Устройство для тампонирования скважин

Изобретение относится к бурению, точнее к устройствам для тампонирова. ния скважин в осложненных условиях.Известно устройство для тампони" рования скважин, включающее ствол, гидравлическую манжету, впускной кла 5 пан и втулку с седлом (11.Основной недостаток известного устройства заключается в том, что он не обеспечивает высокого качества юампонажа так как не полностью пре дотнращает разбавление тампонажной смеси затрубной жидкостью. Кроме того, недостатком является неизвлекаемость пакера (после тампонажа скважин его разбуринают). 15Наиболее близким техническиМ решением к изобретению является устройст" во для тампонирования скважин, содержащее корпус с осевым каналом, заливочн"е трубы и гидравлический пакер 20 с впускным и выпускным клапанами 121,Для этого устройства характерен тот же недостаток, что и для указанного, а именно " неполное предотнра" . щенив разбавления тампонажной смеси затрубной жидкостью, Причина этого недостатка в том, что пакер полносЬ тью перекрывает ствол скважины и наглухо отделяет изолируемый интер" вал от остальной части ствола сква:жины, Поэтому, когда тампонажная 30 смесь ньданливается в скважину на изалкруемом интервале, жидкость, заполняющая это пространство до поступления тампонажной смеси, частиц- но заданлинается н поглощающий ин-. 35 тервал и частично перемешивается с тампонажной смесью, а зто значительно ухудшает качество тампонажа. Так, например, если тампонажная смесь составлена на основе цемента с отноше нием воды к цементу, равным 0,45, то добавление к ней воды в кОличест,ве всего лишь 15 приводит к снижению прочности цементного камня после одних суток тнердвния на 40-б 0, и, 45 кроме того, увеличивает растекаемость и сроки схватывания раствора, Также неблагоприятна действует разбавление и на тампонажные смеси другого сос" тана.50Целью изобретения является позы". шение качества тампонирования скважин эа счет уменьшения разбавления тампонажной смеси скнажинной жидкостью.Поставленная цель достигается тем,55 что устройство для тампонирования скважин, содержащее корпус с осевым каналом, заливочные трубы и гидравлический пакер с впускным и выпуск" ным клапанами, снабжено установлен 60 ным на пакере дополнительным ныпускным клапаном, сообщающим полость пакера с затрубным пространством и рассчитанным на данление открытия, меньшее давления открытия впускного клапана и большее гидравлического давления на глубине установки пакера. При этом каждый из клапанов выполнен в виде двух соединенных стержнем дисков, один из которых подпру" жинен относительно пакера.На фиг. 1 показано устройство, общий вцц на фиг. 2 - устройство в рабочем положении на фиг." 3 - устройство клапана в увеличенном виде,Устройство состоит из корпуса 1, гидравлического пакера резинотканевой манжеты 2, впускного клапана 3 и выпускного клапана 4. Гидравлический пакер резинотканевой манжеты 2 закреплен на корпусе 1 с помощью верхней 5 и нижней б головок. Выпускной клапан 4 размещен в верхней головке 5 и соединяет полость пакера 7 с затрубным пространством в основной части ствола скважины. Впускной клапан 3 соединяет полос,ть пакера 7 с осевым коленом корпуса, Оба клапана 3 и 4 могут иметь, например, идентичное устройство, такое, как показано на фиг. 3. Металлический диск 8, снабженный герметизирующей прокладкой 9, жестко соединен со стержнем 10, на противоположном конце которо- . го нарезана резьба. На резьбу навинчен другой диск 11, между которым и стенкой ствола 12 располагается пру" жина 13, работающая на сжатие. Перемещая диск 11 по резьбе стержня 10, можно изменять начальное сжатие пружины 13 и, тем самым, регулировать усилие, открывающее клапан, Верхняя часть корпуса имеет резьбовое соединение под заливочные трубы 14, а нижняя через обратную резьбу 15 соединяется с тампонажным снарядом. В верхней части корпуса выполнено отнерстие, закрытое мембраной 1 б из легко разрушаемого материала, а между этим. отверстием и впускным клапаном .3 размещено седло .17 под посадочный элемент 18.Устройство для тампоиирования скважин работает спедующим образом.Перед спуоком устройства в скважину выполняют. регулировку клапанов. Перемещая подвижный диск 11, выпускной клапан 4 настраивают так, чтобы онсрабатывал при давленйи, на 4-5 кгс/смпренышающем гидростатическое давление в скважине на глуби" не установки пакера. Впускной клапан 3 настраивают так, чтобы он срабатывал при давлении, превышающем на такую же примерно величину (4" 5 кгс/ем)давление, открывающее выпускной клапан Э, После установки пакера на необходимой глубине, которую определяют одним из известных методов исследования поглощающих горизонтов, н трубы подают под давлением промывочную жидкость. когда давление достигает порога срабатываниявпускного клапана, клапан 3 открывается, и жидкость поступает в полость пакера 7. Под действием давления жйдкости манжета пакера раздувается (фиг. 2) и перекрывает ствол сквви- ны. Однако давление в поло 2 сти паке= ра остается на 4"5 кгс/см ниже давле" ния в осевом канале корпуса иэ"эа действия выпускного клапана 4. В предлагаемом устройстве оба клапана работают одновременно, обеспечивая 10 разность давления внутри ствола пакера и полости манжеты. Одновременно с раскрытием пакера жидкость внутри труб воздействует на тампонажную смесь, выдавливая ее в отгороженную 15 пакером часть ствола скважины. Внут-ритрубное давление почти полностью (за исключением небольших потерь) передается тампонажной смеси. Благо даря тому, что давление в изолируе" ;(О мой части ствола скважины превышает усилие, прижимакщее гидравлическую манжету .пакера к стенке скважины, часть затрубной жидкости продавли вается через пакер вверх в основную часть ствола скважины, уменьшая тем самым разбавление тампонажной смеси, Расчеты покаэывают, что применение предложенного пакера уменьшает разбавление тампонажной смеси затрубиой .жидкостью из 40-70 (в зависимости от мощности и проницаемости поглоцаюцего горизонта) по сравнению с тра:диционными пакерами, наглухо перекры;вакщими ствол скважины.По окончании тампонажа поглоцаю- З цего горизонта устройство извлекают иэ скважины. Для этого прекращают подачу жидкости по заливным трубам и бросают в них посадочный элемент 18. Ко 1 да он достигает седла 17, то пе" 40 рекрывает ствол пакера. Затем воэоб новляют подачу жидкости в трубы. Поскольку элемент 18 не пропускает жидкость к клапану 3, воэрастакщеедавление в корпусе разрушает мембрану 1 б н осевой канал корпуса оказывается соединенным с полостью пакера, а через выпускной клапан 4 - с эатрубным пространством. Разрушение мембраны определяют по резкому умень-. шению внутритрубного давления. После этого подачу жидкости прекращают, и манжета 2 в силу своей упругости занимает первоначальное положение- происходит распакеровка скважины, После распакеровки.снаряд извлекают на поверхность. В случае фприхватафф тампонажного снаряда тампонажной смесью трубам придают обратное врацение, отвинчивают по резьбе 15 пакер. от тампонажного снаряда и. затем извлекают его уже беэ тампонажного снаряда. С учетом такой возможности тампонажный снаряд изготовляют из легко раэбуриваемых материалов (алюминий, пластмассы и пр.), После удаления элемента 18 и замены разрушенноймембраны 1 б на новую пакер может быть использовав повторно. То обстоятель" ство, что при раскрытом пакере не производится никаких перемецений снаряда, обеспечивает сохранность гид" разлической манжеты и возможность многократного использования пакера.условный экономический зФФект от применения пакера составляет около 1,5 тыс. руб. на один комплект. Экономия достигается за счет повышения качества изоляции поглоцакщих гори- . зонтов и уменьшения количества повторных тампонажей, а также эа счет сокращения времени схватывания тампонажной смеси.о ак 5 л ППП ффПатентф, г.ужгород, ул.Проектна 82/33 Тираж 603 ВИИИПИ Государственн по делам иэобретен 113035, Москва, Е(-35, коми и отк ушска Пода СССРийаб д