Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах

Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистииеских

Республик

О П И С А Н И Е (>976029

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Задавлено 07,08,81 (2 l ) 3327134/22-03 (51)М. Кл.

Е 21 В 33/138 с прнсоелинением заявки М

Государственный комктет

СССР (23) Приоритет по делен кзо4ретенкй и открытий

Опубликовано 23,11,82, Бюллетень М43

Дата опубликования описания 23,11.82 (53) УДК622.245.,42(088.8) В.М.Курочкин, В.И,Масич, Г.Е.Исаев, В.А.шведский, )1.П.Поляков, Л.М,Раев, Н.Я,Берко и В.К.Выстороп (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ОСЛОЖНЕфй».

В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к нефтяной

i-аэовой промышленности, конкретно к проводке скважин и предназначено для ликвидации зон осложнений в скважинах (поглощений промывочной жидкости), Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах с помощью бурильных труб для закачки тампонирующей смеси и продавки ее в поглощающий пласт (l).

Недостатком известного устройства является опасность разбавления тампонирующей смеси промывочной жидкостью, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для изоляции зон осложнений в скважинах, включающее корпус, жестко закрепленный на нем цилиндр с размещенными в нем порш" нем, и уплотнительные элементы (2).

Недостатками этого устройства являются невозможность проведения обратной циркуляции промывочной жидко2 сти в аварийных случаях (при опасности прихвата устройства1 уплотнительных элементов, образование пробки из наполнителя из-за того, что остатки разрушаемой диафрагмы частично перекрывают проходное отверстие бурильных труб.

Целью изобретения является повышение надежности изоляционных работ за счет обеспечения возможности выполнения обратной промывки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изоляции зон осложнений в скважинах, вклю" чающем корпус, жестко закрепленный на нем цилиндр с размещенным в нем поршнем, и уплотнительные элементы, поршень в верхней и нижней частях подпружинен относительно корпуса и го выполнен с верхними и нижними выступами, против которых цилиндр выполнен с. ответными выступами, причем диаметр нижних выступов поршня меньше диаметра его верхних выступов, образующих с корпусом и цилиндром полость,, сообщенную с пространством над уплотнительными элементами, установленными на цилиндре, На фиг„.1 изображено устройство в транспортном положении, на фиг. 2то же, в рабочем положении.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором размещен поршень 2, подпружиненный пружинами 3 и 4. К кор- 1ф пусу 1 присоединяется цилиндр 5 с помощью крынек 6 и ?, На цилиндре 5 размещены уплотнительные элементы

8 и 9. К резьбовой части корпуса 1 присоединяются трубы. В верхней ча- 15 сти поршень выполнен с выступами 10, имеющими диаметр, больший размера диаметра выступов 11 - в нижней части поршня. Против этих выступов цилиндр выполнен с ответными выступамй 12 и щ

13. Между выступами цилиндра и поршень образуют замкнутую кольцевую полость б, а выне и ниже выступов полости а и 6, В связи с тем, что устройство 25 должно устанавливаться на незначительном расстоянии от устья скважины для обеспечения обратной промывки при небольших избыточных давлениях жидкости (не более 20-30 кгс/см со- 5в гхранность цементного камня эа колонной1 и в тоже время, это устройство должно срабатывать при повышении давления в зоне под уплотнительными weментами до 100 кгс/см и выше для и возможности создания оптимальных условий изоляции, Решить эти задачи установкой гладкого поршня не всегда представляется возможным. Это обьясняется тем, что перемещение поршня

2, выполненного в одном диаметре при различных перепадах давления должно сопровождаться попеременным сжатием пружин 3 и 4, изготовленных в этом случае из прутка различного диаметра, Предварительные расчеты показы,вают, что верхняя пружина 3 должна быть изготовлена из прутка большого диаметра, что представляет почти неразрешимые технологические трудности.

„5D

Поставленная цель может быть осуществлена установкой поршня 2, выполненного с двумя выступами различного диаметра: выступ большого диаметра-обращен в сторону меньшего давления, и наоборот, выступ меньшего диаметра обращен в сторону большего давления и подпружиненного пружинами одинако-вой жесткости, 3 976029 4

Устройство работает следующим образом.

После его установки на трубах в обсаженную часть скважины под статический уровень заполняющей скважину жидкости на глубину порядка 200300 м> через открытый конец трубы обычным способом производят заливку зоны поглощения. Разбавления тампонирующей смеси при этом не произойдет по той причине, что предлагаемое разобщающее устройство отсечет с помощью самоуплотняющихся уплотнительных элементов 8 и 9 часть столба промывочной жидкости, гидростатическое давление которого равно разности гидростатического давления тампонирующей смеси и промывочной жидкости в интервале между концом бурильных труб и кровлей поглощающего горизонта.

Также не произойдет и гидроразрыва пласта при нагнетания в поглощающий пласт тампонирующей смеси по той причине, что при повышении давления под разобщающим устройством (например, выше 100 кгс/см, на которое рассчитаны диаметр поршня 2 и усилие сжатия пружины 3, поршень ? переме стится вверх и полость 8 будет сообщена с полостью а через кольцевую полость б, По образовавшемуся каналу (зона 6, кольцевое пространство между порннем 2 и втулкой 5, зона G) жидкость из пространства под уплотнительными элементами поступит в пространство над уплотнительными элементами, снизив тем самым давление закачки.

8 некоторых случаях при проведении заливок зон поглощения может возникнуть необходимость проведения обратной промывки. Закачиваемая под давлением жидкость в затрубное пространство, через отверстия в крышке 6 поступит в полость а. При достижении определенного незначительного повышения давления поршень 2 сместится вниз, сжимая при этом пружину 4. Полость и сообщится с полостью в и закачиваемая жидкость по образовавшемуся гидравлическому каналу поступит в пространство под уплотнительными элементами, После окончания операции по заливке эоны поглощения, инструмент вместе с разобщающим устройством извлекается на поверхность. Для вторичного применения устройства не требуется замены каких-либо деталей и переS 97"О

; работки, т,е, обеспечивается многократное использование изделия. Кроме того, наличие самоуплотняющихся эле ментов, с помощью которых осуществляется герметизация эатрубного прост- э ранства, значительно упрощает применение ecerq устройства - в целом, так как для герметизации скважины не требуется проведение каких-либо манипуляций по запакеровке. Изоляция поглощающего пласта осуществляется автоматически при перепаде. давления в зонах выше или ниже уплотнительных элементов.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого изобретения заключается в увеличении надежности и безопасности проведения операции по ликвидации поглощения, в экономии там. понирующих материалов, средств и вре- ® мени. формула изобретения

2S

Устройство для изоляции зон осложнений в скважинах, включающее корпус, 29 6 жестко закрепленный на нем цилиндр с размещенным в нем поршнем, и уплотнительные элементы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежность изоляционных работ эа счет обеспечения возможности выполнения обратной промывки, поршень в верхней и нижней частях подпружинен относитель. но корпуса и выполнен с верхними и нижними выступами, против которых цилиндр выполнен с ответными выступами, причем диаметр нижних выступов поршня меньше диаметра его, верхних выступов, образующих с корпусом и ци". линдром полость, сообщенную с пространством над уплотнительными элементами, установленными на цилиндре, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Мищевич В.И, Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции. М,, "Недра", 1974, с. 93"112.

2. Авторское свидетельство СССР

1" 465471, кл ° Е 21 8 33!12 1973 (прототип).