УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ТАМПОНАЖНОГО СОСТАВА В ЗОНУ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности, к устройствам для доставки тампонажного состава в зону ремонтно-изоляционных работ.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для доставки тампонажного раствора в заданную зону скважины [1]. Данное устройство, согласно изобретению, обеспечивает доставку тампонажного раствора в заданную зону скважины, расширяет область применения, повышает надежность разобщения пластов скважины и облегчение спуска устройства. Недостатком известного устройства является то, что оно не приспособлено для доставки в заданную зону скважины быстросхватывающихся тампонажных растворов. Смешение компонентов тампонажного раствора и его заполнение в ампулы и в корпус
устройства происходит на поверхности, непосредственно над устьем скважины. При приготовлении и заполнении быстросхватывающегося тампонажного раствора, в случае возникновения непредвиденных задержек при спуске устройства в скважину (например, при поломке подъемника используемого для спуско-подъемных операций), вязкость тампонажного раствора может резко возрасти. В результате, тампонажный раствор может не выйти из корпуса устройства в скважину, либо выйти частично. Это приведет к выходу устройства из строя и необходимости его подъема на поверхность, либо к прихвату устройства в колонне и аварии на скважине. Кроме перечисленных выше недостатков, при установке моста в стволе скважины, между внутренней поверхностью обсадных труб и основным объемом тела тампонажного моста будет находиться ампула из эластичного материала. Это приведет к значительному уменьшению адгезии тампонажного раствора к стенкам скважины, и, как следствие, к сползанию моста по обсадным трубам, при наличии перепада давления. Использование ампул из эластичного материала не позволяет закачивать тампонажный раствор в пласт, интервал нарушения эксплуатационной колонны или интервал поглощения открытого ствола при строительстве скважины.
Технической задачей изобретения является расширение области применения, повышение надежности работы устройства, обеспечение надежной установки моста в запланированном интервале или тампонирования строго определенного пласта или пропластка за счет конструктивных особенностей устройства и использования тампонажных составов с короткими сроками отверждения и высокой адгезией.
Задача решается тем, что устройство для доставки тампонажного состава в заданную зону скважины имеет конструкцию представленную на рис. 1. Устройство для доставки тампонажного состава состоит из корпуса 1 разделенного на камеры 3 и 4 перегородкой 2, которая оборудована уплотнителем 15. Над корпусом 1 установлен переходник 5, на поверхности которого имеется клапан одностороннего действия 6 для перепуска жидкости
в трубы 7, на которых устройство спускается в скважину. Между корпусом 1 и патрубком 5 устанавливаются разрушаемая диафрагма 14 и сменная втулка 8, ограничивающая проходное сечение одной из камер. Устройство сменной втулки 8 показано на рис.2. Сменная втулка 8 фиксируется от поворота вокруг своей оси за счет вхождения верхней части перегородки 2 в гнездо 9 втулки при сборке устройства.
Конструкция нижней части корпуса обеспечивает образование каналов 10 направленных друг к другу под углом. Кроме того, в нижней части корпуса имеется откидной запорный узел 11 с уплотнителем 17. В откидном запорном узле 11 имеется смотровое отверстие 12 с пробкой 16. Запорный узел прикреплен к корпусу с помощью фиксатора 13, который обеспечивает закрепление запорного узла в открытом и в закрытом положении.
Признаки изобретения:
1. корпус устройства,
2. переходник,
3. клапан одностороннего действия,
4. разрушаемая диафрагма,
5. корпус разделен перегородкой,
6. нижняя часть корпуса снабжена откидным запорным узлом,
7. запорный узел в закрытом положении образует герметичные камеры для тампонирующего материала и инициатора его структурообразования,
8. сменная втулка, ограничивающая проходное сечение камеры, заполненной компонентом состава с меньшей вязкостью,
9. в откидном запорном узле выполнено смотровое отверстие,
10. нижняя часть корпуса выполнена с образованием каналов, которые направлены друг к другу под углом,
11. запорный узел в открытом положении закрепляется фиксатором.
Признаки 1, 2, 3 и 4 являются общими для известного и предлагаемого устройства для доставки тампонажного состава. Признаки 5-11 являются существенными отличительными признаками предлагаемого изобретения.
Сутью предлагаемого изобретения является то, что при ремонте скважины разработанное устройство обеспечивает доставку и приготовление однородного тампонажного состава непосредственно в стволе скважины в интервале ремонтно-изоляционных работ. Сроки схватывания тампонажного состава регулируются изменением концентрации инициатора структурообразования, заполняемого в изолированную камеру устройства и скоростью его истечения из камеры. Конструкция устройства позволяет приготавливать и использовать тампонажные составы с коротким сроком отверждения и высокой адгезией тампонажного камня к внутренней поверхности обсадной колонны или открытого ствола скважины. За счет приготовления в предлагаемом устройстве тампонажного состава с коротким сроком отверждения и высокой адгезией тампонажного камня к внутренней поверхности обсадной колонны или открытого ствола скважины, обеспечивается установка моста или ликвидация поглощения пласта в заданном интервале. При проведении ремонтно-изоляционных работ по устранению нарушения эксплуатационной колонны, ликвидации заколонной циркуляции или ограничении водопритока из обводненного пласта в условиях низкой приемистости изолируемого интервала, срок отверждения тампонажного состава может быть увеличен, за счет его приготовления в разработанном устройстве.
При сборке устройства на поверхности камера 4 заполняется инициатором структурообразования тампонажного состава. Если после этого не происходит вытекание инициатора структурообразования через смотровое отверстие, то камеры 3 и 4 считаются герметичными, после чего камера 3 заполняется структурирующимся компонентом тампонажного состава. Сроки образования тампонирующей массы регулируются изменением концентрации инициатора структурообразования, равномерностью
перемешивания вытекающих из устройства компонентов тампонажного состава. Между корпусом 1 и патрубком 5 устанавливаются разрушаемая диафрагма 14 и сменная втулка 8, ограничивающая проходное сечение камеры заполненной компонентом тампонажного состава с меньшей вязкостью. За счет ограничения проходного сечения достигается равномерное смешение компонентов состава с разными вязкостями. При изменении вида тампонажного состава и относительной вязкости его компонентов будет использоваться другая сменная втулка, ограничивающая проходное сечение камеры заполненной компонентом с меньшей вязкостью в необходимой степени. Собранное устройство спускается в скважину, при этом скважинная жидкость через клапан 6 перепускается в трубы 7. После доставки устройства в интервал ремонтно-изоляционных работ (установки моста) в трубах 7 создается давление путем закачивания продавочной жидкости. При достижении определенного давления диафрагма 14 разрушается, запорный узел 11 открывается на угол 90° и закрепляется в этом положении фиксатором 13. Закрепление запорного узла в открытом положении обеспечивает возможность создания циркуляции через устройство после ремонтно-изоляционных работ (установки моста). Момент открытия запорного узла и выхода тампонажного состава в ствол скважины определяется по изменению давления на нагнетательной линии. Нижняя часть корпуса выполнена в виде каналов направленных друг к другу под углом. При открытии запорного узла компоненты тампонажного состава выходят из корпуса устройства по каналам 10 с высокой скоростью истечения под углом друг к другу, за счет чего достигается их смешение. В случае, если планировалась установка моста, то сразу после выхода тампонажного состава из устройства, закачка продавочной жидкости прекращается, трубы 7 приподнимаются на безопасную глубину с доливом скважины. В случае, если планировалась закачка тампонажного состава в изолируемый интервал, то после выхода тампонажного состава из устройства
осуществляется полная его продавка в изолируемый интервал. В дальнейшем скважину закрывают на время отверждения тампонажного состава.
Таким образом, в данном предложении достигается результат - надежная установка моста в запланированном интервале либо качественное выполнение ремонтно-изоляционных работ. При использовании данного предложения исключается возможность прихвата устройства в скважине из-за исключения преждевременного отверждения тампонажного состава, либо частичного выхода его в ствол скважины. В то же время, данное устройство для доставки тампонажного состава в заданную зону скважины позволяет вводить в структурирующийся реагент необходимое количество инициатора структурообразования, достаточное для получения тампонажного моста (камня) с достаточной прочностью, или качественного гидроизоляционного экрана в нарушении колонны или пласте.
Пример конкретного выполнения. Переходник и корпус устройства для доставки тампонажного состава в зону ремонтно-изоляционных работ изготавливают из насосно-компрессорной трубы диаметром 89 мм (3″). Клапан одностороннего действия может быть любой конструкции, способный выдерживать перепады давления возникающие в процессе проведения ремонтно-изоляционных работ. Разрушаемую диафрагму изготовливают, например, из полиуретана или чугуна. Уплотнения перегородки и запорного узла изготовливают из резины. Фиксатор запорного узла пружинный либо другой конструкции.