Желонка для изоляции пластов Советский патент 1982 года по МПК E21B27/02 

(54) ЖЕЛОНКА для ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к технике проведения работ в глубоких скважинах, а именно к устройствам для изоляции пластов в скважине при проведении ремонтно-изоляционных работ.

Известна желонка для изоляции пластов в скважине, содержащая корпус с уплртнительными элементами, снабженная механизмом нагружения уплотнительных элементов , которые выполнены в виде кольцевых якорей. Такое устройство спускается в скважину на трубах tl.

Недостатком устройства Я1,ляется сложность конструкции, длительность процесса спуска и осуществления изоляционных работ.

Наиболее близкой к изобретению является желонка для изоляции пластов, - пускаемая в скважину на кабеле и состоящая из корпуса, крышки, заглушки, образующих камеру, заполненную тампонажным материалом, и поршня, выполненного в виде стакана с соплом и заглушкой, заполненного пороховым зарядом с электровоспламенителем 2.

Недостатком известного устройства является сложность установки изоляционного моста в заколонном и затрубном пространстве скважины, так как для

этого нужно не только определить место установки моста, но и осуществить операцию по предварительной подготовке колонны скважины к установке моста . Для этого необходимо применение специальных устройств, позволяющих обеспечить доступ тампонажного материала в заколонное пространство. Трудно также гарантировать высокое ка10чество изоляционных работ, поскольку тампонажный материал нельзя подать в заколонное пространство под избыточным давлением и учесть количество попавшего туда материала.

15

Цельк) изобретения является обеспечение возможности изоляции -пластов в заколонном пространстве скважин.

Поставленная цель достигается тем, что желонка снабжена по меньшей мере

20 одним зарядом кумулятивного действия с нажимным взрывателем, размещенным в нижней части корпуса, механизмом фиксации корпуса к стенке скважины и плунжером, установленным с,возмож25ностью взаимодействия со взрывателем, а заглушка выполнена на усилие срабатывания, превышающее усилие срабатывания механизма фиксации корпуса.

На чертеже представлено предла30гае.мое устройство, разрез. Устройство состоит из корпуса 1 с крьпдкой 2 и дном 3, образующих камеру и с тампонажньом материгшом, в верхней части которой размещен поршень 5, выполненный -в виде стакана б с соплом 7, в котором установлена пробка 8. Стакан б поршня 5 заполнен пороховым зарядом 9, в Котором находится электровоспламб, . нитель 10. Заряд 9 загерметизирован в стакане б уплотнением 11. Крышка 2 закреплена в корпус калиброванными штифтами 12 и имеет уравнительный .клапан 13. В верхней части корпуса имеются каналы 14. Нижняя часть камеры 4 перекрыта плунжером 15, а в отверстии 16 корпуса 1 размещен кумулятивный заряд 17, снабженный взрывателем 18 нажимного действия. .Отверстие 16 закрыто крышкой 19 с прокладкой 20. Пространство 21 корпуса 1 заполнено жидкостью. В Нижней части.корпуса установлен механизм его фиксации к стенке скважини. Полость 22 storo механизма тоже заполнена жидкостью. В верхней части полости 22 установлен поршень 23 Полость 22 сообщена с цилиндрами 24 и 25, в которых установлены поршни 26 и 27, связанные штоками 28 и 29 траверсой 30 и снабженные пружинами 31 и 32, взаимодействующими с упорам 33 и 34 корпуса 1. Траверса 30 с под пружиненными поршнями 2.6 и 27 образ :ет фиксатор 35.корпуса 1. Корпус 1 В месте установки кумул тивного заряДа 17 снабжен уплотните лем 36. Отверстие 16 закрыто крышкой 37 с прокладкой 38. Устройство закре ляется на кабеле 39, соединенном с электровоспламенителем 10 перемычкой 40. Дно 3 корпуса 1 снабхсено от верстием 41 с установленной в нем заглушкой 42.. Устройство работает следующим об разом. Его спускают в скважину на кабеле 39/ при этом скважина может быт.ь за полнена задавочной жидкостью или на ходится под избыточным давлением, в последнем случае спуск устройства пр изводится через дубликатор. В процессе спуска в корпусе 1 уст ройства под крышкой 2 при помощи ура нительного клапана 13 и каналов 14 осуществляется выравнивание давлени с давлением в скважине, поскольку скважинное давление передается под крышку 2 через каналы 14 и уравнител ный клапан 13, поршень 5 установлен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещ ния. Траверса 30 прижата к корпусу 1 при помощи пружин 31 и 32 поршней 26 ,и 27, последние гидравли чески уравновешены и находятся в крайне заднем положении. . Достигнув заданного интервала, т.е. участка скважины, где необходимо произвести работы по восстановлению целостности цементного кольца. за обсадной колонной скважины .или установить мост в затрубном пространстве скважины, в этом случае спуск устройства осуществляется в колонну насосно-компрессорных труб, производят подачу электрического тока по кабелю 39. Электрический ток, пройдя через перемычку 40, осуществляет воспламенение порохового заряда 9 электровоспламенителем 10. Пороховые газы из стакана 6 начинают выходить в полость корпуса 1. под крьшжой 2 после разрушения прокладки 11 и выхода пробки 8 из сопла 7. По мере увеличения давления под крышкой 5 последняя начинает сжш-1ать. тампонажный материал 4, создавая в нем избыточное давление по сравнению со скважинным давлением..Давление в камере с тампонажным материалом 4 воздействует на поршень 23. При этслл давление в полости 22, увеличиваясь, перемещает поршни 26 и 27, которые выталкивают в радиальном направлении траверсу 30 фиксатора 35, которая, упираясь в колонну скважины, прижимает к противоположной стенке уплотнитель 36. После распЬра фиксатора 35 о колонну скважины поршень 23 перестает перемещаться, и возрастание давления в камере тампонажного материала 4 приводит к возрастанию давления в пространстве 21, которое воздействует через отверстие 41 на заглушку 42. При возрастании давления в пространстве 21 до определенной величины происходит выдавливание заглушки 42, при этсм плунжер 15,.перемещаясь вни.з, нажимает на взрыватель 18 кумулятивного заряда 17, который, разрушив крышку 37 с прокладкой 38, создает канал в колонне скважины. Плунжер под давлением в кгимере тампонажного материала 4 опускается ниже отверстия 16, а тампонажный материал устремляется через упомянутый канал в пространство за колонной скважины. Перемещение вниз поршня 5 под действием давления пороховых газов вытесняет из корпуса 1 тампонажный материал, который нагнетается в заколонное пространство под давлением. Если, объем заколонного пространства, в котором осуществляется установка моста, меньше объема камеры 4 тампонажного матервла то, заполнив его, тампонажный материал перестает вытесняться из корпуса Ij а рост давления под крышкой 2 за счет сгорания порохового заряда 9 приводит к срезанию калиброванных штифтов 12, усилие срезания которых заблаговременно подбирается с таким расчетом, чтобы исключить гидроразрьш пород за колон ной скважины при установке моста нагнетанием тампонажного материала. При срезании калиброванных штифтов 12 кры1ика 2 поднимается вверх, сообщая каналы 14 с полостью корпуса 1 под крышкой 2. Пороховые газы при этом из поршня 5 выходят в прост ранство скважины, и давление в корпу се 1 уравновешивается с давлением в скважине, фиксатор 35 под действием пружин 31 и 32;отходит.в заднее положение. Таким образом, осуществляется дозирование подаваемого в заколонное пространство саважины тампонажного материала. Кроме того, при подъеме устройства из скважины со срезанными штифтами 12 можно судить о том, что операция по установке- мое та проведена качественно. Если устройство поднято со скважины с пустой камерой 4, а штифты 12 не срезаны, значит тампонажного материала в нем &ило недостаточно И операцию по уста новке моста необходимо повторить. Техни} о.-экономическая эффективнос предлагаемого устройства заключается в сокращении подготовительных операций перед установкой моста на. 100%, врклени йа установку моста на 20 25% и времени на контроль за процессом установки моста на 100%, кроме того, повышается качество проведенны работ и сокращается количество необходимого, оборудования для осуществленид pej oHTHux работ. Формула изобретения ЖeJJOнкa для изоляции пластоэ, состоящая из корпуса, крышки, заглушки, образующих камеру, заполненную тампонажньм материалом, и поршня, выпол- : ненного в виде стакана с соплом и заглушкой, заполненного пороховым зарядом с электровоспламенителем, отличающ-аяся тем,-что, с целью обеспечения возможности изоляции пластов в заколонном пространстве скважин, она снабжена по меньшей мере одним зарядом кумулятивного действия с нажимним взрывателем, размещённым в нижней части корпуса, механизмом фиксации корпуса к стенке скважины и плунжером, установленным с возможностью вэаимодействия со взрывателем, а заглушка выполнена на усилие срабатывания, превышающее усилие срабатывания механизма фиксации корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 663818, кл. Е 21 В 33/13, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 604965, кл Е 21 В 33/132, 1975 (прототип).

42

fO

fd