устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, включающее корпус, перфорированный патрубок, помещенный внутри корпуса и образующий с ним кольцевую полость, эластичную оболочку, помещенную в кольцевой полости, переходник, поршневой элемент, его фиксаторы и клапанный узел, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, обеспечения контроля за работой и расширения области применения, корпус выполнен в виде колонковой трубы с кареткой, связанных переходным соединением с внутренним коническим проходным сечением, поршневой элемент выполнен в виде патрубка, насаженного снаружи на перфорированный патрубок и зафиксированного относительно последнего шаровым замком, а клапанный узел выполнен в виде седла на верхнем торце перфорированного патрубка и запорного элемента с тросиком длиной на 0,4 - 0,5 м меньшей длины колонковой трубы, при этом тросик связан с переводником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для борьбы с осложнениями при бурении скважин, в частности к устройствам для перекрытия части ствола скважины при ликвидации поглощения промывочной жидкости.

Известно устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости, включающее корпус и закрепленную на его наружной поверхности эластичную оболочку. Недостатком устройства является его невысокая эксплуатационная надежность, обусловленная возможностью разрыва оболочки во время ее спуска в скважину.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перекрытия зон поглощения промывочной жидкости, включающее защитный трубчатый корпус, присоединенный переходником к бурильной колонне, уложенную в нем эластичную оболочку на перфорированном патрубке, поршневой элемент с клапаном и фиксатором. Поршневой элемент в этом устройстве выполнен в виде присоединенного на шпильках к защитному корпусу башмака с каналом и забрасываемого в колонну шара, перекрывающего канал. Башмак жестко закреплен на перфорированном патрубке. Фиксатор выполнен в виде патрубка. Собранное на поверхности устройство присоединяют к бурильной колонне и опускают в скважину на 0,5-0,8 м от забоя. При этом категорически запрещено проворачивать инструмент во избежание среза шпилек, что приведет к преждевременному выпаданию перекрывающего узла. Устройство опускают к забою с промывкой. Затем бросают в трубы шар, после установки которого в башмаке путем закачки воды напором ее на башмак с шаром срезают шпильки. После этого немедленно приподнимают инструмент на длину перфорированной трубы и оболочки, выступающих наружу. Затем вводят необходимое количество тампонажной смеси, которая через перфорированную трубу заполняет эластичную оболочку и вместе с ней заполняет пустоты в стенках скважины в зоне поглощения [2]. Недостаток этого устройства состоит в малой надежности работы, обусловленной тем, что в процессе перемещения устройства в скважине все время имеется возможность среза шпилек и выпадания перекрывающего узла. Например, при контакте бурильных труб со стенками скважины с возникновением вращающих эти трубы усилий, в том числе в результате прилипания к глинистой корке, взаимодействий с уступами более твердых пород, на участках искривления, при сочетании упомянутых условий. Другой недостаток состоит в ограниченной области применения только путем введения уже в пробуренную скважину. При этом из-за ограниченности интервала изоляции длиной оболочки ниже зоны требуется установка искусственного забоя.

Цель изобретения заключается в повышении надежности его работы, обеспечении контроля за работой и в расширении области применения.

Достигается это тем, что в устройстве, включающем защитный трубчатый корпус, присоединенный переходником к бурильной колонне, уложенную в нем на перфорированном патрубке эластичную оболочку, поршневой элемент с клапаном и фиксатором; защитный корпус выполнен в виде наружной колонковой трубы и коронки с плавным переходным соединением между ними, эластичная оболочка закрыта ниже нижнего торца перфорированного патрубка, поршневой элемент выполнен вокруг верхней части перфорированного патрубка с фиксаторами в виде утапливаемых в переходнике элементов, а клапанный узел выполнен в виде седла на верхнем торце перфорированного патрубка и запорного элемента к нему. При этом устройство снабжено дополнительно сигнализатором в виде запорного элемента клапана и тросика, присоединенного к нему и к переходнику, который выполнен с поперечной перегородкой и с отверстиями для укладки тросика, длина которого на 0,4-0,5 м меньше длины колонковой трубы.

Таким образом, отличительные признаки нашего устройства обеспечивают при опускании его размещение перекрывающего узла внутри колонковой наружной трубы без возможности контакта со стенками скважины, вызывающего преждевременное выпадение узла из снаряда.

Кроме того, применение колонкового снаряда позволяет осуществлять бурение перед перекрытием, что расширяет область применения за счет возможности пройти скважиной всю зону поглощения до непоглощающих пород, чтобы уже сразу перекрыть ее.

На чертеже дано предлагаемое устройство.

Оно включает переходник 1, служащий для соединения с бурильной колонной (не показана), с цилиндром 2, соединенным с колонковой трубой 3 с присоединенной снизу коронкой 4, имеющей плавный переход (конус). Внутри колонковой трубы 3 расположен поршень 5 в виде полой трубы, на нижней наружной поверхности его закрепляется эластичная оболочка 6, а на внутренней поверхности имеется резьба, в которую ввинчивается перфорированная труба 7 и на нее надевается эластичная оболочка 6 с завязанным нижним концом. Верхняя часть поршня 5 имеет гнездо для посадки клапана 8 и наружную проточку, в которой размещаются шарики 9, фиксирующие поршень 5 в цилиндре 2 в подвешенном состоянии при спуске снаряда в скважину.

Снизу переходника 1 крепится стальной тросик 10, второй конец которого закреплен на клапане 8, а остальная часть тросика размещается в цилиндре 2. Длина тросика устанавливается на 0,4-0,5 м короче колонковой трубы. Это необходимо для того, чтобы клапан 8 за счет подвески за тросик 10 внутри колонковой трубы был извлечен из поршня 5 для прокачивания тампонажной смеси за 0,1-0,2 м до подвески поршня 5 над коронкой 4. Одновременно клапан с тросиком выполняют функцию сигнализатора установки перекрывающего устройства в зоне осложнения.

Работает устройство следующим образом. В собранном виде устройство опускается в скважину на колонне бурильных труб и устанавливается в интервале зоны поглощения. После окончания спуска устройства производится включение промывочного насоса и после повышения давления, превышающего ранее установленное для данной глубины, производится медленный подъем снаряда на длину перфорированной трубы 7 (т.е. на 3-5 м). Дальнейший рост давления вплоть до опрессовки должен смениться его резким падением до ранее установленного уровня. Это будет являться сигналом полного выхода из колонковой трубы 3 перфорированной трубы 7 с эластичной оболочкой 6, зависание клапана 8 на тросике 10 и открытие центрального канала в поршне 5 для проведения операции по закачиванию тампонажной смеси.

После закачивания расчетного количества тампонажной смеси в снаряд для перекрытия зоны поглощения производят ее продавливание промывочным раствором. Объем промывочной жидкости должен быть таким, чтобы суммарное гидростатическое давление столба тампонажной смеси, оставленного в колонне бурильных труб, и столба продавочной жидкости уравновешивало или было немного больше пластового давления в зоне поглощения. Снаряд, кроме эластичной оболочки, заполненной тампонажной смесью, извлекается на поверхность. После затвердевания тампонажной смеси ее разбуривают и получают ствол в скважине номинального диаметра с изолированными каналами фильтрации жидкости.