Устройство для создания разобщающего моста в скважинах

369 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН аи Юаи Х Е 21 В 33 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ:(72) . В.А. Афанасьев и Н. Е. Фридляндер .(71)Раменское отделение ВсесоюзНого научно-исследовательского ийстнтута геофизических методов разведки(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 726304, кл. Е 21 В 33/13 б, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 732497 р кл. Е 21 В 33/14, 1977 (прототип).(54)(57) уатРОЯСтво урИ СОЗдАНИя . РАзОБщиОщеГО МОстА В скии(ииАх спускаемое на кабель"тросе и включающее корпус с помещенным в нем:горючим материалом, воспламенителем "горючего материала и опорный узел для удержания продуктов горения, отличающее с я тем, что, с целью увеличения несущей и герметизирующей.способности моста путем обеспечения возможности. разделения продуктов горения, оно снабжено дифференциальным поршнем, установленным в корпусе над горючим материалом и зафиксированным относительно корпуса, причем. поршень обра зует с корпусом надпоршневую полость, сообщающуюся в. рабочем поло.жении устройства с полостью скважи.ны, и подпоршневую камеру, имеющую объем в крайнем нижнем положении Е поршня не менее объема шлаков, образующихся при горении.С"Изобретение относится к бурениюскважин, в частности, к устройствам для создания в них разобщающих мостов.Известно устройство для созда.ния разобщающего моста в скважинах,включающее трубчатый корпус, в котором размещен запирающий механизмс разрушаемым стопорным элементом.Для удержания уплотнительного материала служит воронка, раскрываемаяс помощью стопорных рычагов, размещен"ных на корпусе 1 ,Недостатком устройства являетсяневысокая надежность разобщения пластов из-эа наличия в нем зайирающего поршня с резиновым уплотнением,которое в агрессивных средах быстровыходит из строя, нарушая герметич,ность моста.Наиболее близким по технической 20сущности к предлагаемому .являетсяустройство для создания разобщающего моста в скважинах, спускаемоена кабель-тросе и включающее корпусс помещенным в нем горючим материалом, воспламенителем горючего материала, и опорный узел для удержа,ния продуктов горения 2 .. Недостатком устройства являетсявозможность смешивания продуктоврасплава со шлаками горения, что да-.ет .неоднородную структуру моста иснижает его прочность и герметичностьЦелью изобретения является увеличение несущей и герметизирующейЗ 5способности моста путем обеспечения воэможности разделения продуктов горения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для создания 40разобщающего моста в скважинах, спускаемое на кабель-тросе и включающее корпус с помещенным в нем горючим материалом, воспламенителем горючего материала и Опорный узел 45для удержания продуктов горения,снабжено дифференциальным поршнем,установленным в корпусе над горючимматериалом и зафиксированным относительно корпуса, причем поршень образует с корпусом надпоршневую подлость, сообщающуюся в рабочем положении устройства с полостью скважины и подпоршневую камеру, имеющая объем в крайнем нижнем положении поршня не менее объема шлаков, обраэующихсяпри горении. На чертеже показано устройство, общий вид.Устройство состоит иэ корпуса 60 1 с отверстиями 2, перекрытымипробками 3. Внутри корпуса помещен горючий материал 4 (например, термитный состав) с воспламенителями 5, На нижнем. торце корпуса 65 имеется опорный, узел для удержани продуктов горения. Этот узел включает в себя втулку-накладку б с проточками 7. Над горючим материалом установлен дифференциальный поршень 8 с резиновыми уплбтнениями 9 и канавкой 10. Над поршнем 8 расположена крышка 11, образующая с корпусом 1 и поршнем 8 надпоршневую полость 12, в которой размещена диафрагма 13 и электро- детонатор, Крышка 11 закреплена на корпусе с помощью среэных элементов 14 и имеет на внутренней поверхности кольцевую проточку. 15, Корпус против проточки выполнен с верхним рядом радиальных отверстий 1 б, в .которых размещены упорные шары 17, заходящие в кольцевую протачку 15 и препятствующие относительному перемещению крышки и корпуса. Корпус имеет нижний ряд радиальных отверстий 18, в которых размещены упорные шары 19, заходящие в канавку 10 и препятствующие относительному перемещению поршня и корпуса. Поршень с корпусом образует также подпоршневую камеру, которая в крайнем нижнем положении поршня имеет объем не менее объема образующихся при горении шлаков. Этот объем может быть отмерен, например, с.помощью уступа 20.Наружный диаметр втулки-накладки б больше диаметра корпуса обсадной колонны, для которой подготав,ливается устройство. Наружную поверхность втулки-накладки обтачивают настолько, чтобы ее диаметр был на 9-12 мм меньше внутреннего диаметра колонны.Устройство работает следующим образом.При подаче первого электрического импульса срабатывают воспламени- тели 5, от которых загорается горючий материал 4 (термитный состав). Через 40-70 с расплавленное чистое железо с температурой более 2000 С, образовавшееся после сгорания термитного состава, отделяется от шла ка, который всплывает над ним. После подачи второго, импульса тока другой полярности срабатывает электродетонатор в надпоршневой полости 12, От воздействия продуктов взрыва срезаются элементы 14, крышка 11 сдвигается вверх, освободив упор ные шары 19 от стопорения. Так как поршень 8 во время спуска устройства в скважину все время находится под воздействием гидростатического давления, то он начнет вдвигаться в корпус и вытолкнет упорные шары 19 из гнезд 18 в скважину. Двигаясь вниз, поршень 8 вытесняет через отверстия 2 чистое железо в зазормежду втулкой-накладкой б и стен- ками обсадной колонны и в проточки 7. Соприкосновение со стенками обсадной колонны и промывочной жид костью обеспечивает быстрый процесс охлаждения и затвердевания 5 железа. Корпус 1, втулка-накладка и обсадная колонна свариваются между собой, Ход поршня рассчитан так, что он вытесняет только чистое железо, ашлак остается в под. 10 поршневой камере. При этом верхний торец поршня становится ниже радиальных отверстий 16 с шарами 17. Крышка 11 освобождается от стопорения. При натяжении кабеля крышка 11 выталкивает шары в корпус.Устройство остается в скважине.Если по какой-либо. причине пос" ле срабатывания средства воспламенения термитный состав нв сгорит останется в твердом состоянии), то после подрыва заряда в камере 12 поршень 8 становится на него, продолжая перекрывать гнезда 18 с шарами 19. Таким образом, не проис ходит отцепления крышки 11,. соединенной с кабелем, от устройства, и оно поднимается на поверхность.Для предотвращения внутренней поверхности корпуса 1 и пробок 3 от расплавления зазор между тер- ЗО миным составом и стенками корпуса, а также отверстия могут быть заполнены огнеупорной футеровкой.Наиболее удобным для настоящих работ является алюминиевый термит, 35 который состоит иэ металлического алюминия в форме грубоэернистого поо горошка или крупы, обычно величиной зерна около 1 мм и иэ железной окалины примерно с той же величиной зерна. Термит сгорает эа 20-30 с. Горение термита проходит по реакцииЪЬ 0,4+ 8 АЗ = 4 А 220 э.+ 9 Ге ++ 800 ккал76 24 45 55При сгорании термита создается температура около ЗООООС, Для увеличения скорости сгорания термита он может быть спрессован под давлением 30-70 МПа. Для предохранения деталей .корпуса от расплавления можно использовать огнеупорную футеровку, например магнезитовую, толщиной не менее 3 мм. Толщина деталей корпуса устройства должна быть не менее 11 мм.Использование предлагаемого устройства позволит .значительно снизить объем дорогостоящих работ при создании разобщающих мостов особенно в эксплуатационных скважинах с агрессивными средами. При этом исключается необходимость повторной установки моста из-за их нарушения в агрессивных средах, устранение 1500 повторных опера" ций в год за счет внедрения предлагаемой конструкции устройства позволит получить годовой экономический эффект 210 тыс.руб. (при стоимости одной повторной операции по установке серийного разобщаю- щего моста 140 руб.).1036 90 б Т. КуВекман Редакт ева Заказ 5 113 ППП "Патен Фи 16 17 1 Х 5/33ИИПИ Государс по делам изо 5, Москва, Ж Составитель Е. МолчановаТехред Ж,Кастелевич Коррект Тираж 603 Подписноеенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Проектн