УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В СКВАЖИНУ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при интенсификации добычи путем доставки в пласт сыпучих материалов, а также при бурении или ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов при их засыпке этими материалами, например при гидроразрыве пласта.
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 сыпучего материала в любом ее интервале, а также исключение возможности возникновения аварийных работ в скважине.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для доставки сыпучих материалов 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 наружной поверхности желонки ниже жестких центраторов установлена самоуплотняющаяся манжета, пропускающая снизу вверх, при этом крышка разрезным пружинным кольцом, размещенным во внутренней кольцевой проточке, выполненной в желонке, и гибкой связью соединена с желонкой.
На фигуре изображено предлагаемое устройство для доставки сыпучих материалов в скважину в продольном разрезе.
Устройство для доставки сыпучих материалов в скважину содержит желонку 1 (см. фиг.) с внутренней кольцевой проточкой 2, в которой размещено разрезное пружинное кольцо 3 (например, круглого сечения), фиксирующее удаляемую крышку 4, расположенную в нижней части желонки 1, кроме того, удаляемая крышка 4 гибкой связью 5 соединена с желонкой 1. Удаляемая крышка 2 оснащена уплотнительным элементом 6.
Наружная поверхность желонки 1 снабжена жесткими центраторами 7, а ниже - самоуплотняющейся манжетой 8, пропускающей снизу вверх. Сверху в желонку 1 навернут наконечник 9, в котором выполнены сквозные отверстия 10, а внутри желонки 1 над сыпучим материалом 11 установлена манжета 12.
Устройство работает следующим образом.
На устье скважины (на фиг. не показано) на удаляемую крышку 4 (см. фиг.) устанавливают уплотнительный элемент 6, а затем посредством разрезного пружинного кольца
3 устанавливают удаляемую крышку 4 в донную часть желонки 1. Засыпают сыпучий материал 11 (например, сыпучий химический реагент) в желонку 1, а затем на сыпучий материал 10 сверху внутрь желонки 1 устанавливают манжету 12, после чего сверху на желонку 1 наворачивают наконечник 9. Далее устройство соединяют с геофизическим кабелем 13 и спускают его в скважину в требуемый интервал опорожнения сыпучего материала 11. В процессе спуска устройства в скважину оно центрируется с помощью жестких центраторов 7, а находящаяся под ней скважинная жидкость перепускается снизу вверх в пространство скважины выше устройства благодаря самоуплотняющейся манжете 8, пропускающей снизу вверх, после чего скважинная жидкость через сквозные отверстия 10 наконечника 9 попадает во внутреннее пространство 14 желонки 1, создавая дополнительное давление на сыпучий материал 11, при этом сыпучий материал 11 остается сухим, благодаря манжете 12.
Далее устье скважины обвязывают с насосным агрегатом (на фиг. не показано) и доливают скважину технологической жидкостью, после чего герметизируют на устье геофизический кабель 13 и создают в скважине выше самоуплотняющейся манжеты 8 определенное избыточное давление, например, 3,0-4,0 МПа, которое прижимает самоуплотняющуюся манжету 8 к стенкам скважины, при этом избыточное давление через сквозные отверстия 10 наконечника 9 передается внутрь желонки 1 и посредством манжеты 12 и сыпучего материала 11 давит сверху на удаляемую крышку 4, при этом в определенный момент разрезное пружинное кольцо 3 сжимается во внутренней кольцевой проточке 2 желонки 1 и освобождает от фиксации удаляемую крышку 4, которая выпадает только из донной части желонки 1 и благодаря гибкой связи 5 не падает в скважину. Во внутреннем пространстве 14 желонки 1 избыточное давление скважинной жидкости, создаваемое насосным агрегатом, передается на манжету 12, которая вытесняет сыпучий материал 11 из желонки 1, поскольку нижний конец желонки 1 открыт, при этом скважинная жидкость замещает сыпучий материал 11. Далее, не сбрасывая давления в скважине, устройство медленно приподнимают вверх до предполагаемого верхнего уровня сыпучего материала 11 в скважине в зависимости от его объема в желонке. После достижения предполагаемого верхнего уровня сыпучего материала 11 в скважине давление в скважине над самоуплотняющейся манжетой 8 сбрасывают до нуля. После чего разгерметизируют геофизический кабель 13 на устье скважины и устройство полностью извлекают на поверхность.
Предлагаемое устройство для доставки сыпучих материалов позволяет опорожнять доставляемый в скважину сыпучий материал в любом ее интервале, кроме того, устройство исключает возможность возникновения в скважине аварийных ситуаций, связанных с разбуриванием деталей устройства в скважине.