закрепленным на нем.

Устройство в собранном виде (как показано на фиг. 1) спускается в скважину в интервал укладки и переработки транспортируемого материала.

По достил ении заданного интервала скважины по бурильным трубам подается вода, которая, пройдя гидроударник 11, давит на поршень 8, шток 9 и пыж 5, который в свою очередь давит на тампоны 4, выдавливая их из контейнера 1. При этом выдавливается пробка 3, а тампоны 4, проходя через рассекатель 2, разрезаются и материал выгружается в скважину, перемешивается с находящейся в ней водой, затворяется и укладывается. Устройство постепенно поднимают, а гидроударник 11 создает вибрационные колебания всего устройства. Это облегчает выдавливание материала 13 в скважину, повышает его подвижность и производит подтрамбовывание, за счет чего и достигается необходимая плотность укладки материала 13 в скважине. В процессе выдавливания материал 13, выходящий в скважину, воспринимает вибрацию от стенок контейнера 1, а в конце его - и от пыжа 5. По окончании выдавливания поршень 8 опускается в промежуточном цилиндре 7 ниже отверстий 12, и напорная вода выходит через эти отверстия в затрубное пространство и поднимается вверх. Этот момент окончания выдавливания перерабатываемого материала фиксируется на поверхности по резкому падению давления в системе. При необходимости устройство оставляют на некоторое время, необходимое для набора прочности, на выдавленном

материале, подпрессовывая его вертикальной нагрузкой, величину которой можно регулировать в широком диапазоне весом снаряда и гидравликой. Такая всесторонняя фиксация обработанного материала, особенно при применении напрягающих или расширяющих материалов, создает наилучшие условия для образования плотного, высокопрочного искусственного камня. Использование устройства позволит получить равномерно уплотненную по всей высоте заделку заданного интервала скважпны. При установке искусственных забоев в тампонах наряду с цементирующей смесью можно подавать и твердопородные керны.

При этом устройство обеспечивает проникновение цементирующих материалов вокруг всего керна, что обеспечит его надежную заделку и фиксацию. Так как вибрация колонковой трубы особенно сказывается в зоне прилегающей к стенкам скважины, именно в этом, самом ответственном месте, результаты вибрации проявляются с наибольшей эффективностью, твердеющая масса проникает в поры и трещины пород, слагающих стенки скважины, сила адгезии значительно увеличивается, чем достигается качественное смоноличивание ствола скважин.

Формула изобретения

1. Устройство для доставки и переработки тампонирующих материалов, включающее контейнер, заполненный эластичными

оболочками с перерабатываемым материалом, присоединенный к колонне бурильных труб, пробку, пиппель с центральным каналом, пыж, жестко соединенный со штоком, проходящим через центральный канал ниппеля и рассекатель, отличающееся

тем, что, с целью повышения качества переработки, оно снабжено цилиндром с поршнем, жестко соединенным со штоком и фиксатором, установленным на штоке, причем цилиндр соединен с ниппелем и колонной бурильных труб, а длина штока равна длине контейнера.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде разрезной втулки.

3.Устройство по п. 1, отличаюш,ееся тем, что с целью придания обрабатываемой

массе подвижности, между цилиндром и колонной бурильных труб установлен гидроударник или погружной гидравлический вибратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 451835, кл. Е 21В 33/13, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 658262, кл. Е 21В 33/138, 1977.

.//

V/

/

/

X

X

/