RU2550618C2 - Plug for drilled well - Google Patents

Plug for drilled well Download PDF

Info

Publication number
RU2550618C2
RU2550618C2 RU2013105263/03A RU2013105263A RU2550618C2 RU 2550618 C2 RU2550618 C2 RU 2550618C2 RU 2013105263/03 A RU2013105263/03 A RU 2013105263/03A RU 2013105263 A RU2013105263 A RU 2013105263A RU 2550618 C2 RU2550618 C2 RU 2550618C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diaphragm
pipe
walls
specified
plug
Prior art date
Application number
RU2013105263/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013105263A (en
Inventor
Вульф ШПЛИТТШТЕССЕР
Original Assignee
Вульф ШПЛИТТШТЕССЕР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вульф ШПЛИТТШТЕССЕР filed Critical Вульф ШПЛИТТШТЕССЕР
Publication of RU2013105263A publication Critical patent/RU2013105263A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550618C2 publication Critical patent/RU2550618C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/1208Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1212Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means including a metal-to-metal seal element
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • E21B23/065Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers setting tool actuated by explosion or gas generating means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/126Packers; Plugs with fluid-pressure-operated elastic cup or skirt

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to plugs for the drilled wells where the fluid flows upwards. Plug (102) with walls (104) contains pipe (112), that can be inserted in the drilled well (102), at least one diaphragm (106) out of material impermeable for fluids. At that at least one diaphragm (106) if secured impermeable for fluids in the pipe (112). At that this at least one diaphragm (106) can take state folded in the direction of pipe (112) and state unfolded in the direction from pipe (112) to walls (104). At that the pipe (112) and specified at lest one diaphragm (106) are made such that in state folded in direction to pipe (112) of the specified at least one diaphragm (106) there is a gap (108) between the specified at least one diaphragm (106) and walls (104), when the pipe (112) is inserted in the drilled well (102). At that the specified at least one diaphragm (106) has at least one fixing element. At that hardness of the specified at least one fixing element exceeds hardness of walls (104), so the specified at least one fixing element (302) can penetrate in walls (104), when the specified at least one diaphragm (106) is pressed to walls (104). At that connection with geometric closure between the specified at least one diaphragm (106) and walls (104). Is ensured besides, the plug contains activated means. At that activation of the activated means results in that specified at least one diaphragm (106) can accept state unfolded in direction from pipe (112) to walls (104).EFFECT: increased efficiency of the well disconnection in case of damages.4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение касается заглушки для буровой скважины, в которой текучая среда, например нефть или газ, течет вверх.The invention relates to a plug for a borehole in which a fluid, such as oil or gas, flows upward.

Из уровня техники известны так называемые противовыбросовые превенторы. Противовыбросовыми превенторами называют ряд запорных клапанов, которые устанавливаются при бурении непосредственно над буровой скважиной. Противовыбросовые превенторы служат для того, чтобы препятствовать вытеканию текучей среды из скважины. Это, в частности, необходимо тогда, когда повреждены колонны бурильных труб или бурение попадает на зону избыточного давления.The so-called blowout preventers are known in the art. Blowout preventers are a series of shutoff valves that are installed when drilling directly above a borehole. Blowout preventers serve to prevent fluid from flowing out of the well. This, in particular, is necessary when the drill pipe string is damaged or the drilling falls into the overpressure zone.

Во время осуществления бурения колонна бурильных труб проходит через противовыбросовый превентор. Если при этом происходит выход текучей среды, который не может быть остановлен другими средствами, в противовыбросовом превенторе запускается двухступенчатый механизм. На первой ступени активируются уплотнения, которые закупоривают наружное пространство вокруг колонны бурильных труб. Если этого окажется недостаточно, чтобы остановить выход текучей среды, на второй ступени колонна бурильных труб внутри противовыбросового превентора разделяется. После этого возможно запечатывание противовыбросового превентора посредством запорных задвижек.During drilling, the drill string passes through a blowout preventer. If this results in a fluid outlet that cannot be stopped by other means, a two-stage mechanism is launched in the blowout preventer. In the first stage, seals are activated that clog the outer space around the drill pipe string. If this is not enough to stop the fluid from flowing out, at the second stage the drill string inside the blowout preventer is split. After this, blowout preventers can be sealed by means of shut-off valves.

Впрочем, в отдельном случае возникает вопрос, достаточно ли выбранных размеров применяемого противовыбросового превентора для разделения бурильных труб. Исследование, сделанное по поручению американских федеральных служб в 2004 году, показало, что только 3 из 14 нефтяных платформ располагают достаточно сильными степенями сдвига для разделения бурильных труб.However, in a separate case, the question arises whether the selected blowout preventer sizes are sufficient for separating drill pipes. A study commissioned by the US federal services in 2004 showed that only 3 of the 14 oil platforms had sufficiently strong shear rates to separate drill pipes.

Происшествие в Гольфе, Мехико, показало, что применяемые известные способы имеют значительные слабые стороны и очень ненадежны в отношении применения и эксплуатации.The incident in Golf, Mexico City, showed that the known methods used have significant weaknesses and are very unreliable in terms of application and operation.

Задачей изобретения является указать устройство для укрепления буровой скважины, обладающее потенциалом для закрытия буровой скважины, которое может применяться универсальным образом и при этом предотвращает вышеназванные недостатки известных противовыбросовых превенторов.The objective of the invention is to indicate a device for strengthening a borehole, with the potential for closing a borehole, which can be used in a universal way and at the same time prevents the above-mentioned disadvantages of known blowout preventers.

Эта задача решается изобретением с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительно усовершенствования изобретения отмечены в зависимых пунктах формулы изобретения. Формулировка всех пунктов формулы изобретения настоящим путем ссылки включается в содержание этого описания. Изобретение включает в себя также все целесообразные и, в частности, все упомянутые комбинации независимых и/или зависимых пунктов формулы изобретения.This problem is solved by the invention using the features of an independent claim. Preferably, improvements to the invention are noted in the dependent claims. The wording of all claims by the present by reference is included in the content of this description. The invention also includes all appropriate and, in particular, all of the mentioned combinations of independent and / or dependent claims.

В основу изобретения положена идея снабдить бурильные трубы через задаваемые интервалы заглушкой, развертывающейся в случае необходимости, или, соответственно, ввести заглушку в дающую утечку буровую скважину, в которой текучая среда, такая как нефть или газ, течет вверх, чтобы закупорить эту буровую скважину ниже утечки. Первая предлагаемая изобретением заглушка для буровой скважины со стенками имеет для этого трубу, которая может вводиться в буровую скважину. Труба может состоять из одного или нескольких сегментов трубы.The invention is based on the idea of supplying drill pipes at set intervals with a plug that unfolds if necessary, or, respectively, insert a plug into a leaky borehole in which a fluid, such as oil or gas, flows upward to plug this borehole below leaks. The first wall plug of the invention for a borehole has a pipe for this purpose which can be inserted into the borehole. A pipe may consist of one or more pipe segments.

Кроме того, заглушка имеет по меньшей мере одну диафрагму, которая состоит из непроницаемого для текучих сред материала и зафиксирована на трубе непроницаемо для текучих сред. Между трубой и указанной по меньшей мере одной диафрагмой не может, таким образом, проходить текучая среда. Указанная по меньшей мере одна диафрагма может посредством трубы вводиться в буровую скважину.In addition, the plug has at least one diaphragm, which consists of a fluid impermeable material and is fixed on the pipe impervious to fluids. Thus, no fluid can flow between the pipe and the at least one diaphragm. The specified at least one diaphragm can be introduced into the borehole through a pipe.

Указанная по меньшей мере одна диафрагма может принимать свернутое или, соответственно, нерасширенное состояние в направлении трубы, и развернутое или, соответственно, расширенное состояние в направлении от трубы и к стенкам. Труба и указанная по меньшей мере одна диафрагма выполнены таким образом, что в свернутом в направлении трубы состоянии указанной по меньшей мере одной диафрагмы имеется зазор между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками, когда труба вводится в буровую скважину. Через зазор между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками может тогда течь вверх текучая среда.The specified at least one diaphragm can take a folded or, respectively, unexpanded state in the direction of the pipe, and a deployed or, respectively, expanded state in the direction from the pipe and to the walls. The pipe and said at least one diaphragm are designed so that in the state of at least one diaphragm folded in the direction of the pipe there is a gap between the at least one diaphragm and the walls when the pipe is inserted into the borehole. A fluid may then flow up through the gap between the at least one diaphragm and the walls.

Чтобы закрыть этот зазор, заглушка имеет активируемые средства. Активирование активируемых средств приводит к тому, что указанная по меньшей мере одна диафрагма может принимать развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние. Активирование активируемых средств, когда труба была введена в буровую скважину, приводит к тому, что указанная по меньшей мере одна диафрагма принимает развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние, т.е. указанная по меньшей мере одна диафрагма переводится из свернутого в направлении трубы состояния в развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние. Активируемые средства могут, напр., представлять собой ригели, которые могут удерживать или высвобождать указанную по меньшей мере одну диафрагму.To close this gap, the plug has activated means. Activation of the activated means leads to the fact that the specified at least one diaphragm can take a deployed state in the direction from the pipe and to the walls. Activation of the activated means when the pipe has been inserted into the borehole leads to the fact that the at least one diaphragm assumes a state unfolded in the direction from the pipe and to the walls, i.e. said at least one diaphragm is transferred from a state folded in the direction of the pipe to a state unfolded in the direction from the pipe and to the walls. The activatable means can, for example, be crossbars that can hold or release said at least one diaphragm.

Соединение с геометрическим замыканием между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками осуществляется, когда труба была введена в буровую скважину и указанная по меньшей мере одна диафрагма приняла развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние. Это соединение фиксирует заглушку внутри буровой скважины и препятствует выскальзыванию заглушки из буровой скважины.A geometrical connection between the at least one diaphragm and the walls occurs when the pipe has been inserted into the borehole and the at least one diaphragm has taken a state developed in the direction from the pipe to the walls. This connection fixes the plug inside the borehole and prevents the plug from slipping out of the borehole.

Чтобы обеспечить возможность такого соединения между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками, указанная по меньшей мере одна диафрагма имеет по меньшей мере один фиксирующий элемент. Твердость указанного по меньшей мере одного фиксирующего элемента должна превосходить твердость стенок. Когда указанная по меньшей мере одна диафрагма из свернутого в направлении трубы состояния переводится в развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние и прижимается к стенкам, указанный по меньшей мере один фиксирующий элемент может вследствие этого проникать в стенки. Благодаря этому обеспечивается соединение с геометрическим замыканием между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками. Примерами фиксирующих элементов являются, например, крючки с заостренным в виде копья наконечником или направленная вверх колонна бурильных труб, которые при активировании развертываются и заклинивают.In order to enable such a connection between the at least one diaphragm and the walls, the at least one diaphragm has at least one locking element. The hardness of the at least one fixing element must exceed the hardness of the walls. When the specified at least one diaphragm from the state rolled in the direction of the pipe is transferred to the state developed in the direction from the pipe and to the walls and is pressed against the walls, said at least one fixing element can therefore penetrate the walls. This ensures a connection with a geometric circuit between the specified at least one diaphragm and the walls. Examples of locking elements are, for example, hooks with a spear-pointed tip or an upward-directed drill pipe string that, when activated, unfolds and wedges.

Соединение между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками является непроницаемым для текучих сред. Так как указанная по меньшей мере одна диафрагма состоит из непроницаемого для текучих сред материала и зафиксирована на трубе непроницаемо для текучих сред, зазор закрывается, так что текучая среда не может вытекать через зазор, когда труба была введена в буровую скважину и указанная по меньшей мере одна диафрагма принимает развернутое в направлении от трубы и к стенкам состояние. При этом буровая скважина закупорена.The connection between the at least one diaphragm and the walls is impervious to fluids. Since said at least one diaphragm consists of a fluid impermeable material and is fixed to a fluid impermeable pipe, the gap is closed so that the fluid cannot flow out through the gap when the pipe was introduced into the borehole and said at least one the diaphragm takes a state developed in the direction from the pipe and to the walls. In this case, the borehole is blocked.

Указанная по меньшей мере одна диафрагма предпочтительно выполнена так, что соединение между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками может разъединяться путем потягивания за трубу. При потягивании за трубу заглушка может быть, таким образом, при необходимости извлечена из буровой скважины.The specified at least one diaphragm is preferably made so that the connection between the specified at least one diaphragm and the walls can be disconnected by pulling on the pipe. By pulling on the pipe, the plug can thus be removed from the borehole if necessary.

Предпочтительным оказалось, чтобы перевод из свернутого в направлении трубы состояния в развернутое состояние в направлении от трубы и к стенкам происходил пассивно, т.е. посредством давления, оказываемого текущей вверх в буровой скважине текучей средой на указанную по меньшей мере одну диафрагму. Для этого указанная по меньшей мере одна диафрагма в свернутом в направлении трубы состоянии образует с трубой карман в форме зазора, в который может проникать поднимающаяся текучая среда. Вследствие этого возникает давление, необходимое для перевода указанной по меньшей мере одной диафрагмы в развернутое состояние в направлении от трубы и к стенкам.It turned out to be preferable that the transition from the state folded in the direction of the pipe to the expanded state in the direction from the pipe and to the walls occurs passively, i.e. by the pressure exerted by flowing upward in the borehole fluid at the specified at least one diaphragm. To this end, said at least one diaphragm in a state folded in the direction of the pipe forms a pocket with the pipe in the form of a gap into which the rising fluid can penetrate. As a result, the pressure necessary to translate the specified at least one diaphragm into the expanded state in the direction from the pipe to the walls.

Активирование активируемых средств приводит теперь к тому, что давление прижимает указанную по меньшей мере одну диафрагму к стенкам, так что зазор закрывается и осуществляется соединение с силовым или геометрическим замыканием между указанной по меньшей мере одной диафрагмой и стенками.The activation of the activated means now leads to the fact that the pressure presses the specified at least one diaphragm against the walls, so that the gap is closed and a connection is made with a force or geometric closure between the specified at least one diaphragm and the walls.

Указанная по меньшей мере одна диафрагма предпочтительно выполнена в форме мешка или зонта. В качестве материала для указанной по меньшей мере одной диафрагмы пригоден гибкий материал, который обладает стойкостью по отношению к текучей среде, т.е. физические свойства которого не изменяются при контакте с текучей средой. Указанная по меньшей мере одна диафрагма может, в частности, также состоять из текстильного материала или из металлической плетенки, которая для уплотнения покрыта надлежащим веществом, в частности пластмассой, полимером на растительной основе или биополимером.The specified at least one diaphragm is preferably made in the form of a bag or umbrella. As a material for said at least one diaphragm, a flexible material is suitable which is resistant to the fluid, i.e. whose physical properties do not change upon contact with the fluid. Said at least one diaphragm may, in particular, also consist of a textile material or of a metal braid which is coated with a suitable substance for sealing, in particular plastic, a plant-based polymer or a biopolymer.

Кроме того, в качестве материала для указанной по меньшей мере одного диафрагмы пригодны определенные пластмассовые пленки или, соответственно, пленки из полимера на растительной основе и, в частности, биополимера. При этом оказалось предпочтительным напыление на пленку или, соответственно, текстильный материал для защиты от разрушения текучей средой, в частности, металлического слоя. При необходимости указанная по меньшей мере одна мембрана может быть снабжена ребрами жесткости, чтобы обеспечивать возможность надлежащей работоспособности указанной по меньшей мере одной мембраны и препятствовать повреждению. Альтернативно указанная по меньшей мере одна диафрагма может состоять из перекрывающихся пластмассовых или металлических пластин или из пластин из текстильного материала, как описано выше.In addition, certain plastic films or, respectively, films made from a plant-based polymer and, in particular, a biopolymer, are suitable as a material for said at least one diaphragm. In this case, it was preferable to spray onto a film or, accordingly, a textile material for protection against destruction by a fluid medium, in particular, a metal layer. If necessary, the specified at least one membrane may be provided with stiffeners to ensure the proper functioning of the specified at least one membrane and prevent damage. Alternatively, said at least one diaphragm may consist of overlapping plastic or metal plates or of plates of textile material, as described above.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления указанная по меньшей мере одна труба представляет собой бурильные трубы, на которых смонтирована диафрагма, или, как поясняется ниже, капсула, чтобы в случае необходимости развертываться и блокировать беспрепятственное вытекание текучей среды.In one preferred embodiment, said at least one pipe is a drill pipe on which a diaphragm is mounted, or, as explained below, a capsule, so that, if necessary, it is deployed and blocks the smooth flow of fluid.

Вместо колонны бурильны труб в другом варианте осуществления труба может представлять собой вспомогательные бурильные трубы. Под вспомогательными бурильными трубами следует понимать любую отличающуюся от бурильных труб трубу, которая служит для ввода заглушки в буровую скважину и последующего отвода текучей среды.Instead of a drill pipe string, in another embodiment, the pipe may be auxiliary drill pipes. By auxiliary drill pipes should be understood any pipe that differs from drill pipes, which serves to insert a plug into the borehole and then divert the fluid.

Поднимающаяся в буровой скважине текучая среда течет с определенной скоростью течения. При достижении некоторого порогового значения скорости течения указанная по меньшей мере одна диафрагма развертывается. Если скорость течения слишком велика, указанная по меньшей мере одна диафрагма при переходе из свернутого в направлении трубы состояния в развернутое состояние в направлении от трубы и к стенкам может разрушаться. Для предотвращения этого в одном из предпочтительных усовершенствований изобретения имеется несколько диафрагм. Эти диафрагмы расположены вдоль трубы друг за другом. По меньшей мере одна диафрагма из них предпочтительно снабжена пропускным отверстием для текучей среды. Это отверстие уменьшает кинетическую энергию поднимающейся текучей среды. Диафрагма, которая находится выше или, соответственно, позади диафрагмы, снабженной пропускным отверстием, может защищать ее от разрушения.The fluid rising in the borehole flows at a certain flow rate. Upon reaching a certain threshold value of the flow velocity, said at least one diaphragm is deployed. If the flow velocity is too high, the at least one diaphragm during the transition from the state folded in the direction of the pipe to the expanded state in the direction from the pipe to the walls can be destroyed. To prevent this, in one of the preferred improvements of the invention there are several diaphragms. These diaphragms are located along the pipe one after another. At least one diaphragm thereof is preferably provided with a fluid inlet. This hole reduces the kinetic energy of the rising fluid. The diaphragm, which is located above or, respectively, behind the diaphragm equipped with a through hole, can protect it from destruction.

Другой вариант осуществления предлагаемой изобретением заглушки для буровой скважины включает в себя по меньшей мере одну капсулу из непроницаемого для текучих сред материала. Предпочтительно материал капсулы является пластически деформируемым для обеспечения стабильного закрепления заглушки. Подходящим был бы, например, металл. Но капсула может также состоять из надлежащего развертывающегося материала, например, одного из вышеназванных материалов диафрагмы.Another embodiment of a borehole plug of the invention includes at least one capsule of a fluid impervious material. Preferably, the capsule material is plastically deformable to ensure stable fastening of the plug. Metal would be suitable, for example. But the capsule may also consist of a proper expandable material, for example, one of the above diaphragm materials.

Капсула может быть выполнена таким образом, чтобы между капсулой и стенками имелся зазор, когда заглушка вводится в буровую скважину.The capsule may be designed so that there is a gap between the capsule and the walls when the plug is inserted into the borehole.

Для закрепления в буровой скважине заглушка имеет по меньшей мере один запал. При активировании указанного по меньшей мере одного запала капсула развертывается или, соответственно, расширяется. В зависимости от выбранного материала, происходит пластическая деформация капсулы. Вследствие этого капсула прижимается к стенкам, так что возникает соединение с силовым и/или геометрическим замыканием между капсулой и стенками.For fixing in a borehole, the plug has at least one fuse. When activating the specified at least one fuse, the capsule expands or, accordingly, expands. Depending on the material chosen, plastic deformation of the capsule occurs. As a result, the capsule is pressed against the walls, so that there is a connection with force and / or geometric closure between the capsule and the walls.

В качестве запала пригодны аккумуляторы энергии, такие как, например, сжатые газы, запалы из твердого вещества или же пиротехнические запалы. Высвободившаяся энергия развертывает или, соответственно, расширяет капсулу, так что она прижимается к стенкам.Suitable fuses are energy storage devices such as, for example, compressed gases, solid fuses or pyrotechnic fuses. The released energy expands or, accordingly, expands the capsule, so that it is pressed against the walls.

Соединение между капсулой и стенками является непроницаемым для текучих сред соединением с геометрическим замыканием благодаря соответствующим свойствам наружных стенок капсулы. Так как капсула состоит из непроницаемого для текучих сред материала, текучая среда может вытекать через зазор, когда заглушка была введена в буровую скважину, и запал был активирован. При этом буровая скважина закупорена.The connection between the capsule and the walls is a fluid tight connection with a geometric closure due to the corresponding properties of the outer walls of the capsule. Since the capsule consists of a fluid impervious material, the fluid may leak through the gap when the plug has been inserted into the borehole and the fuse has been activated. In this case, the borehole is blocked.

Кроме того, заглушка имеет муфту. Эта муфта служит для того, чтобы соединять трубопровод с заглушкой. Пропускное отверстие проходит через заглушку, так что текучая среда может течь через заглушку и отводиться по трубопроводу.In addition, the plug has a sleeve. This sleeve serves to connect the pipe to the plug. The passageway passes through the plug so that fluid can flow through the plug and can be diverted through the pipe.

Когда, например, бурильные трубы вследствие какого-либо происшествия были выброшены из буровой скважины или по другой причине извлечены из нее, заглушка в другом предпочтительном усовершенствовании изобретения вместо указанной по меньшей мере одной трубы, на которой она была установлена и посредством которой она была введена в скважину, может иметь привод. Этот привод обеспечивает возможность поступательного движения заглушки в текучей среде. Предпочтительно привод выполнен в виде реактивного привода, например, в виде ракетного двигателя. В качестве привода может также применяться винтовой двигатель.When, for example, drill pipes were ejected from a borehole or removed for another reason due to an accident, the plug is another preferred development of the invention instead of the at least one pipe on which it was installed and through which it was inserted into well, may have a drive. This actuator enables the translational movement of the plug in the fluid. Preferably, the drive is in the form of a jet drive, for example, in the form of a rocket engine. A screw motor can also be used as a drive.

Чтобы привод был в состоянии вводить заглушку против текущей вверх текучей среды в буровую скважину, скорость напора привода должна превосходить скорость потока текучей среды в буровой скважине. Под скоростью напора привода следует понимать скорость, с которой привод движется поступательно относительно текущей вверх в буровой скважине текучей среды.In order for the actuator to be able to insert a plug against the upward flowing fluid into the borehole, the actuator head velocity must exceed the flow rate of the fluid in the borehole. Under the pressure head of the drive should be understood the speed at which the drive moves progressively relative to the flowing upward in the borehole fluid.

Вместо привода для ввода заглушки в буровую скважину может применяться труба. С этой целью заглушка установлена на трубе. Соединение между заглушкой и трубой является непроницаемым для текучих сред. Труба может представлять собой бурильные трубы или вспомогательные бурильные трубы.Instead of a drive, a pipe may be used to insert the plug into the borehole. For this purpose, a plug is mounted on the pipe. The connection between the plug and pipe is impervious to fluids. The pipe may be a drill pipe or auxiliary drill pipe.

Соединение между капсулой и стенками в одном из предпочтительных усовершенствований изобретения является непроницаемым для текучих сред соединением с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием. С этой целью наружная поверхность капсулы выполнена соответствующим образом. В одном из предпочтительных вариантов осуществления наружная поверхность капсулы имеет по меньшей мере один фиксирующий элемент. Твердость указанного по меньшей мере одного фиксирующего элемента должна превосходить твердость стенок, чтобы указанный по меньшей мере один фиксирующий элемент мог проникать в стенки, когда капсула после ввода заглушки в буровую скважину расширяется и наружная поверхность капсулы прижимается к стенкам. Благодаря этому обеспечивается соединение с геометрическим замыканием между капсулой и стенками буровой скважины. Примерами фиксирующих элементов являются здесь, например, крючки с заостренным в виде копья наконечником.The connection between the capsule and the walls in one of the preferred improvements of the invention is a fluid tight connection with a geometric closure and / or with a force closure. To this end, the outer surface of the capsule is made accordingly. In one preferred embodiment, the outer surface of the capsule has at least one locking element. The hardness of said at least one fixing element must be greater than the wall hardness so that said at least one fixing element can penetrate the walls when the capsule expands after the plug is inserted into the borehole and the outer surface of the capsule is pressed against the walls. This ensures a connection with a geometric circuit between the capsule and the walls of the borehole. Examples of locking elements are, for example, hooks with a spear-pointed tip.

В одном из усовершенствований заглушки она может иметь фиксирующий штифт, установленный с возможностью перемещения относительно капсулы. Указанный по меньшей мере один запал может действовать непосредственно на указанный по меньшей мере один фиксирующий штифт. При активировании указанного по меньшей мере одного запала указанный по меньшей мере один фиксирующий штифт может по меньшей мере частично выдвигаться из капсулы. Если заглушка находится внутри буровой скважины и указанный по меньшей мере один фиксирующий штифт при активировании указанного по меньшей мере одного запала по меньшей мере частично выдвигается из капсулы, указанный по меньшей мере один фиксирующий штифт может проникать в стенки.In one of the improvements to the plugs, it may have a locking pin mounted to move relative to the capsule. The specified at least one fuse can act directly on the specified at least one locking pin. When activating said at least one fuse, said at least one locking pin may at least partially extend from the capsule. If the plug is located inside the borehole and said at least one fixing pin is activated at least partially from the capsule when said at least one fuse is activated, said at least one fixing pin may penetrate the walls.

Для уплотнения заглушки относительно стенок заглушка имеет по меньшей мере один дополнительный запал. При активировании указанного по меньшей мере одного дополнительного запала капсула может развертываться или, соответственно, расширяться и прижиматься к стенкам.To seal the plug relative to the walls, the plug has at least one additional fuse. When activating the specified at least one additional fuse, the capsule can expand or, accordingly, expand and cling to the walls.

Предпочтительно, кроме того, одно из усовершенствований изобретения, в котором заглушка может вводиться в буровую скважину баллистическим способом. При этом заглушка перед входом в буровую скважину ускоряется, то есть ей сообщается кинетическая энергия. Эта энергия способна ввести заглушку до определенной глубины в буровую скважину, где она развертывается с помощью соответствующих активируемых средств.Preferably, in addition, one of the improvements of the invention, in which the plug can be introduced into the borehole ballistically. In this case, the plug before entering the borehole is accelerated, that is, kinetic energy is communicated to it. This energy is able to insert the plug to a certain depth in the borehole, where it is deployed using appropriate activated means.

Другие подробности и признаки содержатся в последующем описании предпочтительных примеров осуществления в связи с зависимыми пунктами формулы изобретения. При этом соответствующие признаки могут осуществляться по одному самостоятельно или по нескольку в комбинации друг с другом. Возможности решения задачи не ограничены этими примерами осуществления. Так, например, данные диапазонов всегда включают в себя все не названные промежуточные значения и все возможные отдельные интервалы.Other details and features are contained in the following description of preferred embodiments in connection with the dependent claims. In this case, the corresponding signs can be carried out one at a time independently or several in combination with each other. The possibilities for solving the problem are not limited to these implementation examples. So, for example, range data always includes all unnamed intermediate values and all possible individual intervals.

Примеры осуществления изображены схематично на фигурах. Одинаковые ссылочные обозначения на отдельных фигурах обозначают при этом одинаковые или выполняющие одинаковую функцию или, соответственно, соответствующие друг другу по своим функциям элементы. Отдельно показано:Examples of implementation are shown schematically in the figures. The same reference signs on the individual figures mean the same or performing the same function or, accordingly, corresponding to each other in their functions elements. Separately shown:

фиг. 1A: заглушка для буровой скважины, снабженная диафрагмой в свернутом в направлении трубы состоянии;FIG. 1A: a plug for a borehole provided with a diaphragm in a state folded in the direction of the pipe;

фиг. 1B: заглушка для буровой скважины, снабженная диафрагмой в развернутом состоянии в направлении от трубы и к стенкам;FIG. 1B: a plug for a borehole provided with a diaphragm in the expanded state in the direction from the pipe and to the walls;

фиг. 2: заглушка для буровой скважины, снабженная диафрагмой в развернутом состоянии в направлении от трубы и к стенкам, с уплотнениями;FIG. 2: a plug for a borehole, equipped with a diaphragm in the expanded state in the direction from the pipe and to the walls, with seals;

фиг. 3: заглушка для буровой скважины, снабженная ребрами жесткости и фиксирующими элементами;FIG. 3: a plug for a borehole equipped with stiffeners and fixing elements;

фиг. 4: заглушка для буровой скважины, подобная торпеде; иFIG. 4: a plug for a borehole, similar to a torpedo; and

фиг. 5: перемещаемый фиксирующий элемент.FIG. 5: movable locking element.

На фиг. 1A показана заглушка, которая введена в буровую скважину 102 со стенками 104. Заглушка имеет диафрагму 106. Между диафрагмой 106 и стенками 104 имеется зазор 108. Диафрагма 106 в верхней области закреплена на трубе 112 и находится в свернутом в направлении трубы состоянии.In FIG. 1A, a plug is shown which is inserted into a borehole 102 with walls 104. The plug has a diaphragm 106. There is a gap 108 between the diaphragm 106 and the walls 104. The diaphragm 106 is fixed to the pipe 112 in the upper region and is folded in the pipe direction.

Сенсоры 110 измеряют параметры, такие как, например, движение трубы 112, положение трубы 112 относительно стенок 104, гидростатическое давление текучей среды, которая охватывает буровую скважину, расстояние, которое прошла заглушка внутри буровой скважины 102, или скорость течения текучей среды.Sensors 110 measure parameters, such as, for example, the movement of the pipe 112, the position of the pipe 112 relative to the walls 104, the hydrostatic pressure of the fluid that spans the borehole, the distance that the plug has traveled inside the borehole 102, or the flow velocity of the fluid.

Диафрагма 105 фиксируется активируемыми средствами в свернутом в направлении трубы 112 состоянии. При активировании активируемых средств сенсорами 110 диафрагма 106 высвобождается. Текучая среда, которая течет ниже диафрагмы 106, осуществляет после этого раскрытие диафрагмы 106.The diaphragm 105 is fixed by activated means in a state folded in the direction of the pipe 112. Upon activation of the activated means by the sensors 110, the diaphragm 106 is released. A fluid that flows below the diaphragm 106 then opens the diaphragm 106.

Диафрагма 106 в развернутом состоянии в направлении от трубы 112 и к стенкам показана на фиг. 1B. Давление, которое оказывает текущая вверх текучая среда на диафрагму 106, прижимает диафрагму 106 к стенкам 104. Вследствие этого между диафрагмой 106 и стенками 104 возникает непроницаемое для текучих сред соединение с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием. Таким образом, диафрагма 106 закрывает зазор 108.The diaphragm 106 in the expanded state in the direction from the pipe 112 and to the walls is shown in FIG. 1B. The pressure exerted by the upward flowing fluid on the diaphragm 106 presses the diaphragm 106 against the walls 104. As a result, between the diaphragm 106 and the walls 104 there is a fluid tight connection with a force closure and / or a geometric closure. Thus, the diaphragm 106 closes the gap 108.

Для улучшения плотности соединения относительно текучей среды на диафрагме 106 могут быть установлены уплотнения 200, например, в виде круглых колец. Это изображено на фиг. 2в целом и в виде детали на фрагменте Z. За счет давления, которое оказывает на диафрагму 106 текущая вверх текучая среда, осуществляется непроницаемое для текучих сред соединение с геометрическим и/или с силовым замыканием между уплотнениями 200 и стенками 104.In order to improve the density of the joint relative to the fluid, seals 200, for example in the form of circular rings, can be mounted on the diaphragm 106. This is depicted in FIG. 2 as a whole and in the form of a part on fragment Z. Due to the pressure exerted by the upward flowing fluid on the diaphragm 106, a fluid tight connection is made with a geometric and / or force closure between the seals 200 and the walls 104.

Применение гибкой ткани или пленки в качестве диафрагмы 103 удобно, в частности, тогда, когда давление, которое оказывает текущая вверх текучая среда на диафрагму 106, мало. При более высоких давлениях, напротив, предпочтителен показанный на фиг. 3 пример осуществления. При этом ребра 300 жесткости поддерживают диафрагму 106. Диафрагма 106, которая на фиг. 3 для лучшей наглядности ребер 300 жесткости не изображена, расположена вверх по потоку от ребер жесткости, чтобы диафрагма 106 в развернутом состоянии прижималась к ребрам 300 жесткости. Конструкция ребер 300 жесткости похожа на конструкцию системы тяг зонта. Ребра 300 жесткости стабилизируют диафрагму 106, центрируют трубу 112 в буровой скважине 102 и препятствуют, кроме того, повреждению диафрагмы 106 давлением, которое оказывает текучая среда на диафрагму 106 в развернутом состоянии в направлении от трубы 112 и к стенкам 104.The use of a flexible fabric or film as the diaphragm 103 is convenient, in particular, when the pressure exerted by the upward flowing fluid on the diaphragm 106 is small. At higher pressures, in contrast, the one shown in FIG. 3 example implementation. In this case, the stiffening ribs 300 support the diaphragm 106. The diaphragm 106, which in FIG. 3 for better clarity, the stiffeners 300 are not shown, located upstream of the stiffeners, so that the diaphragm 106 in the expanded state is pressed against the stiffeners 300. The design of the stiffening ribs 300 is similar to the design of the traction system of the umbrella. The stiffening ribs 300 stabilize the diaphragm 106, center the pipe 112 in the borehole 102, and also prevent damage to the diaphragm 106 by the pressure exerted by the fluid on the diaphragm 106 in the extended state from the pipe 112 and to the walls 104.

Уплотнения 200, как изображено на фиг. 2, предпочтительны, в частности, тогда, когда стенки 104 буровой скважины 102 состоят из твердого материала. Мягкие стенки 104, напротив, позволяют применять показанные на фрагменте Z фиг. 3 фиксирующие элементы 302. Фиксирующие элементы 302 установлены на ребрах 300 жесткости и состоят из твердого материала. В частности, материал фиксирующих элементов 302 должен быть тверже, чем материал стенок 104. Предпочтительно фиксирующие элементы 302 имеют отформованные элементы, например, в форме крючков с заостренным в виде копья наконечником.Seals 200, as shown in FIG. 2 are preferred, in particular, when the walls 104 of the borehole 102 are composed of solid material. Soft walls 104, in contrast, allow the use shown in fragment Z of FIG. 3 locking elements 302. The locking elements 302 are mounted on stiffening ribs 300 and are composed of solid material. In particular, the material of the locking elements 302 should be harder than the material of the walls 104. Preferably, the locking elements 302 have molded elements, for example, in the form of hooks with a spear-pointed tip.

Когда диафрагма 106 в развернутом состоянии в направлении от трубы 112 и к стенкам 104 давлением, которое оказывает текучая среда на диафрагму 106, прижимается к стенкам 104, это приводит к тому, что отформованные элементы фиксирующих элементов 302 проникают в стенки 104. Благодаря этому осуществляется соединение с геометрическим замыканием со стенками 104.When the diaphragm 106 in the expanded state in the direction from the pipe 112 and to the walls 104, the pressure that the fluid exerts on the diaphragm 106 is pressed against the walls 104, this leads to the fact that the molded elements of the locking elements 302 penetrate the walls 104. This connects with geometrical closure with walls 104.

Для сбережения материала и повышения надежности диафрагма 106 может открываться пошагово. В первом шаге фиксирующие элементы 302 прижимаются к стенкам 104, так что отформованные элементы фиксирующих элементов 302 проникают в стенки и осуществляется соединение с геометрическим замыканием со стенками 104. Во втором шаге зазор 108 закрывается путем перевода диафрагмы 106 из свернутого в направлении трубы 112 состояния в развернутое состояние в направлении от трубы 112 и к стенкам 104. Текучая среда течет теперь через трубу 112. В третьем шаге клапаны, которые находятся в трубе 112, закрываются. При этом буровая скважина 102 полностью закупорена.To save material and increase reliability, the diaphragm 106 can be opened step by step. In the first step, the locking elements 302 are pressed against the walls 104, so that the molded elements of the locking elements 302 penetrate the walls and are connected with a geometric closure with the walls 104. In the second step, the gap 108 is closed by transferring the diaphragm 106 from the state folded in the direction of the pipe 112 to the expanded the state is in the direction from the pipe 112 and to the walls 104. The fluid now flows through the pipe 112. In the third step, the valves that are in the pipe 112 are closed. In this case, the borehole 102 is completely plugged.

В показанных на фиг. 1A, 1B, 2 и 3 примерах осуществления диафрагма 106 посредством трубы 112, в предпочтительном варианте осуществления в виде элемента оснащения бурильных труб, вводится в буровую скважину 102. Заглушка, показанная на фиг. 4, напротив, выполнена подобно торпеде. Реактивный привод 400 создает при этом достаточный напор, чтобы ввести заглушку против текущей вверх текучей среды в буровую скважину 102.As shown in FIG. 1A, 1B, 2 and 3 of the embodiments, the diaphragm 106 by means of the pipe 112, in the preferred embodiment, is introduced as a drill pipe fitting into the borehole 102. The plug shown in FIG. 4, in contrast, is made like a torpedo. The jet actuator 400 creates sufficient pressure to introduce a plug against the upward flowing fluid into the borehole 102.

Вместо диафрагмы 106 изображенная на фиг. 4 заглушка имеет капсулу 401. Капсула 401 образует наружную оболочку выпуклости заглушки. Нижняя часть 401a капсулы 401 выполнена в полусферической форме и снабжена сенсорами 110.Instead of the diaphragm 106 shown in FIG. 4, the cap has a capsule 401. The capsule 401 forms the outer shell of the bulge of the cap. The lower part 401a of the capsule 401 is hemispherical and provided with sensors 110.

К полусферической части капсулы 401 примыкает цилиндрическая часть 401b капсулы 401. Цилиндрическая часть 401b капсулы 401 соединяет полусферическую часть 401a капсулы 401 с ее верхней частью 401c. На верхней части 401c капсулы 401, в свою очередь, расположены направляющие элементы 402, а также муфта 404.Cylindrical portion 401b of capsule 401 is adjacent to the hemispherical portion of capsule 401. The cylindrical portion 401b of capsule 401 connects the hemispherical portion 401a of capsule 401 to its upper portion 401c. On the upper part 401c of the capsule 401, in turn, guide elements 402 are located, as well as a sleeve 404.

Капсула 404 охватывает запалы 408 и массивный несущий элемент 406, снабженный воронкообразными углублениями. Внутри этих углублений находятся пиротехнические запалы 408.The capsule 404 covers fuses 408 and a massive carrier 406 provided with funnel-shaped recesses. Inside these recesses are pyrotechnic fuses 408.

Через полусферическую часть 401a капсулы 401, через несущий элемент 406, через реактивный привод 400 и через верхнюю часть 401c капсулы 401 ведет пропускное отверстие 414. Пропускное отверстие 414 проходит в продольном направлении через заглушку и таким образом соединяет отверстие в сферической части 401a капсулы 401 с отверстием в верхней части 401c капсулы 401, чтобы текучая среда могла течь через заглушку.Through the hemispherical portion 401a of the capsule 401, through the carrier 406, through the jet drive 400 and through the upper portion 401c of the capsule 401, a passage opening 414 passes. The passage opening 414 extends longitudinally through the plug and thus connects the opening in the spherical portion 401a of the capsule 401 to on top of capsule 401 401c so that fluid can flow through the plug.

Направляющие элементы 402 служат для стабилизации заглушки, когда она вводится в буровую скважину 102. Сенсоры 102 регистрируют в это время надлежащие параметры. Так, сенсоры 110 могут, например, измерять глубину проникновения заглушки в буровую скважину 102 или посредством оптических сигналов определять повреждения стенок 104.Guide elements 402 serve to stabilize the plug when it is inserted into the borehole 102. Sensors 102 record the proper parameters at this time. So, the sensors 110 can, for example, measure the depth of penetration of the plug into the borehole 102 or by means of optical signals to determine damage to the walls 104.

В зависимости от зарегистрированных параметров сенсоры 110 инициируют активирование запалов 408. За счет высвобождающейся вследствие этого энергии капсула 401 развертывается или, соответственно, расширяется и прижимается к стенкам 104.Depending on the registered parameters, the sensors 110 initiate the activation of fuses 408. Due to the energy released as a result, the capsule 401 expands or, accordingly, expands and is pressed against the walls 104.

Капсула 401 снабжена фиксирующими элементами 302. Твердость фиксирующих элементов 302 должна превосходить твердость стенок 104 буровой скважины 102. Это обеспечивает фиксирующим элементам 302 возможность вследствие активирования пиротехнических запалов 408 проникать в стенки 104, так чтобы заглушка посредством соединения с геометрическим замыканием закреплялась в стенках 104. Как изображено на фрагменте Y фиг. 4, фиксирующие элементы 302 могут быть выполнены в виде крючков с заостренным в виде копья наконечником.The capsule 401 is provided with locking elements 302. The hardness of the locking elements 302 must exceed the hardness of the walls 104 of the borehole 102. This allows the locking elements 302 to penetrate the walls 104 due to activation of the pyrotechnic fuses 408 so that the plug is secured to the walls 104 by means of a geometrical connection. depicted in fragment Y of FIG. 4, the locking elements 302 can be made in the form of hooks with a pointed tip in the form of a spear.

Энергия взрыва запалов 408 способствует увеличению диаметра по меньшей мере одной части капсулы 401. Чтобы при этом обеспечить заданную деформацию капсулы 401, капсула 401, как изображено на фрагменте X фиг. 4, может иметь заданное место 410 разрушения. Когда капсула 401 расширяется, нижняя часть капсулы 401, состоящая из полусферической части 401A капсулы 401 и цилиндрической части 401b капсулы 401, отсоединяется по заданному месту 410 разрушения от верхней части 401c капсулы 401. Это предотвращает повреждение остальных компонентов заглушки, таких как, например, пропускное отверстие 414 или муфта 404, при расширении капсулы 401.The energy of the explosion of fuses 408 contributes to an increase in the diameter of at least one part of the capsule 401. In order to ensure the desired deformation of the capsule 401, the capsule 401, as shown in fragment X of FIG. 4 may have a predetermined fracture location 410. When the capsule 401 expands, the lower part of the capsule 401, consisting of the hemispherical part 401A of the capsule 401 and the cylindrical part 401b of the capsule 401, is disconnected at a predetermined fracture location 410 from the upper part 401c of the capsule 401. This prevents damage to the remaining components of the plug, such as, for example, the passage hole 414 or sleeve 404, when expanding capsule 401.

Чем больше имеющийся между стенками 104 и капсулой 401 зазор, тем более высокие требования ставятся к возможности деформации капсулы 401. Для предотвращения превышения предела разрушения материала, применяемого для капсулы 401, при расширении капсулы 401 капсула 401 ниже заданного места 410 разрушения может иметь проходящие вертикально расширяющиеся складки.The greater the gap between the walls 104 and the capsule 401, the greater the demands on the possibility of deformation of the capsule 401. To prevent exceeding the fracture limit of the material used for capsule 401, when expanding the capsule 401, the capsule 401 below the predetermined fracture site 410 may have vertically expanding folds.

В расширенном состоянии цилиндрическая часть капсулы 401 плоско прилегает к стенкам 104. Полусферическая часть капсулы 401 соединяет при этом цилиндрическую часть капсулы 401 с внутренней областью заглушки. Следовательно, между капсулой 401 и стенками 104 не может вытекать текучая среда. Буровая скважина теперь закупорена.In the expanded state, the cylindrical part of the capsule 401 is flat against the walls 104. The hemispherical part of the capsule 401 connects the cylindrical part of the capsule 401 with the inner region of the plug. Therefore, fluid cannot flow between the capsule 401 and the walls 104. The borehole is now clogged.

Чтобы иметь возможность последующего использования буровой скважины 102, заглушка, наряду с муфтой 404, как изображено на фрагменте Z фиг. 4, имеет клапан 412. Клапан 412 открывает и закрывает пропускное отверстие 414. Когда клапан 412 закрыт, текучая среда не может вытекать из бурильной скважины 102. Когда клапан 412, напротив, открыт, текучая среда направляется через пропускное отверстие 414 и вместе с тем через заглушку.In order to be able to use the borehole 102 later, a plug, along with a sleeve 404, as shown in fragment Z of FIG. 4, has a valve 412. Valve 412 opens and closes the bore 414. When the valve 412 is closed, fluid cannot flow out of the borehole 102. When the valve 412, in contrast, is open, the fluid is directed through the bore 414 and, at the same time, through stub.

Кроме изображенного на чертеже тарельчатого клапана 412 могут также применяться другие виды клапанов, напр., конические клапаны или золотниковые клапаны. Последние обладали бы преимуществом меньшего усилия, необходимого для открытия.In addition to the poppet valve 412 shown in the drawing, other types of valves can also be used, for example, conical valves or slide valves. The latter would have the advantage of the lesser effort required to open.

Муфта 404 служит для того, чтобы соединять трубопровод с заглушкой. Это происходит после того, как заглушка путем активирования запалов 408 была закреплена в стенках 104. При открытом клапане 412 текучая среда может отводиться по трубопроводу и подвергаться дальнейшей переработке, как предусмотрено.The sleeve 404 serves to connect the pipe to the plug. This occurs after the plug has been secured to walls 104 by activating fuses 408. With valve 412 open, fluid may be diverted through the pipeline and further processed as provided.

Клапан может быть также открыт во время ввода заглушки в буровую скважину, чтобы снизить давление на заглушку. Одна из возможностей заключается тогда также в том, чтобы закрывать клапан только тогда, когда трубопровод был подключен в муфте 404. Такой трубопровод 404 способен воспринимать доли повышенных усилий после закрытия клапана.The valve may also be opened during insertion of the plug into the borehole to reduce pressure on the plug. One possibility then is also to close the valve only when the pipe has been connected in the sleeve 404. Such pipe 404 is capable of absorbing a fraction of the increased forces after closing the valve.

Возможен ввод нескольких заглушек в показанном на фиг. 4 варианте осуществления в буровую скважину 102.Several plugs are possible in the embodiment shown in FIG. 4 embodiment, into borehole 102.

Возможен также вариант осуществления в виде капсулы как элемента оснащения бурильных труб 112, монтируемой и вводимой в буровую скважину 102.An embodiment is also possible in the form of a capsule as an element of equipment for drill pipes 112 mounted and inserted into borehole 102.

Разные варианты осуществления могут комбинироваться в соответствии с различными соображениями безопасности.Different embodiments may be combined in accordance with various safety considerations.

На фиг. 5 показан фрагмент заглушки, снабженной по меньшей мере одним фиксирующим штифтом 500. Для направления указанного по меньшей мере одного фиксирующего штифта 50 несущий элемент 406 имеет цилиндрическое сверление 502. В сверлении 502 фиксирующий штифт 500 установлен с возможностью перемещения.In FIG. 5 shows a fragment of a plug provided with at least one fixing pin 500. To guide said at least one fixing pin 50, the carrier 406 has cylindrical drilling 502. In drilling 502, the fixing pin 500 is movably mounted.

Сверление 502 соединяет отверстие 504 в капсуле 401 со сферической запальной камерой 506. Так же, как и сверление 502, запальная камера 506 находится в несущем элементе 406, т.е. охвачена несущим элементом 406 или, соответственно, образуется несущим элементом 406.Drilling 502 connects the hole 504 in the capsule 401 to the spherical firing chamber 506. Like drilling 502, the firing chamber 506 is located in the carrier 406, i.e. covered by the carrier 406 or, respectively, is formed by the carrier 406.

Сверление 502 проходит не вертикально, а наклонено под некоторым углом относительно вертикали вниз. Таким образом, фиксирующий штифт 500 под действием своей силы тяжести скользит сначала вдоль сверления 502 в направлении внутренней области заглушки.Drilling 502 is not vertical, but tilted at a certain angle relative to the vertical down. Thus, the locking pin 500 under the action of its gravity first slides along the drilling 502 in the direction of the inner region of the plug.

Запальная камера 506 содержит запал 408. Когда этот запал активируется, высвободившаяся энергия отгоняет фиксирующий штифт 500 от запальной камеры в направлении стенок 104 буровой скважины 102. Фиксирующий штифт 500 вследствие этого проходит насквозь через имеющийся между капсулой 401 и стенками 104 зазор 108 и проникает в стенки 104. Теперь заглушка зафиксирована на стенках 104.The firing chamber 506 contains a fuse 408. When this fuse is activated, the released energy drives the locking pin 500 away from the firing chamber in the direction of the walls 104 of the borehole 102. The locking pin 500 therefore passes through the gap 108 between the capsule 401 and the walls 104 and penetrates the walls 104. The cap is now fixed on the walls 104.

Зазор 108 может закрываться, при этом капсула 401, как описано выше, развертывается или, соответственно, расширяется и прижимается к стенкам 104. По меньшей мере один запал 408 служит, таким образом, для развертывания или, соответственно, расширения капсулы, в то время как по меньшей мере один дополнительный запал 408 загоняет фиксирующий штифт 500 в стенки 104.The gap 108 can be closed, while the capsule 401, as described above, expands or, accordingly, expands and is pressed against the walls 104. At least one fuse 408 serves, thus, to expand or, accordingly, expand the capsule, while at least one additional fuse 408 drives the locking pin 500 into the walls 104.

Для предотвращения повреждения сверления 502 и указанного по меньшей мере одного фиксирующего штифта 500 при развертывании или, соответственно, расширении капсулы 401, сверление 502 предпочтительно расположено так, что отверстие 504 в капсуле 401 находится над заданным местом 410 разрушения в верхней части 401c капсулы 401.In order to prevent damage to the drilling 502 and said at least one fixing pin 500 when expanding or expanding the capsule 401, the drilling 502 is preferably located so that the hole 504 in the capsule 401 is located above a predetermined fracture location 410 in the upper part 401c of the capsule 401.

Список ссылочных обозначенийReference List

102 Буровая скважина102 borehole

104 Стенки104 Walls

106 Диафрагма106 aperture

108 Зазор108 clearance

110 Сенсор110 Sensor

112 Труба112 Pipe

200 Уплотнение200 Seal

300 Ребро жесткости300 stiffener

302 Фиксирующий элемент302 locking element

400 Реактивный привод400 jet drive

401 Капсула401 capsule

401a Сферическая часть капсулы401a Spherical capsule

401b Цилиндрическая часть капсулы401b Cylindrical part of the capsule

401c Верхняя часть капсулы401c capsule top

402 Направляющий элемент402 Guide element

404 Муфта404 Coupling

406 Несущий элемент406 Carrier

408 Запал408 Fuse

410 Заданное место разрушения410 Set point of destruction

414 Пропускное отверстие414 flow hole

502 Сверление502 drilling

504 Запальная камера504 Ignition chamber

Claims (4)

1. Заглушка для буровой скважины (102) со стенками (104), причем текучая среда в буровой скважине (102) течет вверх, содержащая:
a) трубу (112), которая может вводиться в буровую скважину (102);
b) по меньшей мере одну диафрагму (106) из непроницаемого для текучих сред материала,
b1) причем эта по меньшей мере одна диафрагма (106) непроницаемо для текучих сред зафиксирована на трубе (112);
b2) причем эта по меньшей мере одна диафрагма (106) может принимать сложенное в направлении трубы (112) состояние и развернутое в направлении от трубы (112) и к стенкам (104) состояние;
b3) причем труба (112) и указанная по меньшей мере одна диафрагма (106) выполнены таким образом, что в сложенном в направлении трубы (112) состоянии указанной по меньшей мере одной диафрагмы (106) имеется зазор (108) между указанной по меньшей мере одной диафрагмой (106) и стенками (104), когда труба (112) вводится в буровую скважину (102);
b4) причем указанная по меньшей мере одна диафрагма (106) имеет по меньшей мере один фиксирующий элемент (302);
b5) при этом твердость указанного по меньшей мере одного фиксирующего элемента (302) превосходит твердость стенок (104);
b6) так что указанный по меньшей мере один фиксирующий элемент (302) может проникать в стенки (104), когда указанная по меньшей мере одна диафрагма (106) прижимается к стенкам (104);
b7) так что может обеспечиваться соединение с геометрическим замыканием между указанной по меньшей мере одной диафрагмой (106) и стенками (104); и содержащая
с) активируемые средства,
c1) причем активирование активируемых средств приводит к тому, что указанная по меньшей мере одна диафрагма (106) может принимать развернутое состояние в направлении от трубы (112) к стенкам (104).
1. A plug for a borehole (102) with walls (104), wherein the fluid in the borehole (102) flows upward, comprising:
a) a pipe (112) that can be inserted into the borehole (102);
b) at least one diaphragm (106) of a fluid impervious material,
b1) wherein this at least one diaphragm (106) is impervious to fluids fixed to the pipe (112);
b2) wherein this at least one diaphragm (106) can assume a state folded in the direction of the pipe (112) and unfolded in the direction from the pipe (112) and to the walls (104);
b3) moreover, the pipe (112) and the specified at least one diaphragm (106) are made in such a way that in the folded direction of the pipe (112) the state of the specified at least one diaphragm (106) there is a gap (108) between the specified at least one diaphragm (106) and walls (104) when the pipe (112) is inserted into the borehole (102);
b4) wherein said at least one diaphragm (106) has at least one locking element (302);
b5) wherein the hardness of said at least one fixing element (302) is greater than the hardness of the walls (104);
b6) so that said at least one fixing element (302) can penetrate the walls (104) when said at least one diaphragm (106) is pressed against the walls (104);
b7) so that a geometrical connection can be made between the at least one diaphragm (106) and the walls (104); and containing
c) activated funds
c1) moreover, the activation of the activated means leads to the fact that the specified at least one diaphragm (106) can take a deployed state in the direction from the pipe (112) to the walls (104).
2. Заглушка по п. 1, отличающаяся тем, что указанная по меньшей мере одна труба (112) представляет собой колонну бурильных труб.2. A plug according to claim 1, characterized in that said at least one pipe (112) is a drill pipe string. 3. Заглушка по п. 1, отличающаяся тем, что указанная по меньшей мере одна труба (112) представляет собой вспомогательную колонну бурильных труб.3. A plug according to claim 1, characterized in that said at least one pipe (112) is an auxiliary drill pipe string. 4. Заглушка по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что содержит несколько диафрагм (106), которые расположены вдоль трубы (112) друг за другом. 4. The stub according to one of paragraphs. 1-3, characterized in that it contains several diaphragms (106), which are located along the pipe (112) one after another.
RU2013105263/03A 2010-07-08 2011-07-07 Plug for drilled well RU2550618C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010026592.6 2010-07-08
DE102010026592 2010-07-08
DE102010050494A DE102010050494B4 (en) 2010-07-08 2010-11-08 Closure for a borehole
DE102010050494.7 2010-11-08
PCT/EP2011/061556 WO2012004366A2 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Closure for a drill hole

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148991/03A Division RU2586342C1 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Plug for drilled well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013105263A RU2013105263A (en) 2014-08-20
RU2550618C2 true RU2550618C2 (en) 2015-05-10

Family

ID=44628159

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148991/03A RU2586342C1 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Plug for drilled well
RU2013105263/03A RU2550618C2 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Plug for drilled well

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148991/03A RU2586342C1 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Plug for drilled well

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130112396A1 (en)
EP (1) EP2591203B1 (en)
JP (1) JP3184356U (en)
CN (2) CN204200146U (en)
CA (1) CA2804679C (en)
DE (1) DE102010050494B4 (en)
RU (2) RU2586342C1 (en)
WO (1) WO2012004366A2 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9702680B2 (en) 2013-07-18 2017-07-11 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Perforation gun components and system
NO343753B1 (en) 2015-06-01 2019-05-27 Tco As Hydraulic crushing mechanism
CN105569604B (en) * 2016-01-21 2018-02-27 中国海洋石油总公司 Casing annulus packer
US11021923B2 (en) 2018-04-27 2021-06-01 DynaEnergetics Europe GmbH Detonation activated wireline release tool
US11905823B2 (en) 2018-05-31 2024-02-20 DynaEnergetics Europe GmbH Systems and methods for marker inclusion in a wellbore
US12031417B2 (en) 2018-05-31 2024-07-09 DynaEnergetics Europe GmbH Untethered drone string for downhole oil and gas wellbore operations
US11591885B2 (en) 2018-05-31 2023-02-28 DynaEnergetics Europe GmbH Selective untethered drone string for downhole oil and gas wellbore operations
US11339614B2 (en) 2020-03-31 2022-05-24 DynaEnergetics Europe GmbH Alignment sub and orienting sub adapter
US11808098B2 (en) 2018-08-20 2023-11-07 DynaEnergetics Europe GmbH System and method to deploy and control autonomous devices
CA3147161A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 DynaEnergetics Europe GmbH Ballistically actuated wellbore tool
CN110439494A (en) * 2019-09-24 2019-11-12 罗兰 The response type drilling rod sealing structure and encapsulating method of sealing material can be filled in
USD1041608S1 (en) 2020-03-20 2024-09-10 DynaEnergetics Europe GmbH Outer connector
US11988049B2 (en) 2020-03-31 2024-05-21 DynaEnergetics Europe GmbH Alignment sub and perforating gun assembly with alignment sub
US11713625B2 (en) 2021-03-03 2023-08-01 DynaEnergetics Europe GmbH Bulkhead
WO2022184732A1 (en) 2021-03-03 2022-09-09 DynaEnergetics Europe GmbH Bulkhead and tandem seal adapter
US12000267B2 (en) 2021-09-24 2024-06-04 DynaEnergetics Europe GmbH Communication and location system for an autonomous frack system
WO2024003591A1 (en) * 2022-06-27 2024-01-04 Abu Dhabi Company for Offshore Petroleum Operations Limited Sealing basket
US11753889B1 (en) 2022-07-13 2023-09-12 DynaEnergetics Europe GmbH Gas driven wireline release tool

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186483A (en) * 1957-08-05 1965-06-01 Otis Eng Co Method and means for treating wells
SU653386A1 (en) * 1976-04-23 1979-03-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики Device for investigating seam in course of drilling
SU1562434A1 (en) * 1987-02-25 1990-05-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Method of isolating a formation
WO2001092681A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for reducing longitudinal fluid flow around a permeable well tubular
RU62152U1 (en) * 2005-09-28 2007-03-27 Закрытое акционерное общество "Предприятие с иностранными инвестициями "Интервыбухпром" (Iнтервибухпром) DEVICE FOR SEALING AND INSULATING CAVITIES AND CRACKS IN A SOLID BREAD MASSAGE AND CREATING AIR SPACES IN A BOREHOLE EXPLOSIVE CHARGE
RU73694U1 (en) * 2006-10-11 2008-05-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. WELL FILTER FOR SUBMERSIBLE ELECTRIC DRIVE PUMP

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621744A (en) * 1948-12-15 1952-12-16 Mccullough Tool Company Plugging device
US2691418A (en) * 1951-06-23 1954-10-12 John A Connolly Combination packing cup and slips
US3155164A (en) * 1961-01-10 1964-11-03 Jet Set Corp Means for setting tubular bodies
US3362478A (en) * 1966-04-11 1968-01-09 Oliver B. Mcreynolds Jr. Bridge plugs
US4151875A (en) * 1977-12-12 1979-05-01 Halliburton Company EZ disposal packer
SU933942A1 (en) * 1980-09-16 1982-06-07 Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института Device for setting bridge in well
US4576042A (en) * 1984-12-26 1986-03-18 Marathon Oil Company Flow basket
CA1220134A (en) * 1985-01-25 1987-04-07 Paavo Luoma Topping and tamping plug
DE4113315A1 (en) * 1991-04-24 1992-10-29 Klaus Pomorin Explosive cartridge for permanent sealing of oil pipes which are out of control - comprises hermetically sealed cartridge contg. explosives which undergoes permanent enlarging of its periphery
RU2182962C2 (en) * 2000-03-13 2002-05-27 Институт горного дела - научно-исследовательское учреждение СО РАН Method of treatment of producing formation in well-hole zone and packer for its embodiment
RU2165516C1 (en) * 2000-04-24 2001-04-20 Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" Process of termination of construction of wells and gear for its implementation
US6454001B1 (en) * 2000-05-12 2002-09-24 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for plugging wells
US20040194970A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Eatwell William Donald Expandable seal member with shape memory alloy
US7527095B2 (en) * 2003-12-11 2009-05-05 Shell Oil Company Method of creating a zonal isolation in an underground wellbore
US20070051521A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Eagle Downhole Solutions, Llc Retrievable frac packer
DE102006026766B4 (en) * 2006-06-09 2008-02-21 Deutsche Montan Technologie Gmbh Device for receiving self-supporting building material layers in shafts

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186483A (en) * 1957-08-05 1965-06-01 Otis Eng Co Method and means for treating wells
SU653386A1 (en) * 1976-04-23 1979-03-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики Device for investigating seam in course of drilling
SU1562434A1 (en) * 1987-02-25 1990-05-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Method of isolating a formation
WO2001092681A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for reducing longitudinal fluid flow around a permeable well tubular
RU62152U1 (en) * 2005-09-28 2007-03-27 Закрытое акционерное общество "Предприятие с иностранными инвестициями "Интервыбухпром" (Iнтервибухпром) DEVICE FOR SEALING AND INSULATING CAVITIES AND CRACKS IN A SOLID BREAD MASSAGE AND CREATING AIR SPACES IN A BOREHOLE EXPLOSIVE CHARGE
RU73694U1 (en) * 2006-10-11 2008-05-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. WELL FILTER FOR SUBMERSIBLE ELECTRIC DRIVE PUMP

Also Published As

Publication number Publication date
RU2586342C1 (en) 2016-06-10
WO2012004366A2 (en) 2012-01-12
JP3184356U (en) 2013-06-27
DE102010050494A1 (en) 2012-01-12
CN204200146U (en) 2015-03-11
US20130112396A1 (en) 2013-05-09
DE102010050494B4 (en) 2013-08-01
WO2012004366A3 (en) 2012-08-16
RU2013105263A (en) 2014-08-20
EP2591203A2 (en) 2013-05-15
CA2804679C (en) 2014-05-27
CN203452703U (en) 2014-02-26
EP2591203B1 (en) 2017-03-29
CA2804679A1 (en) 2012-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2550618C2 (en) Plug for drilled well
US6966373B2 (en) Inflatable sealing assembly and method for sealing off an inside of a flow carrier
EP2276907B1 (en) Plug construction comprising a hydraulic crushing body
CA3039472C (en) Top plug with transitionable seal
US10648272B2 (en) Casing floatation system with latch-in-plugs
MXPA06013668A (en) A method and a device for expanding a body under overpressure.
MX2008012122A (en) Sealing device.
US11359453B2 (en) Packer setting device
US20160341003A1 (en) Insulation device for a well
US9587452B2 (en) Cycle device
AU2013395661B2 (en) Downhole power delivery tool powered by hydrostatic pressure
US9580989B2 (en) Interventionless method of setting a casing to casing annular packer
US11142995B2 (en) Valve with integrated fluid reservoir
RU2804472C2 (en) Well completion method and well completion system
CN114746620A (en) Improved tool for remediating lost circulation while drilling
EP3530873A1 (en) Device adapted to be run on a tubing string into a wellbore

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200708