Устройство для разобщения пластов в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B33/13 E21B33/134 E21B33/16 

I

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для разобщения пластов в скважине, проходимой с применением снарядов со съемными керноприемниками.

Известно устройство для разобщения пластов в -скважине, включающее корпус, емкость с тампонирующим составом, размещенный ниже нее эластичный баллон и генератор давления 1.

Известное устройство характеризуется сложностью изготовления, необходимостью в дополнительном наземном оборудовании, а также невозможностью применения в скважинах малого диаметра, особенно при бурении снарядами со съемными керноприемниками.

Наиболее близким к изобретению является устройство для разобщения пластов в скважине, включающее кожух и размещенный в нем эластичный элемент 2.

Недостатком этого устройства является то, что основой уплотняющего узла является резиновый цилиндр, наружный диаметр которого в свободном состоянии больше диаметра скважины. Для спуска в скважину его запрессовывают в металлический

кожух, где он находится в сжатом состоянии и затем выдавливают в скважину давлением пороховых газов. Надежность работы предварительно сжатого уплотняющего элемента в больщой мере зависит от качества резины и изготовления. Эксплуатация подобных систем в условиях бурения разведочных скважин на твердые полезные ископаемые связана со значительными трудностями организационного порядка, связанными с отсутствием сложного запрессовочного оборудования или принадлеж10ностей для буровзрывных работ.

Применение таких средств для оперативного разобщения скважин, бурящихся снарядами со съемными керноприемниками (без подъема бурильной колонны), невозможно

5 также по причине технического порядка, так как резиновый элемент может уменьщаться при сжатии в диаметре на 46%, а в конкретных скважинах он должен уменьщаться в диаметре на , что приведет к необратимым деформациям резины и ее

20 расслаиванию.

Цель изобретения - повышение надежности разобщения пластов при бурении колонковым снарядом с кольцевым упором на внутренней поверхности за счет увеличения деформирующей способности эластичного элемента, а также повышения надежности герметизации полости эластичного элемента. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено кольцевым стопорным элементом, установленным в верхней части кожуха на его внешней поверхности, а эластичный элемент выполнен с полостью, которая заполнена под давлением твердеющим тампонажным материалом, причем .кожух выполнен с каналом в верхней части, сообщающим полость кожуха над эластичным элементом с внешним пространством, а диаметр кольцевого стопорного элемента больше диаметра проходного отверстия колонкового снаряда в сечении кольцевого упора, а также тем, что устройство снабжено установленным в нижней части эластичного элемента обратным клапаном с запорным элементом, выполненным из материала, плотность которого отлична от плотности тампонажного материала в жидком состоянии. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, транспортное положение; на фиг. 2 то же, установленное в скважине. Устройство содержит эластичный элемент 1 с полостью 2, каналом 3, снабженным клапаном 4 и бандажным кольцом 5, помещенным в транспортный кожух 6. При этом полость 2 заполнена под давлением твердеющим тампонажным материалом 7, плотность которого ниже плотности клапана 4 (фиг. 1). Кожух 6 находится (на фиг. 1) в наружной колонковой трубе 8. Кожух 6 находится (на фиг. 1) в наружной колонковой трубе 8. Кожух 6.и наружная колонковая труба 8 снабжены кольцевыми стопорными элементами 9 и. 10, соответственно выполненными с возможностью перекрытия поперечного сечения наружной колонковой трубы 8 в месте контакта элементов 9 и 10 (т. е. диаметр элемента 10 больше диаметра проходного отверстия в элементе 9). Выше эластичного элемента и ниже его пространство заполнено промывочной жидкостью 11. Эластичный элемент 1 вне кожуха 6 занимает положение в скважине 12 с перекрытием ее поперечного сечения (фиг. 2). В кожухе 6 выполнен канал 13 для сообщения его полости с внещним пространством. Плотность клапана 4 отлична от плотности тампонажного .материала 7. Устройство работает следующим образом. До опускания в скважину на устье пустой эластичный элемент 1 помещают в транс портный кожух 6, при этом элемент далее заполняют под давлением тампонажным материалом 7, опускают в колонну труб (не показана), например, на тросе, и транспортируют до наружной колонковой трубы 8 (фиг. 1), из которой заранее извлечен керноприемник (не показан). В наружной колонковой трубе 8 кожух 6 стопорным элементом 9 садится на стопорный элемент 10 труб 8. При этом поперечное сечение трубы 8 перекрывается кожухом 6 с элементом 1 и элементами 9 и 10. Затем осуществляют подачу промывочной жидкости 11 по колонне (не показана), давлением которой выталкивают эластичный элемента 1 с тампонажным материалом 7 из кожуха 6 в скважину 12 (фиг. 2), в которой вытолкнутый из более узкого кожуха 6 эластичный элемент 1, заполненный под давлением тампонажной жидкостью, занимает вместе с ней наименьший для жидкости объем в форме щара, расширяя при этом эластичный элемент. Расщиряясь в скважине 12, эластичный элемент 1 перекрывает ствол скважины 12. При транспортировке эластичного элемента 1 с тампонажным материалом 7 клапан 4 всегда закрывает канал 6 вследствие того, что его плотность отлична от плотности тампонажного материала. От продавливания в канал 6 клапанный щар 4 удерживает бандажное кольцо 5. Если эластичный элемент опускают с расположением канала в верхней его части, то в этом случае плотность клапана должна быть ниже плотности тампонажного материала. После установки в скважине 12 элемента 1 тампонажный материал 7 через заданный промежуток времени затвердевает, образуя разобщающий мост. Таким образом, предлагаемый способ исключает применение специального наземного оборудования канала связи (электрокабель) , взрывчатых веществ, специального обслуживающего персонала и др.. Кроме того, операция по разобщению скважины предлагаемым способом проводится силами буровой бригады без использования дополнительного наземного оборудования, причем снижение затрат на разобщение пластов по сравнению с использованием средств по известному способу составляет 20%. Формула изобретения 1. Устройство для разобщения пластов в скважине, включающее кожух и размещенный в нем эластичный элемент, отличающвсся тем, что, с целью повышения надежности разобщения пластов при бурении колонковым снарядом с кольцевым упором на внутренней поверхности за счет увеличения деформирующей способности эластичного элемента, оно снабжено кольцевым стопорным элементом, установленным в верхней части кожуха на его внещней поверхности, а эластичный элемент выполнен