Тампонажный снаряд для изоляции зон поглощения

Соеэ СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 909120оо делам нзоеретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения Е.Ф. Яабашев, В.П. Иеркулов, О.И. Плетюхин и И.П. Тюрин Государственный институт по проектированиюи исследовательским работам в нефтянойпромышленности Гипровостокнефть"(71) Заявител 54) ТАМПОНАШЫ" СНАРЯД ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИ бурению ойствам Цель изобре ности работы с усилий выдавли тейнера из кор ние размывания Изоважи тение относится кв частности к устрмпонирования,ен тампонанный снаряд для зон поглощений, включающий ластичный контейнер с тамматериалом, поршень с толзаглушку 11. енияарядаанияуса,тампо овышение надежза счет снижени эластичного кона также уменьшенажного материаих тИзвес золяции орпус,понажным елем и более близким к предлагаемому я тампонажный снаряд для изоон поглощения, включающий цический корпус, эластичный конс сухим тампонажным материаазмещенные в нижней части коррезную заглушку и ножи 21. На являе ляциилиндри тейнер ом и уса,известных устроиств е уплотнение сме и контеинера и прижаенней поверхности кор"20 е увеличение силы треВсе это монет быть ческой невозможности ва на больших глубинах. роме того, нижняя час полнена жесткой и из изкоп н го материала.Причем пазы корпу нии форму трапеции с щенной внутрь корпус о меют в сечеи,обра рш Недостатками являются сильн при выдавливан тие его к внут пуса, вызывающ ния с глубиной причиной практ работы устройс ла.Поставленная цель достигается тем, что эластичный контейнер образует с заглушкой рабочую полость, а корпус выполнен с пазами, сообщающими рабочую полость с полостью над контейнером.При этом устройство над эластичным контейнером снабжено регулирующим клапаном с периферийными отверстиями в его корпусе и патрубком в одном из этих отверстий для стравливания воздуха.К ть контейне3 90912На Фиг. 1 изображен тампонажныйснаряд, общий вид; на Фиг. 2 - разрез Л-А на Фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1,Устройство имеет цилиндрическийкорпус 1 с выполненными на его внутренней поверхности пазами 2, имеющими, например, в сечении Форму трапеции, обращенной вершиной внутрь кор пуса. К образованным пазам 2 шлицами 3, также имеющими Форму трапеции, по обращенной основанием внутрькорпуса прилегает своей наружной поверхностью эластичный контейнер 4,.наполненный тампонажным материалом 5.нижняя часть контейнера б выполненажесткой и из ниэкопрочного материала, например полиэтилена. Эта частьоирается на ребра 7, находящиесяна торцовой поверхности среэной заглушки 8, закрывающей нижнее отверстие корпуса 1. В нижней части корпу"са расположены ножи 9 и срезаемыешпильки 10, Между переводником 11 иэластицным контейнером 4 установленрегулирующий клапан, выполненный ввиде поперечной перегородки 12 с осевым отверстием 13, перекрытым снизузапорным элементом 14, В корпусе регулирующего клапана перегородке 12выполнены периферийные отверстия 15,в одном из которых размещен патрубок 1 б для стравливания воздуха.На нижней поверхности перегородкиукреплена клапанная коробка 17, имеющая выходные окна 18. Запорный элемент 14 клапана перекрывает осевоеотверстие 13 и удерживается в закрытомсостоянии пружиной 19.Часть пазов соединена с рабочейм40полост ью, образованнои эласти чнымконтейнером 4 и срезной заглушкой 8,образуя сквозные пазы, остальные же сэтой полостью не соединены и заканчи- .ваются несколько выше первых, образуяглухие пазы.45Устройство работает следующим образом. После спуска снаряда в скважину на заданную глубину включают насосную установку и по трубам подают под давлением продавочную жидкость. Регулирующий клапан с поперечной перегородкой 12 ,закрытым клапаном) защищает верхнюю часть тонкой оболочки элас- ф тичного контейнера 4 от возможного повреждения потоком продавочной жидкости в начальный период ее подачи. 0 4Внутренние полости корпуса 1 заполняются продавоцной жидкостью черезпериферийные отверстия 15, сечениекоторых значительно меньше сеченияпереводника в самой узкой его части,расположенной над поперечной перегородкой и в несколько раз меньше сечения осевого отверстия 13. Отверстия 15ограничивает поток жидкости, цтопредотвращает повреждение оболочкиэластичного контейнера 4 и способствует равномерному заполнению пазов 2и связанной с частью из них полостив основании корпуса 1.При выполнении устройства оси периферийных отверстий 15, в отличиеот схематически изображенных на фиг.1,следует располагать под углом, отличным от нормали к плоскости перегородки 12, так, цтобы направить поток1продавоцной жидкости на переводник 11или корпус 1 для предохранения эластичного контейнера ", от воздействияэтого потока.Отвод воздуха, вытесняемого продавоцной жидкостью из пустот корпу-.са 1, осуществляется через отверстиес патрубком 16, обеспечивающего раз-.ность уровней отверстий,а следовательно, и необходимый перепад давлений,способствующий выходу воздуха,Затем жидкость заполняет рабочуюполость, образованную нижней частьюконтейнера 4 и срезной заглушкой 8по сквозным пазам 2. Сохранение размеров полости обеспечивают ребрами 7и опирающейся на них жесткой вставкой 6, усиливающей основание контейнера 4. Наличие рабочей полости позволяет в начальной стадии работыснаряда создать баланс давления продавочной жидкости на верхнею часть ина основание контейнера 4. Это устраняет. передачу сдвигающего усилияна заглушку 8 через тампонажный материал 5, требующего больших затратэнергии, чем передача его через продавочную жидкость, обладающую значительно более высокой подвижностью всравнении с тампонажным материалом,и тем самым обеспечивается надежноесрабатывание снаряда на данной стадии.При превышении давления продавочной жидкости гидростатического давления столба жидкости в скважине в результате непосредственного воздействия давления на среэную заглушку 8срезаются шпильки 10 и заглушка от6личивающимся потоком продавочной жидкости, сожмется пружина 19 и запорный элемент 1 ч откроет отверстие 13,имеющее значительно большее сечение по сравнению с суммарным, сечением отверс" тий 15, что обеспечивает беспрепятственное поступление продавочной жидкости во внутреннюю полость корпуса 1, необходимого для выталкивания контейнера .При выходе контейнера 1 из корпуса 1 его оболочка разрезается ножами 10, находящимися в основании корпуса 1, и тампонажный материал 5 попадает в зону поглощения. При полном выходе контейнера 1 иэ корпуса давление продавочной жидкости резко падает,это отмечается приборами, по сиг"налу которых выключают насосную установку. Вместе с тем при резком умень" шенин давления продавочной жидкости пружина 19 разжимается и запорный элемент 11 перекрывает отверстие 13, что резко ограничивает поступление продавочной жидкости в скважину и предохраняет тампонажный материал от размывания, поскольку поступление продавочной жидкости через отверстия 15 ввиду их малого сечения незначительно и не оказывает существенного алия, ния на процесс затворения тампонажного материала в скважине. После отключения насосов производят подъем тампонажного снаряда иэ скважины.Достигнутое повышение надежности в предлагаемом устройстве позволяет сократить затраты времени на ликвидацию катастроФических поглощений каналами в стенках скважины, упростить и удешевить обслуживание устройства, поскольку в нем нет подвижных герметичных уплотнений, а также использовать менее мощные, а, следовательно, ,и более экономичные насосные установки. Это позволяет экономить ежегодно до 3- млн. руб., выделяемых на борьбу с ликвидацией поглощений. Формула изобретения Тампонажный снаряд для изоляции эон поглощеьея, включающий цилиндрический корпус, эластичный контейнер с тампонажным материалом и размещенные в нижней части корпуса срезную заглушку и ножи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы снаряда за счет сни 5 909120 деляется от корпуса 1, открывая выход контейнеру ч из корпуса снаряда.В результате этого на основание контейнера ч действует давление столба жидкости в скважине, а на его верх-нюю часть -. преобладающее давление продавочной жидкости, передаваемое через тампонажный материал 5 равномерно во все стороны, Одновременно через жидкость, находящуюся в глухих па.озах, это давление передается на участки наружной поверхности контейнера расположенные против этих пазов, им компенсирует давление внутри контеинера 1. В результате такой компенса ь ции образуется жидкостная опора для контейнера 1 и реализуется режим жид" костного трения, для которого коэффициент трения более чем на порядок меньше коэффициента сухого трения оболочки о стенки корпуса. Помимо этого эа счет малого расстояния между соседними пазами 2, в сравнении с их длиной, и, учитывая равенство ,давлений продавочной жидкости в па з эах 2 и давления, оказываемого на верхнюю часть оболочки контейнера , продавочная жидкость легко попадает по имеющимся неплотностям к трущимся поверхностям, образованным пазами 2, зо . и соприкасающейся с ними поверхностью контейнера . При этом продавочная жидкость выполняет роль смазки для укаэанных поверхностей, реализуется режим полужидкостного трения с коэфФициентом трения в два-три раза меньше коэффициента сухого трения. В результате общий коэффициент полученных режимов трения в несколько раэ мень" ше коэффициента сухого трения, что обеспечивает пропорциональное снижение силы трения между оболочкой контейнер и внутренней поверхности корпуса 1, а следовательно, значительно уменьшает влияние глубины погружения 4 снаряда на сопротивление выталкиванию оболочки контейнера 1 с тампонажным материалом 5, что увеличивает надежность работы снаряда и при больших глубинах погружения.50При выталкивании контейнера ч расход продавочной жидкости, обусловленный быстрым увеличением внутреннего объема корпуса 1, резко возрастает. Поскольку гидродинаьмческое сопротив- ление, оказываемое потоку продавочной жидкости отверстиями 15 велико ввиду их малого сечения,то под воздействием давления, оказываемого увеФ7 909120 8 жения усилий выдавливания эластично. Снарядпоп. 1, отли чаюго контейнера, последний образует с щ и й с я тем, что, нижняя часть заглушкой рабочую полость, а корпус контейнера выполнена жесткой и из выполнен с пазами, сообщающими рабо- низкопрочного материала. чую полость с полостью над контейне-4. Снаряд по и. 1, о т л и ч а юром. щ и й с я тем, что пазы корпуса име 2. Снаряд по и. 1, о т л и ч а ю- ют в сечении Форму трапеции с вершищ и й с я тем, что, с целью умень- ной, обращенной внутрь корпуса, шения размывания тампонажного матери- Источники инФормации, ала, устройство над эластичным кон- щ принятые во внимание при экспертизе тейнером снабжено регулирующим клапа.- 1. Авторское свидетельство СССР ном с периФерийными отверстиями в " 371339, кл. Е 21 0 33/14, его корпусе и патрубком в одном из 2. Авторское свидетельство СССР этих отверстий для стравливания воз 658262, кл. Е 21 В 33/138, 1977 духа. прототип). М-А Р 2 каз 797/4дписное ВНИИПИТираж 624 илиа л. Проектная,