УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ СКВАЖИН

1МКИбЕ21ВЗЗ/132
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ СКВАЖИН
Полезная модель относится к области бурения скважин в осложненных условиях и может быть использована для закрепления стенок скважины с помощью сухих быстросхватывающихся смесей (БСС).
Известно устройство для сухого тампонирования, включающее контейнер для доставки сухой БСС в зону тампонирования, состоящий из трубы с переводником в верхней части и пробки в нижней части. Внутри контейнера помещены сухая порошкообразная БСС и в его верхней части - поршень с клапаном, В нижней части контейнера над пробкой размещены ножи. Сухая порошкообразная смесь доставляется к забою скважины в контейнере, упакованной в гидроизоляционные оболочки (полиэтиленовые пакеты), и выдавливается на забой под действием давления жидкости, подаваемой по бурильной колонне. При этом полиэтиленовые пакеты, проходя через ножи .разрезаются, а порошкообразная смесь перемещается на забой скважины, перемешиваясь с находящейся в скважине жидкостью. Затем производится трамбование образованной в скважине тампонажной смеси, после чего контейнер поднимается на поверхность.1.
Недостатком данного устройства является то, что разрушенные полиэтиленовьге пакеты в отдельных случаях препятствуют сцеплению твердеющего тампонажного камня с породой, что снижает надежность изоляции отдельных интервалов скважины, а также то , что тампонируется ствол скважины по всему сечению. Последнее ведет к повышенному нерациональному расходу смеси и необходимости разбуривания , затампонированного интервала при продолжении процесса углубки скважины.
Известен также комплект аппаратуры для сухого тампонирования, включающий контейнер для доставки сухой БСС в зону тампонирования и разбурочно- затирающее устройство. Сухая порошкообразная смесь доставляется к забою скважины в контейнере, упакованной в гидроизоляционные оболочки
(полиэтиленовые пакеты), и выдавливается на забой под действием давлейия жидкости, подаваемой по бурильной колонне. Затем контейнер поднимается на поверхность, а в скважину опускается разбурочно-затирающее устройство. С его
« .
помощью пакеты разрушаются, порошкообразная БСС перемешивается с находящейся в скваяшне жидкостью и образованная жидкая тампонажная смесь затирается в стенки скважины 2.
Недостатком данного комплекта аппаратуры является необходимость отдельного спуска в зону тампонирования контейнера и повторного спуска в скважину разбурочно-затираюшего устройства. Кроме того разрушенные полиэтиленовые пакеты в отдельных случаях препятхлгвуют сцеплению твердеющего тампонажного камня с породой, что снижает надежность изоляции отдельных интервалов скважины. Недостатком данного устройства является также то, что затворение сухой БСС производится в открытом стволе жидкостью, которая находится в скважине, а зачастую это - глинистъш раствор, снижающий качество образуемой смеси..
Предлагаемая модель позволяет за один спуск доставлять в скважину сухую порошкообразную смесь непакетированной, затворять тампонажный раствор наиболее рационально - с помощью воды - и производить тампонирование интервала осложнений путем затирания тампонажного раствора в стенки скважины.
Поставленная цель достигается путем использования устройства, включающего трубчатый корпус для хранения и доставки к забою сухой порошкообразной БСС и затирочного элемента.
Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что оно состоит из трех камер, образованных внутри трубчатого корпуса двумя поршнями. В нижней камере установлен выталкиваемый затирочный элемент, соединенный с нижним поршнем, закрепленным с помопц ю срезаемой шпильки в трубчатом корпусе. Средняя и верхняя камеры вьшолнены в виде коаксиальной системы из двух труб (трубчатого корпуса и внутренней трубы), причем внутренняя труба в пределах средней камеры, заполненной сухой порошкообразной БСС, снабжена пазами, в которых установлены пружинные пластины и вьшолнены отверстия, и нижняя
часть внутренней трубы снабжена наружным многогранником, а нижняя часть корпуса средней камеры выполнена в виде внутреннего многогранника, при этом верхний поршень, выполненный в виде кольца, установлен в пространстве между трубчатым корпусом и внутренней трубой и соединен с корпусом срезаемой шпилькой, причем на нижней части верхнего поршня выполнены наружный и внутренний многогранники. В верхней камере размещен сбрасываемый управляющий шар.
На фиг. 1 приведено устройство в разрезе в положении для перемешивания сухой БСС с водой (вид сбоку), на фиг. 2 - тоже в положении затирания БСС в стенки скважины. На фиг. 3 устройство приведено в разрезе по А-А, на фиг. 4 устройство приведено в разрезе по Б-Б, на фиг. 5 показан вид устройсгва по стрелке В (вид снизу).
Устройство выполнено в виде трех камер: верхней 1, средней 2, нижней 3, выполненных в разъемном трубчатом корпусе 4. Верхняя камера ограничена снизу кольцевым поршнем 5, который закреплен в корпусе 4 срезаемой шпилькой 6. На нижней части поршня 5 выполнены наружный 7 и внутренний 8 многогранники.
В нижней камере 3 установлен нижний поршень 9, который закреплен в корпусе 4 срезаемой шпилькой 1.0 и с помощью штока 11 соединен с выталкиваемым затирочным элементом 12. В поршне установлены подпружиненные пальцы 13. В средней части камеры 3 корпус 4 выполнен со спиральными пазами 14. Выше спиральных пазов 14 в стенках корпуса 4 выполнены отверстия 15 для выдавливания жидкой тампонажной смеси в скважину, а торец корпуса 4 нижней камеры 3 выполнен со стопорящими элементами 16.
В средней камере установлена внутренняя труба 17, которая снабжена пазами 18, в которых установлены пружинные пластины 19 и вьшолнены отверстия 20, а нижняя часть трубы 17 снабжена наружным многогранником 21, нижняя часть корпуса 4 средней камеры 2 выполнена в виде внутреннего многогранника 22. Средняя камера 2 заполнена сухой порошкообразной быстросхватывающейся смесью 23.
Верхняя часть внутренней трубы 17 в пределах верхней камеры 1 соединена с трубчатым переходником 24, который , в свою очередь, соединен с корпусом 4 с помощью подшипника 25 и гайки 26. В корпусе переходника 24 выполнено отверстие 27, а в его внутренней полости размещается сбрасываемый управляющий шар 28.
Устройство размещено на забое 29 скважины 30.
Работа устройства. Устройство на бурильных трубах опускается на забой скважины при вскрытии интервала осложнений (поглощения промывочной жидкости и т.п.) и закрепляется на забое весом бурового снаряда или созданной
осевой нагрузкой с помощью стопорящих элементов 17, после чего по колонне бурильных труб подается расчетное количество воды для затворения сухой порощкообразной БСС. Вода по внутренней трубе 18 поступает в среднюю камеру и через отверстия 21 к сухой смеси 23. Затем колонне бурильных труб придают вращение, которое через переходник 24 передается внутренней трубе 18. При вращении трубы 18 с помощью воздействия пружинных пластин 20 происходит перемешивание сухой смеси 23 с водой и образуется жидкая тампонажная смесь. По истечении заданного времени, необходимого для приготовления жидкой тампонажной смеси, вращение отключают и внутрь колонны бурильных труб сбрасывают управляющий щар, который перекрывает внутреннее отверстие трубы 18. Устройство поднимают над забоем на заданную высоту, необходимую для выхода из корпуса 4 затирочного элемента. В колонну бурильных труб насосом подают жидкость, давление которой через отверстие 27 воздействует на верхнюю поверхность порщня, в результате чего срезается шпилька 6. Далее давлением жидкости порщень 6 начинает перемещаться вниз, воздействуя на образованную жидкую смесь. В свою очередь смесь давит на верхнюю поверхность нижнего порщня 10, в результате чего срезается щпилька 11 и поршень 10 перемещается вниз, выталкивая с помощью штока 12 из корпуса 4 затирочный элемент 13. После достижения нижнего положения порщень 10 раскрепляется в корпусе 4 за счет вхождения подпружиненных пальцев 14 в спиральные пазы 15 и открываются отверстия 16, через которые жидкая смесь выдавливается в скважину. Порщень 5 перемещается до нижнего положения.