Тампонажный снаряд

(в) (ц ГОСУДДРСТ 8 ЕНМЫТ НИ 33/132 р Е МИТЕТ РЫТИЯМ ом 2 1ф 1) 4769297/03(711) Донецкий политехнический институт (72) 8,А. Русанов, И,В. Равилов, А,А, КарэкоЙе и В.И, БлиновФЗ) ф 2 Ж ЩО 86,8 У .(Ы) Кудрявое 6.6; и др. Бурениескважин в оеложнвнных условйях. - М.: Недра, 1987, с, Я.Азерское свидетельство СССР М ИВ 7777, кл. Е 21 В ЗЗО 32, 1983. ( ф 4 ТОНАЖНЫИ СНАРЯД , (Вфйзрбретение относится к бурение скважйн. Цель изобретения - повышение произВщйтельности тампонажных работ. Снаряд 1714086 А 1 содержит верхний переходник 1, к которому присоединен контейнер из двух коаксиальных труб 2 и 3. Во внутренней трубе 3 раз. мещен поршень 4, а кольцевой полости между трубами 2 и 3 - кольцевой поршень 9. Поршень 4 жестко связан сп штоком 8 с несамотормозящей резьбой, Со штоком 8 с возможностью относительного вращения связана крыльчатка, выполненная в виде лопастного ножа 5 и установленная под поршнем 9 у нижнеготорцвтрубы 3. В нижней части трубы 2 рэзмеЩЬнэ пробка 20, а нэд ней под ножом 18 - зэтирочный элемент 14, установленной с возможностью перевода в рабочее положение. В трубе 3 над поршнем 9 имеются окна 0. Поршень 4 выполнен с1714086 3Фседлом 6 под бросовый элемент 7 и с осевым каналом 5. гидравлически связанным с полостью трубы 2 над пробкой 20. Полость между трубами 2 и 3 заполняют пакетами с компонентами быстросхватывающейся смесью (БСС). Снаряд на бурильных трубах опускают в скважину. Включают буровой насос, Пробка 20 выдавливается в скважину, а элемент 14 переводится в рабочее положение, В скважину забрасывается элемент 7. Под действием давления жидкости поршни 4 и 9 перемещаются вниз. Нож 15 вращается, взаимодействуя со штоком 8, и разрывает оболочки пакетов, перемещаемых вниз поршнем 9. Элемент 14 затирает БСС встенки скважины, 3 ил,5 10 15 20 30 35 40 45 УИзобретение относится к горному делу,в частности к изоляции эон поглощения промывочной жидкости в геологоразведочныхскважинах,Известен тампонажный снаряд, состоящий иэ контейнера, башмака,в котором установлена пробка. В верхней частиконтейнера размещен поршень с отражателем и конусным долотом,Контейнер тампонажного снаряда заполняется пакетированной сухой быстросхватывающейся смесью (БСС) и снаряд набурильных трубах опускается в зону тампонирования. При установке снаряда в зонетампонирования по колонне бурильныхтруб подается промывочная жидкость. Поршень, двигаясь вниз, выдавливает пробку,которая расклинивается в скважине, Послевыдавливания из контейнера БСС поршеньс конусным долотом и отражателем фиксируются в нижней части башмака. Пакеты,сухой БСС раэбуриваются конусным долотом и затираются в трещины и каналы уходапромывочной жидкости с помощью отражателя.Недостатком известного тампонирования снаряда является низкая производительность тампонажных работ, посколькуоперации по тампонированию осуществляются последовательно во времени: выдавливание БСС в зону тампонирования, а затемразбуривание пакетов и затирка БСС в стенки скважины. Это увеличивает затраты времени на тампонирование зоны поглощения,Известен тампонажный снаряд, содержащий верхний переходник. контейнер ввиде двух коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящейся резьбой,кольцевой поршень, окна, выполненные вовнутренней трубе над кольцевым поршнем,пробку, установленную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, связанную соштокомТампонажный снаряд, предварительнозаполненный компонентами БСС, опускаютна эаданнуютлубину в скважину на колонне бурильных труб, Затем в снаряд подают промывочную жидкость. Под давлением промывочной жидкости поршень вместе со штоком сдвигаются вниз, при этом винт получает вращение, Одновременно открывается доступ ускорителя схватывания в камеру с основным компонентом БСС. За счет вращения крыльчатки осуществляется смешивание компонентов БСС. После того, какпоршень занимает нижнее положение, наружный корпус перемещается вверх относительно штока. Таким образом производится выдавливание приготовленной БСС в скважину,Недостатком известного устройства является низкая производительность тампонажных работ эа счет последовательного во времени выполнения операций по тампонированию: приготовление БСС, а затем выдавливание БСС в скважину. Целью изобретения является повышение производительности тампонажных работ за счет совмещения во времени операций по тампонированию и сокраще 25 ния, таким образом, затрат времени на одно тампонирование. Цель достигается тем, что тампонажный снаряд, включающий верхний переходник, контейнер в виде коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящейся резьбой, кольцевой поршень, окна выполненные во внутоенней трубе над кольцевым поршнем, пробку, размещенную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, установленную под кольцевым поршнем у нижней части внутренней трубы и связанную со штоком, снабжен эатирочным элементам, размещенным в нижней части наружной трубь между крыльчаткой и пробкой с возможностью перевода в рабочее положение, крыльчатка выполнена в виде лопастного ножа, связанного со штоком с возможностью относительног вращения, причем последний жестко связан с поршнем, выполненным с седлом под бросовый элемент, и осевым каналом, гидравлически связанным с полостью наружной трубы над пробкой, при этомкольцевой поршень установлен в межтрубной полости. 50Выполнение крыльчатки в виде лопастного ножа, связанного со штоком с возмож ностью относительного вращенияпозволяет преобразовывать поступательное движение поршня и штока во вращательное движение лопастного ножа, Этодает возможность одновременно вскрыватьпакеты с сухой БСС и производить ее смешивание, что позволяет повысить производительность тампонажных работ.Выполнение штока жестко связанным споршнем, выполненным с седлом под бросовый элемент и осевым каналом, гидравлически связанным с полостью наружнойтрубы над пробкой, позволит выдавливать 5пробку до начала движения поршня, затемпосле посадки в седло бросового элементапоршень, воспринимая давление промывочной жидкости и передавая усилие штоку,является приводом для вращения лопастного ножа.Известны снаряды, в которых кольцевой поршень установлен в межтрубной полости, например тампонажный снаряд сэластичным внутренним контейнером. 15Однако в устройствах, предназначенных для доставки в скважину сухих БСС,выполнение подобных элементов неизвестно.Такое размещение позволит осуществить равномерную постоянную подачу пакетов с БСС в скважину, повышая качествотампонирования, что уменьшает вероятность необходимости повторного тампонирования, а следовательно, способствует 25повышению производительности тампонажных работ,На фиг. 1 и 2 изображен тампонажныйснаряд; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 1,Тампонажный снаряд состоит из верхнего переходника 1, к которому присоединены наружная 2 и внутренняя 3 трубыконтейнера, Во внутренней трубе 3 установлен поршень 4 с осевым каналом 5 и седлом,6 под бросовый элемент 7, С поршнем 4 35жестко соединен шток 8.Между наружной 2 и внутренней 3 трубами размещен кольцевой поршень 9. Вовнутренней трубе 3 выполнены окна 10, Кнаружной трубе 2 присоединен нижний переходник 11 с отверстиями 12 и осевым каналом 13. На нижнем переходнике.11закреплен эластичный затирочный элемент14, Между нижним переходником 11 и внутренней трубой 3 установлен лопастной нож 4515 с отверстиями 16, опирающийся на подвидниковый узел 17 и связанный со штоком 8 несамотормозящейся резьбой. К наружной трубе 2 посредством шплинта 18 присоединена втулка 19, в которой закреплена деревянная пробка 20 с усами 21, Затирочный элемент 14 установлен в втулке таким образом, что между ним и корпусом втулки 19 образованы каналы 22 (фиг. 2), Верхний переходник 1 выполнен с возможностью присоединения к бурильной колонне 23 (фиг, 1, 3).Тампонажный снаряд работает следующим образом.Перед началом раббт пространство между трубами 2 и 3 ниже кольцевого поршня 9 заполняют пакетами с компонентами сухой БСС. После этого к верхнему переходнику 1 присоединяют бурильную колонну 23, и снаряд опускают в скважину, Ниже почвы поглощающего горизонта устанавливают пробку 20. Для этого от расположенного на поверхности бурового насоса по бурильной колонне 23 подают промывочную жидкость, которая через осевой канал верхнего переходника 1, осевой канал 5 поршня 4, полость внутренней трубы 3, отверстия 16 лопастного ножа 15, осевой канал 13 нижнего переходника 11 попадает в полость между пробкой 20 и нижним переходником 11 и оказывает давление на верхнюю плоскость пробки 20, которая перемещается вниз совместно с жестко связанной с ней втулкой 19. Шплинт 18 срезается. После этого, без прекращения подачи промывочной жидкости снаряд приподнимают вверх. Пробка 20, зацепляясь усами 21 за стенки скважин, вместе со втулкой 19 остается на месте. Затирочный элемент 14 выходит из втулки 19 и распрямляется, соприкасаясь со стенками скважины. Таким образом, перевод затирочного элемента в рабочее положение производится одновременно с установкой пробки 20.После этого по бурильной колонне 23 а тампонажный снаряд забрасывается бросовый элемент 7, который садится в седло 6 поршня 4, перекрывая осевой канал 5, Прекращенная на время забрасывания бросового элемента 7 подача промывочной жидкости возобновляется. Кроме того, тампонажный снаряд приводится во вращение с помощью бурового станка, расположенного на поверхности.Под действием давления, создаваемого буровым насосом, поршень 4 перемещается вниз совместно со штоком 8, открывая окна 10 внутренней трубы 3, Лопастной нож 15, связаннцйсо штоком 8 несамотормозящейся резьбой, вращается, опираясь на подшипниковый узел 17. Пои этом. прй угле подъема винтовой линии 30, диаметре штока 20 мм и длине контейнера 4 м лопастной нож 15 делает 350-"400 оборотов, чего вполне достаточно для вскрытия пакетов с сухой БСС. Скорость вращения лопастного ножа 15 определяется только параметрами резьбы и скоростью движения поршня и поддается регулировке.Через окна 10 промывочная жидкость попадает в пространство между трубами 2 и 3 к оказывает давление на кольцевой поршень 9, который движетсявниз, обеспечивая равномерную подачу пакетов БСС на лопастной нож 15. Пакеты взрезываются лопастным ножом 15, компоненты БСС перемешиваются и через отверстия 12 нижнего переходника 11 попадают на лопасти эластичного затирочного элемента 14. Промывочная жидкость, находящаяся в скважине, является водой затворения для БСС, Вращэющимися лопастями эатирочного элемента 14 БСС затирается в стенки скважины. В процессе тампонирования снаряд постепенно поднимают, осуществляя равномерную проработку всей зоны поглощения снизу-вверх. По окончании работ . снаряд поднимается на поверхность,Снаряд может быть использован для тампонирования скважин как сухой пасетированной БСС, так и жидкой БСС с капсулированными компонентами.формула изобретения Тампонажный снаряд, включающий 5 верхний переходник, контейнер в виде коаксиальнцх труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормозящей резьбой, кольцевой поршень, окна, выполненные во внутренней трубе над 10 кольцевым поршнем, пробку, размещеннуюв нижней части наружной трубы, и крыльчатку, установленную под кольцевым поршнему нижней части внутренней трубы и связаннуюсоштоком,отличающийся тем, 15 что, с целью повышения производительности тампонажных работ, он снабжен затирочнцм элементом, размещенным в нижней части наружной трубй между крцльчаткой и пробкой с возможностью перевода в рабо чее положение, крыльчатка выполнена в виде лопастного ножа, связанного со штоком, с возможностью относительного вращения, причем последний жестко связан с поршнем, выполненным с седлом под бросовой 25 элемент и осевым каналом, гидравлическисвязанным с полостью наружной трубы над пробкой, при этом кольцевой поршень установлен в межтрубной полости.1714086 Редактор Н.Гунько ГКНТ ССС роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 66 ВНИИ Составитель А,КондратенкоТехред М.Моргентал Корректор О.Кундрик Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5