Тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах Советский патент 1983 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к бурению, в частности к устройствам для их тампонирования.

Известен таинпонажный снаряд для установки мостов в скважинах, BKJBOчаннций корпус, рабочий орган, выполненный в виде двух в.оздушных камер, разделенных поршнем, и включакздего механизма Clj

Недостатком этого устройства является низкая надежность его работы в искривленных скважинах, и в скважинах, заполненных буровым раствором высокой плотности из-за снижения энергии удара груза при его падении.

Наиболее близким к изобретению является тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном и поршнем с толкателем, желонку, ограниченную верхней и нижней перегородкой с .осевыми отверстиями под толкатель и заполненную тампонажным материалом, и эластичную пррб ку, размещенную под нижней перегородкой 2.

Недостатком устройства является то, что - в случаях равенства или не большой разницы в удельных весах бурового и цементного растворов последний медленно вытекает из желонки. Кроме того, толкатель занимает большую часть полезного объема.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в сква10жинах/ заполненных буровым раствором любой плотности и увеличение полезного объема желонки.

Поставленная цель достигаетс я тем, что тампонажный снаряд для установ15ки мостов в скважинах, включгиощий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном и поршнем с толкателем, .

20 желонку, ограниченную верхней и нижней перегородкой с осевыми отверстиями под толкатель и заполненную тампонаж ным материалом, и эластичную пробку, разметценную под нижней перег род25кой, снабжен поршнем-разделителем, установленным под верхней перегородкой на толкателе, выполненном в виде верхнего и нижнего штоков, сообщенных между собой гибкой связью длиной,

30 превышающей расстояние между верхним. и нижним штоками по меньшей мере на высоту эластичной пробки которая об разует с нижней перегородкой уравни тельную полость в нижней части жело ки, выполненной с радиальными отвер стиями, сообщающими уравнительную п лость со скважиной, причем нижний шток имеет рабочую высоту, превышаю щую высоту эластичной пробки и сооб щен с последней разрывным соединени ем. На фиг.1 показана схема тампонаж ного снаряда в транспортном положении в скважине; на фиг.2 - момент установки эластичной пробки в обсадной колонне; на фиг.З - установк цементного моста в скважине. Тампонажный снаряд (см.фиг.1) состоит из кабеля 1, головки 2, гиб кой нити 3, спирали накаливания 4, ударного груза 5. расположенного в верхней воздушной камере 6, обратно го клапана 7, полого пальца 8, порш ня 9 с верхним штоком 10, расположенным в нижней воздушной камере 11 окна 12, заглушки 13, поршня-разделителя 14, гибкой связи 15, желонки 16, нижнего штока 17, соединенного с помощью разрывного соединения (срезного штифта) 18 с эластичной пробкой 19, нижней перегородки 20, башмака 21 с окном 22, верхней перегородки 23. Позицией 24 показан цементный раствор, 25 обсадная колонна Поршень-разделитель 14 имеет центральное отверстие, без которого нельзя установить его в заданное место желонки 16, когда она заполнена цементным раствором 24. При установке поршня-разлелителя 14 в же лонку 16 избыточный объем цементного раствора через центральное отверстие поршня-разделителя вытесняется после чего оно закрывается заглуш-. кой 13 . Окна 12 и 22 в желонке 16 и башмаке 21 служат для уравновешивания давления под поршнем-разделителем 14 и над эластичной пробкой 19. Нижний шток 17 в перегородке 20. уплотнен сальником. Нижний шток введен в конструкцию снаряда для рационального использования хода поршня 9, так как он имеет незначительный объем. Использование столба цементного раствора 24 в качестве элемента, пе редающего давление на шток 17, имеющий незначительный объем, позволяет максимально использовать полость желонки 16 для размещения в ней цементного раствора. Тампонажный снаряд работает следующим образом. Снаряд спускают в скважину на глу бину установки моста в таком виде, как показано на фиг.1, а затем подают ток к спирали накаливания 4. В результате нагрева спирали накаливания 4 гибкая нить 3, удерживающая ударный груз 5 в подвешенном состоянии, разрушается, груз падает вниз, ударяя по обратному клапану 7. В результате удара полый палец 8 разрушается, вследствие чего буровой раствор под скважинным давлением попадает в надпоршневое пространство камеры 11 и. толкает поршень 9 вниз, %ерхний шток 10, в свою очередь, толкает поршень-разделитель 14, которя 1й создает давление на цементный раствор 24. В результате возникшего избыточного давления в желонке 16, нижнийшток 17 перемещается вниз и выталкивает из башмака 21 эластичHyto пробку 19 в обсадную колонну 25, создавая искусственный забой для установки моста (фиг.2). Затем снаряд поднимают вверх. Поскольку эластичная пробка 19 штифтом 18 соединена с нижним штоком 17, который , в свою очередь, соединен с поршнем- зазделителем 14 тросом 15, то при движении снаряда вверх происходит принудительное освобождение желонки 16 от цементного раствора 24, который размещается На эластичной пробке 19, вытесненной в обсадьую колонну 25. После того, как поршень-разделитель 14 достигает перегородки 20, штифт 18 срезается, а желонка 16 полностью освобождается от цементно-. го раствора, который образует цементный мост в обсадной колонне 25. Скорость освобождения желонки 16 от цементного раствора зависит от скорости подъема снаряда из скважины и не зависит от удельного веса бурового и цементного растворов. После установки цементного моста в скважине остается эластичная пробка 19 и цементный раствор 24, все остальное, в том числе и нижний шток 17., извлекается на поверхность для повторного использования (фиг.З). Использование предлагаемого изобретения позволяет надежно, качественно и быстро устанавливать цементные мосты в скважинах, заполненных буровым раствором любого удельного веса. Экономический эффект от применения одного комплекта снаряда по предварительным расчетам составляет около 20-25 тыс. руб. в год. Формула изобретения Тампонажный снаряд для установки мостов в скважинах, включающий корпус, головку, верхнюю воздушную камеру с размещенным в ней грузом и нижнюю воздушную камеру с обратным клапаном