Тампонажный снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B33/134 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазо добывающей, и может быть использовано в бурении при изоляции пластов. Известен тампонажный снаряд, состоящий из контейнера, заполненного тампонажной смесью, над которой находится поршень, соединенный с колон ной бурильных труб. В месте соединения с поршнем в колонне бурильных труб имеется отверстие. Снизу контей нер закрыт пробкой, удерживаемой дву мя срезными штифтами. Контейнер опускается на забой скв жины, затем в колонну бурильных труб нагнетается промывочная жидкость. Давление промывочной жидкости посред ством отверстия в колонне бурильных труб передается на поршень и на верх нюю торцевую кгялику контейнера. Так как поршень связан с колонной буриль ных труб, то он остается на месте, а контейнер под действием силы давления, приложенной к верхней крышке, движется вверх, срезая штифты и осво бождая нижнюю пробку. Тампонажная смесь вылийается в скважину, заполняя трещины поглощающего горизонта. Как только контейнер поднимается на такую высоту, что внутреннее прбстранство контейнера между верхней крышкой и поршнем получает сообщение со скважиной, давление, действующее на верхнюю крышку снизу, становится равным давлению на эту крышку сверху, т.е. прекращается действие силы давления, за счет которой происходил подъем, и контейнер останавливается. Затем снаряд извлекается на пойёрхность 1 . Недостатки снаряда: низкое качество тампонирования, обусловленное отсутствием избыточного дав:г1ения для нагнетания смеси в полости и трещины; значительные затраты времени на спуск и подъем снаряда, связанные с необходимостью сборки и разборки бурильной колонны; невозможность использования снаряда при тампонировании участка скважины, находящегося выше забоя в связи с отсутствием устройства для создания .искусственного забоя. , наиболее близким техническим решением к изобретению является тампоНс1жный снаряд, содержащий корпус с пробкс1ми в верхней и нижней частях и тампонёикным раствором между ними, и детанирующий шнур. Нал устьем скважины контейнер заполняется тампонажной смесью, заряжается взрывная камера, шнур поджигается, и снаряд на тросе опускается в скважину на заданную глубину, В зоне поглощения снаряд останавливается и выдерживае ся в течение нескольких минут. За это время шнур догорает и вызывает вспышку порохового заряда, вследствие чего во взрывной камере резко по вышается давление. Под давлением пороховых газов раздувается резиновая оболочка пакерного устройства и. заку поривает скважину выше зоны поглощения. Силой давления газов тампонажна смесь в контейнере вместе с пробками опускается в распылитель до тех пор пока нажняя пробка не остановится на упоре, образованном направляющим конусом. После этого происходит опускание верхней пробки и задавливание смеси в поглощающий горизонт 2, Основным недостатком известного снаряда является низкое качество там понирования, обусловленное порлневым эффектом. Поршневой эффект состоит в том, что при извлечении снаряда из зоны тампонирования его корпус., плот но прилегающий к стенкам скважины, служит поршнем, отсасывающим тампонажную смесь из поглощающего горизон та и вызывающим ее разжигание. Качество тампонирования ухудшается так же вследствие потери части тампонажной смеси из-за отсутствия нижней пакерной пробки. Недостатком снаряда является также низкая надежность обусловленная невозможностью предотвращения срабатывания снаряда в случае ,. если состояние скважины не позволяет опустить снаряд До заданной глубины. Целью изобретения является повышение Нсшежности работы устройства и качества тгиипонирования путем предотвращения эффекта поршневания при извлечении снаряда. Поставленная цель достигается тем что снаряд снабжен дополнительной пробкой с электродетонатором, размещенной в средней части корпуса и связанной с нижней пробкой гибкой связью, и подпружиненным контактом, установленным в верхней части корпус детонирующий шнур связан одним концом с нижней пробкой, а другим - с электродетонатором, причем элёктроде тонатор и верхняя пробка связаны с подпружиненным контактом. На чертеже изображен снаряд, общий вид. Снаряд имеет корпус 1 с пробками 2 и 3 в верхней и нижней частях, между которыми расположена тампонажная смесь 4 и дополнительная пробка 5, Ё пробку 5 вставлен электррдетонатор б, соединенный с детонирующим шнуром 7, проходящим внутри нижней части тг1мпонажной смеси и закрепленным снизу на уплотнительном диске 8 Пробка 5 соединена с уплотнительным диском 8 двумя шнурс1ми 9. Пробка 3 состоит из двух половин, разделенных пружиной 10, и закреплена в корпусе 1 при помощи двух срезных штифтов 11, Пробка 2 связана посредством шнура 12 с подпружиненным контактом 13, расположенным в камере 14, за-, полненной маслом 15, В 14 расположен источник 16 тока с неподвижным контактом 17, Подпружиненный контакт 13 соединен гибким проводником 18 с электродетонатором 6, Для предотвращения образования вакуума в корпусе 1 выполнено отверстие 19, Снаряд связан тросом 20 с лебедкой (не показана), Снаряд работает следующим образом. В снаряженном виде снаряд опускается, на тросе 20 в скважину. По достижении снарядом заданной глубины ему придается ускорение путем резкого , торможения, либо снаряд останавливается в заданном месте, а затем резким рывком ему сообщается ускорение (рывок может быть вызван нанесением удара по тросу 20). За счет возникающих инерционных сил происходит срезание штифтов 11, пробка 3 выходит из корпуса 1 и силой сжатия пружины 10 расклинивается в скважине. Шнуры 9 воспринимают растягивающую нагрузку, тем самым детонирующий шнур 7 предохраняется от разрыва. Тампа1нажная смесь 4 выливается из корпуса 1, Уп.лотлительный диск 8 препятствует протеканию смеси 4 через щель между половинками пробки 3, После придания снаряду ускорения корпуса 1 поднимают и по фиксируемому на поверхности изменению веса делают вывод о срабатывании снаряда. При извлечении корпуса 1 выпрямляется проводник 18 и шнур 12. Посредством отверстия 19 происходит выравнивание давления внутри корпуса 1 и снаружи. По достижении снарядом такого положения, что пробка 2 вышла из корпуса 1, шнур 12 вытягивается на всю длину, под действием веса пробки 2 контакт 13 прижимается к неподвижному контакту 17. Тем самым замыкается электрическая цепь, образованная источником 16 тока, корпусом-1, электродетонатором 6, проводником 18 и парой контактов 13 и 17. Срабатывает электродетонатор 6 и подЕ&авает детонирующий шнур 7. Взрыв происходит в среде тампонажной смеси, излившейся из корпуса 1, поэтому давление резко повышается, достигая у стенок скважины 3000 атм. Верхняя часть тампонажной смеси 4 служит для создания противодавления при отсутствии жидкости в скважине. За счет высокого давления происходит забивание смеси в неплотности стенок