Устройство для крепления стенок скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B33/13 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СТЕНОК СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к геологоразведочной и Нефтегазодобывающей, и может быть использовано для закрепления интервалов сильно трещиноватых пород и водоносных горизонтов. Известно устройство для изоляции зон осложнений в скважинах, снабженное контейнером, разделенным на верхнюю и нижнюю секции, щнеком с долотом установленным подвижно в верхней секции и порщнем с осевыми и радиальными проходными отверстиями, и подпружиненными пальцами, перекрывающими отверстия, а нижняя секция выполнена са срезным днищем, саиральными пазами по образующей, для фиксации в последних подпружиненных пальцев и заполнена сухим тампонажным материалом 1. Недостаток известного устройства заключается в том, что данное устройство не может быть использовано в сильно трещиноватых породах и в породах с -мощным водоносным горизонтом, ибо сухой тампонажный материал, применяемый для изоляции зон поглощения, тут же будет размыт. Шнековый отражатель не эффективно и плотно задавливает затворенную смесь в трещины и поры. Это достижимо только при очень благоприятных условиях в скважине. Использование же в качестве тампонажного материала-смазки КАВС с этим устройством также малоэффективно, так как в этом случае работа щнекового отражателя сводится к минимуму, поскольку эта смазка жидковязкий материал, в результате чего качество крепления снижается. Наиболее близким по техническому рещению является устройство для крепления стенок скважины, содержащее контейнер с тампонирующим материалом, элемент для подачи последнего, установленный в полости контейнера, затирочный элемент и промывочную трубу 2. Недостаток известного устройства заключается в низком качестве крепления трещиноватых пород в результате того, что тампонирующий материал проникает в трещины и поры на незначительную глубину. Цель изобретения - повыщение качества крепления трещиноватых пород скважины. Поставленная цель достигается тем, что устройст-во для крепления стенок скважины. содержащее контейнер с тампонирующим материалом, элемент для подачи последнего, установленный в полости контейнера, затирочный элемент и промывочную трубу, снабжено жестко связанным с нижней частью контейнера распределителем со стержнем-ограничителем в верхней части, с кольцевыми выступами на наружной поверхности и каналами, сообщающими полость контейнера через кольцевой обратный клапан с затрубным пространством и полость промывочной трубы с затрубным пространством выще кольцевых выступов, причем затирочный элемент выполнен в вида конуса с эластичными манжетами в нижней части, установленного концентрично с промывочной трубой и подпружиненного относительно последней, а элемент для подачи тампонажного материала выполнен в виде кольцевого поршня с пробкой в верхней части, установленной t возможностью взаимодействия со стержнем-ограничителем Кроме того, наружная поверхность поршня выполнена с кольцевыми проточками. На фиг. 1 представлено устройство в транспортном положении; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - момент выдавливания смазки; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - положение поршня и пробки после израсходования смазки контейнере. Стрелками показано направление движения тампонирующего материала и промывочной жидкости в скважине. В качестве тампонирующего материала может быть использована антивибрационная смазка КАВС. Устройство содержит контейнер 1 с тампонирующим материалом-смазкой 2, порщень 3, который может быть выполнен из эластичного материала с кольцевыми проточками и пробкой 4. С контейнером соединен корпус 5 распределителя 6, наружная поверхность которого выполнена в виде кольцевых выступов 7, близких диаметру скважины. В корпусе 5 закреплен распределитель б, имеющий каналы 8, сообщающими полость контейнера с затрубным про странством 9, сообщающим полость промывочной трубы с затрубочным пространством выще кольцевых выступов. В верхней части распределителя эксцентрично размещен стержень-ограничитель 10 и конусное кольцо 11 - ограничитель движения поршня 3. В Нижней части распределитель соединен с промывочной трубой 12, на которой размещен подпружиненный обратный клапан 13, конус 14 с эластичными манжетами в нижней част« 15 и разделительных щайб 16. С помощью переходника 17 труба 12 соединена с колонковой трубой 18 и коронкой 19. С бурильной колонной устройство соединено переходником 20. Устройство в транспортном положении (фиг. 1) спускается в скважину на заданную глубину на бурильных трубах. Насосом создается давление продавочной жидкости над поршнем 3 с, пробкой 4, под действием которого они перемещаются вниз (фиг. 2) и давят на смазку 2. При этом подпружиненный обратный клапан 13 смещается вниз и открывает кольцевую полость корпуса 5 распределителя 6. Смазка под давлением непрерывно поступает в затрубное пространство между кольцевыми выступами 7 и манжетами 15, налипает на стенки скважины и заполняет в это.м интервале все поры и трещины. После достижения заданного давления продавочной жидкости, устройство плавно перемещают вверх. При это.м конус 14 дополнительно вдавливает смазку в поры и трещины скважины. манжеты 15, расширяясь под давлением с.мазки, втирают ее по всем стенкам и удаляют излишки. При подъе.ме устройства промывочная жидкость свободно проходит из затрубного пространства в ствол скважины устройства через канал 9 в распределителе и полости трубы 12, что предупреждает подсос смазки из дренажных каналов в ствол скважины. Плавный подъем устройства осуществляют до резкого падения давления продавочной жидкости. Это происходит тогда, когда пробка 4 доходит до ограничителя 10 и останавливается, а 3 продолжает движение до конусного кольца 1 1 и также останавливается. .А так как пробка 4 одной кромкой упирается в поршень 3, а второй - в ограничитель 10, то между пробкой и пор1ннем образуется зазор для выхода из контейнера , продавочной жидкости. Поскольку продавочная жидкость имеет в десятки раз меньшую вязкость, чем антивибрационная смазка КАВС, то она под определенным давлением проходит в зазор между стенками скважины и пакером 6, одновре.менно промывая снаряд и обеспечивая подъем устройства без промывочной жидкости в бурильных трубах. Это исключает выбросы про.мывочной жидкости воздухо.м, находянди.мся в трубах под давлением, что не ухудшает условий труда буровой бригады во время подъема устройства. После этого производят подъем устройства и если нужно, то вновь повторяют процесс смазки стенок скважины. Устройство позволяет более эффективно использовать антивибрационную смазку КАВС для равномерной смазки стенок скважины при алмазном бурении, закрепления интервалов сильно трещиноватых неустойчивых пород, ликвидации потери промывочной жидкости и улучщения условий труда буровой бригады за счет того, что они непосредственно не соприкасаются со смазкой, так как заполнение контейнеров производится централизовано, механизированным способом. Формула изобретения Устройство для крепления стенок скважины, включающее контейнер t тампонирующим материалом, элемент для подачи последнего, установленный в полости контейнера, затирочный элемент и промывочную трубу, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения качества крепления трещиноватых пород скважины, оно снабжено жестко связанным с нижней частью контейнера распределителем со стержнем-ограничителем в верхней части, кольцевыми выступами на наружной поверхности и каналами, сообщающими полость контейнера через кольцевой обратный клапан с затрубным пространством и полость промывочной трубы с затрубным пространством выше кольцевых выступов, причем затирочный элемент выполнен в виде конуса с эластичными манжетами в нижней части, установленного концентрично с промывочной трубой и подпружиненного относительно последней, а элемент для подачи тампонажного материала выполнен в виде кольцевого поршня с пробкой в верхней части, установленной с возможностью взаимодействия со стержнем-ограничителем 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружная поверхность поршня выполнена с кольцевыми проточками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе -1. Авторское свидетельство СССР № 685808, кл. Е 21 В 33/13, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 617579, кл. Е 21 В 33/13, 1977 (прототип).

Ф1/г.2

5-6