УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ МАТЕРИАЛОВ В СКВАЖИНУ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при интенсификации добычи путем доставки в пласт химических материалов, а также при ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов при их засыпке песком.
Известно «Устройство для доставки компонентов смеси в скважину» (а.с. №1165767, МПК 7 Е 21 В 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:
Устройство обладает следующими недостатками:
- 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 и как следствие высокой ее стоимости.
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 Е 21 В 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, низкая надежность работы устройства, связанная с тем, что в процессе опорожнения желонки, доставляемый в скважину материал высыпается в скважину непосредственно на крышку, что при подъеме ведет к обрыву гибкой связи и как следствие выпадению крышки и шариков в скважину. В итоге устройство не работоспособно в дальнейшем, а крышку и шарики необходимо извлекать из скважины, что ведет к дополнительным затратам.
во-вторых, в процессе опорожнения влажного материала (например, песка) или материала имеющего низкую плотность, возможно лишь частичное высыпание в скважину, при этом остальной материал остается внутри желонки и извлекается на поверхность, в связи с чем снижается эффективность работы устройства.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности и эффективности работы устройства.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для доставки материалов в скважину, содержащим желонку с крышкой, расположенной в донной части желонки, шарик, фиксирующий крышку и удерживаемый внутренней поверхностью подвижной втулки, которая расположена на нижнем конце желонки с возможностью ограниченного осевого перемещения и имеет в нижней части карман для входа в него шарика при принудительном перемещении подвижной втулки, жесткие центраторы, установленные на наружной поверхности желонки, уплотнительный элемент, наконечник, со сквозными отверстиями сверху навернутый на желонку.
Новым является то, что на наружной поверхности желонки установлен пакерующий элемент, жестко закрепленный на ней упорами, при этом пакерующий элемент выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх, причем крышка зафиксирована относительно нижнего торца желонки с одной стороны поворотным шарниром, а с противоположной стороны-шариком, установленным в радиальное сквозное отверстие, которое выполнено в желонке под крышкой, причем в транспортном положении крышка эксцентрично опирается на шарик сверху, при этом уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты.
На фиг. изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство для доставки материалов в скважину содержит желонку 1 с крышкой 2, расположенной в донной части желонки 1. Крышка 2 зафиксирована относительно
нижнего торца желонки 1 с одной стороны поворотным шарниром 3, а с противоположной стороны шариком 4, установленным в радиальное сквозное отверстие 5, которое выполнено в желонке 1 под крышкой 2. Шарик 4, фиксирующий крышку 2 в транспортном положении, удерживается в радиальном отверстие 5 внутренней поверхностью подвижной втулки 6, которая расположена на нижнем конце желонки 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения.
Подвижная втулка 6 имеет в нижней части карман 7 для входа в него шарика 4 в рабочем положении при принудительном перемещении подвижной втулки 6.
На наружной поверхности желонки 1 установлены жесткие центраторы 8. На верхний конец желонки навернут наконечник 9.
Над крышкой 2 установлен уплотнительный элемент 10, выполненный в виде тарельчатой манжеты.
На наружной поверхности желонки 1 установлен пакерующий элемент 11, который жестко закреплен на желонке 1 с помощью верхнего 12 и нижнего 13 упоров.
Пакерующий элемент 11 выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх.
В наконечнике 9 выполнены сквозные отверстия 14, обеспечивающие замещение внутреннего пространства желонки скважинной жидкостью при принудительном вытеснении материала в скважину.
Устройство работает следующим образом.
На устье скважины (на фиг. не показано) крышку 2 устанавливают в транспортное положение. Для этого над крышкой 2 устанавливают уплотнительный элемент 10, затем посредством поворотного шарнира 3 поворачивают крышку 2 вертикально желонке 1. После чего устанавливают в сквозное радиальное отверстие 5 желонки 1 шарик 4, при этом крышка 2 опирается эксцентрично на шарик 4 сверху. Засыпают в желонку 1 необходимое количество материала 15 (например, влажный песок), а затем сверху на желонку 1 наворачивают наконечник 9. Далее устройство соединяют с геофизическим кабелем 16 и опускают его в скважину. В процессе спуска устройства в скважину оно центрируется относительно оси скважины посредством жестких центраторов 8.
При упоре подвижной втулки 6 устройства в забой или заранее установленный в необходимом интервале скважины мост (опору) она перемещается относительно желонки 1 и карман 7 подвижной втулки 6 устанавливается напротив шарика 4.
Под действием веса материала 15, находящегося в желонке 1 и оказываемого воздействие на крышку 2 сверху вниз, последняя в следствии своей эксцентричной опоры на шарик 4 выталкивает его в карман 7 подвижной втулки 6.
Крышка 2 выходит из взаимодействия с шариком 4, то есть занимает рабочее положение и посредством поворотного шарнира 3 поворачивается вниз под весом материала 11, который начинает опорожняться в скважину.
С целью полного опорожнения материала 15 из желонки устройство приподнимают на высоту столба материала 15, образующегося в скважине после разгрузки материала из желонки.
Затем доливают скважину технологической жидкостью (на фиг. не показано) и герметизируют устье скважины. После чего с помощью насосного агрегата (на фиг. не показано) создают в скважине избыточное давление, которое воздействует на пакерующий элемент 11 сверху, прижимая воротники самоуплотняющейся манжеты к внутренней стенке скважины. В результате чего скважинная жидкость через сквозные отверстия 14 наконечника 9 попадает внутрь желонки 1, вызывая опорожнение материала и замещение последнего скважинной жидкостью.
После этого сбрасывают давление в скважине и разгерметизируют устье. После чего начинают подъем устройства вверх посредством геофизического кабеля 16. По окончанию опорожнения желонки 1 крышка 2 посредством поворотного шарнира 3 закрывается, то есть возвращается в транспортное положение. При дальнейшем подъеме устройства вверх подвижная втулка 6 выходит из взаимодействия с забоем или заранее установленным в необходимом интервале скважины мостом (опорой) и опускается вниз относительно желонки 1, при этом шарик 4 выходит из кармана 7 перемещаясь в сквозном радиальном отверстии 5 желонки 1 в сторону крышки 2, где, заняв транспортное положение фиксируется крышкой 2, которая эксцентрично опирается на шарик 4 сверху. Далее устройство извлекают на дневную поверхность.
Предлагаемое устройство для доставки материалов в скважину обладает высокой надежностью в работе, которая достигается наличием в конструкции поворотного шарнира и шарика, фиксирующих и удерживающих крышку относительно желонки в процессе работы, а повышение его надежности в работе связано с принудительным вытеснением материала из желонки, что в конечном счете позволяет избежать повторных работ в скважине, а также снизить материальные и финансовые затраты.