УПЛОТНИТЕЛЬ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ЛОКАЛЬНЫЙ (УТРЛОК)

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к строительству скважины, а именно к техническим средствам для разобщения пластов при креплении скважины.
Известен уплотнитель тампонажного раствора (см. а.с. СССР №354116 МПК Е21В 33/12 опубл. в БИ №30, 09.10.1972 г. под названием «Устройство для цементирования скважин»), содержащий трубчатый корпус с отверстиями и фильтром, расположенным на наружной его поверхности, в отверстиях корпуса установлены полые разрушаемые пальцы с подпружиненными обратными клапанами и шайбами со штуцирующими отверстиями, разрушаемая часть полых пальцев выступает внутрь корпуса.
Недостатком известного уплотнителя является то, что оно не обеспечивает необходимое качество цементирования. Объясняется это тем, что разрушаемая часть полых пальцев увлекаясь продавочной пробкой падает вниз и попадает в полость обратного клапана, перекрывающего на забое центральный канал колонны, что приводит к несрабатыванию этого клапана.
Известен также уплотнитель тампонажного раствора (см описание изобретения по а.с. СССР №640020, МПК Е21В 33/14, опубл. в БИ №48 от 30.12.1978 г. под названием «Устройство для цементирования скважин»), содержащий трубчатый корпус с отверстиями и фильтром, расположенным на наружной его поверхности, в отверстиях корпуса установлены полые разрушаемые пальцы с подпружиненными обратными клапанами и шайбами со штуцирующими отверстиями. При этом разрушаемая часть полых пальцев выступает внутрь корпуса и установлены концентрично расположенной в корпусе втулке.
Это устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.
В нем недостаток аналога устранен, но и он не лишен недостатка. К общим недостаткам аналога, и взятого за прототип устройства является то, что фильтрующий элемент выполнен только из одного слоя, что вызывает опасность проникновения внутрь колонны с фильтратом и цементного раствора, находящегося в заколонном пространстве.
Следовательно, указанные технические решения не надежны в работе.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности.
Поставленная техническая задача решается описываемой полезной моделью, трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, с фильтром на наружной поверхности и с отверстиями, с установленными в них полыми пальцами с разрушаемой частью, внутри которых размещены подпружиненные обратные клапаны и шайбы с штуцирующими отверстиями, разрушаемая часть полых пальцев выступает внутрь корпуса и установлены концентрично расположенной в корпусе втулке.
Новым является то, что фильтр устанавливаемый в зоне кровли водоносного пласта выполнен длиной не менее одного метра из не менее 2х слоев из коррозионностойкой стальной проволоки, между которыми установлен фильтр тонкой очистки (Эти признаки являются главными).
Ниже приведенные отличительные признаки являются зависимыми от главных.
- верхний конец корпуса дополнительно снабжен технологической муфтой.
- для изготовления фильтра в качестве коррозионностойкой стальной проволоки выбрана оцинкованная стальная проволока.
- в качестве фильтра тонкой очистки выбран фильтромиткаль.
- при наличии в скважине нескольких водоносных пластов в фильтре, устанавливаемого в зоне нижних из них, штуцирующие отверстия шайбы выполнены с большей пропускной способностью.
- корпус по обе стороны от фильтра по длине выполнен с запасом для осуществления монтажа к трубам спускаемой обсадной колонны: от фильтра до дополнительной технологической муфты длина составляет не менее 2 м, а ниже от фильтра до нижней резьбовой нарезки длина составляет не менее 0,5 м.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид уплотнителя тампонажного раствора в частичном разрезе, где видны корпус, фильтрующие элементы, полый палец с установленным в нем подпружиненными обратными клапаном и муфта завинченная на резьбовую нарезку верхнего конца корпуса. На фиг.2 - сечение В-В по фиг.1, где видны корпус и фильтрующую жидкость элементы, опоясывающие корпус слоями. На фиг.3 - вид Б - фиг.1, где видны полый палец, установленный в отверстиях корпуса с подпружиненным клапаном его штуцер, а также втулка концентрично установленная внутри корпуса, где размещена разрушаемая часть полого пальца. На фиг.4 - вид А - фиг.1, где видны корпус и расположенные слоями на его наружной поверхности фильтрующие элементы.
Уплотнитель тампонажного раствора содержит трубчатый корпус 1 (см фиг.1) с присоединительными резьбами 2 и 3 на концах и с фильтром 4 на наружной поверхности. Фильтр выполнен из не менее двух слоев 5 и 6 коррозионностойкой стальной проволоки, плотно уложенных витками. В качестве такой проволоки может быть выбрана оцинкованная стальная проволока или канатная проволока. Между двумя слоями стальной проволоки установлен фильтр 7 тонкой очистки, в качестве которого выбран фильтромиткаль (см. фиг.1 и 4). Он установлен в два слоя, при котором отбираемый фильтрат тампонажного раствора получается чистым без примеси цемента. В корпусе выполнены цилиндрические отверстия 8, в которых установлены полые пальцы 9 с разрушаемой частью 10. Внутри полых пальцев установлены шайбы 11 со штуцирующими отверстиями и подпружиненными обратными клапанами 12, работающими на закрытие со стороны полости корпуса 1. Разрушаемая часть 10 пальцев 9, заглушенные пробкой 13, выступают внутрь корпуса (см. фиг.3) и установлены в глухих отверстиях втулки 14, концентрично установленной в корпусе. При наличии нескольких водоносных пластов в фильтре, устанавливаемого в зоне нижних из них штуцирующие отверстия шайбы выполнены с большей пропускной способностью. Так, например, при трех уровнях установки уплотнителя в верхнем из них штуцирующие отверстия шайбы с диаметром 2 мм выполнены в количестве двух штук, в среднем с таким же диаметром отверстия - три штуки, а в нижнем - 4 штуки с таким же диаметром отверстия 2 мм. Верхняя часть корпуса с резьбовой нарезкой снабжена технологической муфтой 15 (см. фиг.1). Для предотвращения разрушения фильтра при монтаже к трубам спускаемой обсадной колонны корпус по обе стороны от фильтра по длине выполнен с запасом: от фильтра до дополнительной технологической муфты длина составляет не менее 2 м, а ниже от фильтра до нижней резьбовой нарезки длина составляет не менее 0,5 м.
Описанный уплотнитель работает следующим образом.
Его спускают в скважину в составе колонны обсадных труб (обсадные трубы на чертеже не показаны) и устанавливают в наиболее ответственных местах, где есть опасность миграции пластовых вод в цементном кольце в заколонном пространстве, например, в зоне водонефтяного контакта, в интервале каверны между нефтяным и водоносным пластами или между пластами с аномальным перепадом пластовых давлений.
В конце операции цементирования тампонажный раствор продавливают продавочной пробкой, которая достигая втулки 14 оказывает давление на нее и срезает разрушаемую часть 10 полых пальцев 9, которая со втулкой, перемещаясь вниз, садится на упорное кольцо, установленное в колонне ниже устройства для цементирования (устройство на фиг не показано). Далее внутри колонны обсадных труб снижают давление, благодаря чему создается перепад давления между столбом жидкости за обсадной колонной и внутри нее. Под действием перепада давления происходит фильтрация воды из тампонажного раствора во внутрь колонны через фильтрующие элементы 4 и 5, клапаны 12 полых пальцев 9 и шайбы 11 со штуцирущими отверстиями. При этом цементное кольцо напротив уплотнителя и за его пределами уплотняется и образует цементный мост повышенной прочности, препятствующий возникновению межпластовых каналов и перетоков в момент твердения тампонажного раствора.
Технико-экономическое преимущество предложение заключается в следующем.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает получение чистого фильтрата без примеси цемента из тампонажного раствора за счет повышенной надежности ее конструкции. Уплотнитель обладает повышенными эксплуатационными показателями. При этом снабжение верхнего конца корпуса технологической муфты обеспечивает оперативность спуска колонны обсадных труб, следовательно, сократить при этом затраты времени.