УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ТАМПОНАЖНОЙ СМЕСИ В СКВАЖИНУ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при бурении с целью установки цементного или песчаного моста в заданном интервале скважины.
Известно устройство для доставки компонентов смеси в скважину (авторское свидетельство №1165767, МПК 7 Е21В 33/132, опубл. в бюл. №25 от 07.07.1985 г.), содержащее корпус, помещенные в нем контейнер для основного компонента, контейнер для ускорителя схватывания и затвор, сливную трубу для ускорителя схватывания с помещенным в нее поршнем-шплинтом, контейнер для основного компонента смеси, который размещен под контейнером для ускорителя схватывания и выполнен с боковой откидной крышкой на шарнирах, при этом затвор выполнен с серьгой под поршень-шплинт и стопорящим наружным буртиком под боковую откидную крышку, при этом боковая откидная крышка подпружинена относительно неподвижной стенки контейнера для основного компонента.
Недостатками данной конструкции являются:
- во-первых, сложность конструкции в работе, требующей определенной последовательности срабатывания зависящих друг от друга узлов и деталей;
- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для доставки сыпучих материалов в скважину (патент РФ на полезную модель №43300, МПК 7 Е21В 27/02, опубл. в бюл. №1 от 10.01.2005 г.), содержащее желонку с удаляемой крышкой, расположенной в донной части желонки, при этом крышка зафиксирована расположенными в ее гнездах шариками, удерживаемыми внутренней поверхностью подвижной втулки, имеющей в нижней части карманы для входа в них шариков при принудительном перемещении втулки для удаления освободившейся крышки, при этом крышка зафиксирована к втулке гибкой связью, при этом наружная поверхность желонки снабжена жесткими центраторами, а во внутрь желонки после заполнения ее сыпучим материалом устанавливается манжета, при этом крышка оснащена уплотнительным элементом, а сверху на желонку наворачивается наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия, по которым внутреннее пространство желонки над манжетой заполняется скважинной жидкостью в процессе спуска устройства в скважину,
кроме того, скважинная жидкость создает дополнительное давление на манжету в процессе опорожнения желонки.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, устройство срабатывает только при упоре подвижной втулки в забой или ранее доставленный сыпучий материал и не позволяет опорожнять доставляемый материал в любом интервале скважины;
во-вторых, при извлечении устройства из скважины велика вероятность выпадения шариков в скважину, в связи с чем возникает необходимость их извлечения, а это ведет к аварийным работам и, следовательно, к дополнительным затратам.
Технической задачей полезной модели является возможность опорожнения доставляемого в скважину материала в любом ее интервале в виде единого «стакана», а также исключение возможности возникновения аварийных работ в скважине.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для доставки тампонажной смеси в скважину, содержащим желонку, удаляемую крышку с гибкой связью, расположенную в донной части желонки, манжету, установленную внутри желонки, наконечник со сквозными отверстиями, навернутый сверху на желонку, жесткие центраторы, уплотнительный элемент.
Новым является то, что на верхнем конце желонки установлена самоуплотняющаяся манжета, пропускающая снизу вверх, при этом удаляемая крышка снизу снабжена дополнительной манжетой, а гибкой связью соединена с манжетой, причем сквозь наконечник в желонку пропущены электрические жилы геофизического кабеля с клеммами на конце, соединенными между собой силовым проводом, при этом одна из клемм соединена с манжетой с возможностью разъединения после разрушения силового провода.
На фигуре изображено предлагаемое устройство для доставки тампонажной смеси в скважину в продольном разрезе.
Устройство для доставки тампонажной смеси в скважину содержит желонку 1 (см. фиг.) с удаляемой крышкой 2 с гибкой связью 3, причем удаляемая крышка 2 расположена в донной части желонки 1.
На верхнем конце желонки 1 установлена самоуплотняющаяся манжета 4, пропускающая снизу вверх. Сверху в желонку 1 навернут наконечник 5, в котором выполнены сквозные отверстия 6.
Внутри желонки 1 над тампонажной смесью 7 установлена манжета 8. Кроме того, удаляемая крышка 2 снизу снабжена дополнительной манжетой 9 и гибкой связью 3 соединена с манжетой 8.
Сквозь наконечник 5 в желонку 1 пропущены электрические жилы 10 и 11 геофизического кабеля 12 с соответствующими клеммами 13 и 14 на конце, соединенными между собой силовым проводом 15, при этом клемма 14 соединена с манжетой 8 с возможностью разъединения после разрушения силового провода 15. На наружной поверхности желонки 1 установлены жесткие центраторы 16. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительным элементом 17.
Устройство для доставки тампонажной смеси в скважину работает следующим образом.
В донную часть желонки 1 посредством уплотнительного элемента 17 устанавливают соединенную с гибкой связью 3 удаляемую крышку 2, к которой снизу закреплена дополнительная манжета 9.
Затем выводят верхний конец гибкой связи 3 из желонки 1 и сверху в желонку 1 заливают тампонажную смесь 7, после чего на тампонажную смесь 7 во внутрь желонки 1 устанавливают манжету 8, которую соединяют с гибкой связью 3 и подгоняют по уровню тампонажной смеси 7 в желонке 1. После чего подсоединяют клемму 14 электрической жилы 11 к манжете 8 и обвязывают клеммы 13 и 14 силовым проводом 15, параметры (диаметр, длину) которой подбираются в зависимости от веса и объема тампонажной смеси 7 в желонке 1 и предполагаемой силы тока, подаваемой на электрические жилы 10 и 11 геофизического кабеля 12.
Затем на желонку 1 наворачивают наконечник 5. Далее устройство на геофизическом кабелем 12 спускают в скважину в требуемый интервал опорожнения тампонажной смеси 7.
В процессе спуска устройства находящаяся под устройством скважинная жидкость перепускается снизу вверх в пространство скважины выше устройства благодаря самоуплотняющейся манжете 4, пропускающей снизу вверх, после чего скважинная жидкость через сквозные отверстия 6 наконечника 5 попадает во внутреннее пространство 18 желонки 1, создавая дополнительное давление на тампонажную смесь 7, при этом тампонажная смесь 7 не взаимодействует со скважинной жидкостью благодаря манжете 8, которая исключает ее взаимодействие со скважинной жидкостью сверху и дополнительной манжете 9 с уплотнительным элементом 17, которые, в свою очередь, исключают взаимодействие тампонажной смеси 7 со скважинной жидкостью снизу, таким образом, тампонажная смесь 7 герметично доставляется в заданный интервал скважины.
Далее на устье скважины подают на электрические жилы 10 и 11 геофизического кабеля 12 электрический ток, который разрушает (разрывается) силовой провод 15 при этом жила 11 разъединяется от клеммы 14.
Затем устье скважины обвязывают с насосным агрегатом (на фиг. не показано) и доливают скважину технологической жидкостью, после чего герметизируют на устье геофизический кабель 12 и создают в скважине выше самоуплотняющейся манжеты 4 определенное избыточное давление, например, 3,0-4,0 МПа, которое прижимает самоуплотняющуюся манжету 4 к стенкам скважины, при этом избыточное давление через сквозные отверстия 6 наконечника 5 передается внутрь желонки 1 и посредством манжеты 8 и тампонажной смеси 7 давит сверху на удаляемую крышку 2, которая выпадает из донной части желонки 1, при этом во внутреннем пространстве 18 желонки 1 избыточное давление скважинной жидкости, создаваемое насосным агрегатом, передается на манжету 10, которая вытесняет тампонажную смесь 7 из желонки 1, поскольку нижний конец желонки 1 открыт, при этом скважинная жидкость замещает в желонке 1 тампонажную смесь 7. Одновременно с этим, не сбрасывая давления в скважине, устройство медленно приподнимают вверх до предполагаемого верхнего уровня тампонажной смеси 7 в скважине в зависимости от его объема в желонке, при этом манжета 8 совершает осевое перемещение вниз до выпадения из желонки 1, а внутреннее пространство 18 желонки 1 замещается скважинной жидкостью. После достижения предполагаемого верхнего уровня тампонажной смеси 7 в скважине давление в скважине над самоуплотняющейся манжетой 4 сбрасывают до нуля. После чего разгерметизируют геофизический кабель 12 на устье скважины и устройство полностью извлекают на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет опорожнять доставляемую в скважину тампонажную смесь в любом интервале, которая остается в скважине в виде единого «стакана», благодаря гибкой связи, соединяющей манжету и удаляемую крышку с дополнительной манжетой. Кроме того, использование электрического тока для опорожнения устройства исключает возникновение аварийных работ.