SU1652509A1 - Тампонажное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин . Цель изобретени  - повышение надежности работы и упрощение конструкции. Устр-во содержит контейнер (К) 1 с поршнем 3. Последний раздел ет К 1 на надпоршне- вую полость 4 и рабочую полость 5, заполненную тампонажным материалом. Над К 1 установлен пульсатор, содержащий корпус 8 со сливными окнами 9, питающее сопло 15 и приемное сопло 13 Сопла 13 и 15 установлены с возможностью вращени  относительно друг друга. Корпус 8 жестко св зан с К 1. Сопло 15 гидравлически св зано с подвесной колонной, сопло 13 сообщено с полостью 4. Под соплом 15 установлены плоский затвор 16 и затвор окна 9. содержащий опору 23 с периферийным отверстием 26 и пружину (П) 22 Она упираетс  в опору 23 и корпус 8. Опора 23 св зана гибкой св зью 25 с поршнем 3 П 22 имеет наружный диаметр, соизмеримый с внутренним диаметром корпуса 8, и установлена с возможностью полного сжати  и перекрыти  окна 9. Отверстие 26 расположено напротив внутренней полости П 22. Окна 9 могут располагатьс  напротив нижних витков П 22 Устр-во опускают в скважину к зоне тампонировани , привод т во вращение колонну и включают буровой насос. Пульсирующее давление от пульсатора передаетс  на поршень 3, который вытесн ет материал из К 1 Поршень 3 в нижнем положении через св зь 25 и опору 23 сжимает П 22. При смыкании витков П 22 перекрываютс  окна 9 Повышение давлени  при этом служит сигналом дл  прекращени  работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С о ел ю ел о о -1

Description

Изобретение относитс  к бурению скважин , в частности к устройствам дл  их тампонировани .

Цель изобретени  - повышение надежности работы и упрощеие конструкции устройства .

На фиг.1 представлено тампонажное устройство, общий вид; на фиг.2 - пульсатор устройства (фрагмент) с защитной перегородкой опоры пружины ; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Тампонажное устройство включает контейнер 1 с пробкой 2 на нижнем конце и поршнем 3, раздел ющим внутренний объем контейнера на надпоршневую гидравлическую полость 4 и рабочую полость 5, заполненную тампонажным материалом, опорную трубу б со сливными отверсти ми 7 на верхнем конце, соединенном с нижним концом контейнера 1, и установленный над контейнером пульсатор, содержащий полый корпус 8 со сливными окнами 9 и внутренней сопловой камерой 10, расположенной над окнами 9, верхний 11 и нижний 12 переходники и размещенные в сопловой камере 10 приемное сопло 13, установленное на нижнем переходнике 12 и сообщающеес  с надпоршневой полостью 4 контейнера, ротор 14 по меньшей мере с одним питающим соплом 15. соединенный с верхним переходником 11 с возможностью сращени  относительно приемного сопла 13 и гидравлически св занный с подвесной колонной. Сопла 13 и 15 выполнены с равным эксцентриситетом относительно оси устройства. При необходимости создани  на выходе пульсатора рабочих импульсов высокой частоты без наращивани  числа оборотов буровой колонны, привод щей по вращение верхний переходник 11 пульсатора, в роторе 14 выполн етс  несколько питающих сопел 15, расположенных на одной окружнос:и из равном рассто нии друг or друга. При этом внутри корпуса 8 над его сливными окнами 9 устанавливаетс  v, закрепл етс  относительно указанного корпуса взаимодействующий с питающими соплами 15 плоский затвор 1 б с окном 17 под питающим соплом 15. Окно 17 выполн етс  на той же окружности, что и питающие сопла 15, а его длина делаетс  равной длине дуги между соседними питающими соплами 15. Между пульсатором и контейнером (как показано на фиг.1) или между контейнером и опорной трубой б устанавливаетс  пакер, выполненный например , з виде набора упругих уплотнительных элементов 18 и разделительных колец 19 Дл  разобщени  вращающихс  сопел 15 и подвижного сопла 13 между верхним переходником 11 пульсатора и его корпусом 8 установлен подшипник 20, пакер выполнен с возможностью исключени  взаимного проворачивани  его подвижных и неподвижных частей (например, за счет применени  в его конструкции шпоночного или шлицевого соединени  деталей), а на конце опорной трубы 6 установлена бурова  коронка 21, преп тствующа  вращению опор0 ной трубы относительно забо  скважины.

Устройство снабжено установленным под питающим соплом сигнализатором окончани  рабочего хода поршн  3, содержащим затвор сливных окон 9, выполненный в виде

5 пружины сжати  22, установленной в полом корпусе 8 между плоским затвором 16 и нижним переходником 12 Пружина 22 снэб жена подвижной в осевом направлении верхней опорой 23 соединенной посредством

0 штока 24 и гибкой си зи 25 с поршнем 3 Верхний торец пружины 22 опираетс  через опору 23 и плоский затвор 16 на корпус 8, а нижний - на нижний переходник 12 пульсатора . В опоре 23 выполнено по меньшей

5 мере одно периферийное отверстие 26 дл  слива жидкости из сопловой камеры 10 во внутреннюю полость пружины 22, а также отверстие дл  приемного сопла 13,обеспечивающее свободное перемещение опоры

0 23 относительно указанного сопла. Сливные окна 9 в корпусе 8 выполнены напротив витков пружины 22 при полном ее сжатии в конце рабочего хода поршн  При размещении окон 9 напротив нижних витков пружи5 на 22 может быть короче

Пружина 22 имеет наружный диаметр, близкий к внутреннему диаметру корпуса 8. Конструкци  пульсатора устройства может быть выполнена без плоского затвора

0 16. например, в случае, когда пульсатор имеет одно питающее сопло 15, как показано на фиг.2. или же несколько питающих сопел, но при этом буровой насос, работающий на пульсатор, имеет большой запас

5 мощности, обеспечивающий формирование соплами 15 нескольких напорных струй необходимой мощности, а КПД пульсатора не имеет определ ющего значени  по сравнению с другими параметрами. В этом случае

0 в нижнем конце корпуса 8 выполн етс  цилиндрическа  проточка с уступом, а опора 23 устанавливаетс  в указанной проточке с опорой на ее уступ. При таком конструктивном исполнении пульсатора турбулентна 

5 напорна  стру , формируема  питающим соплом 15, может вызвать колебательное движение опоры 23 вместе с пружиной 22 и сжатие последней с перекрытием потока жидкости, проход щей через сливные окна 9, что в свою очередь может принести к

ложному срабатыванию сигнализатора окончани  рабочего хода поршн  3 и нарушению нормального рабочего процесса пульсатора из-за колебани  давлени  во внутренней полости корпуса 8. Дл  исключени  указанного воздействи  напорной струи опора 23 снабжена защитной перегородкой 27 (фиг.2), размещенной в сопловой камере 10 над указанной опорой и закрепленной относительно корпуса 8, например, штифтами 28. В перегородке 27 выполнено по меньшей мере одно отверствие 29 дл  прохода промывочной жидкости и отверстие под приемное сопло 13. При этом отверстие 29 в перегородке 27 выполнено напротив отверсти  26 опоры 23 и имеет диаметр, меньший или равный диаметру отверсти  26 с тем, чтобы стру  не попадала на опору 23.

Тампонажное устройство работает следующим образом.

После заправки рабочей полости 5 контейнера тампонажным раствором устройство опускают в скважину к зоне тампонировани , расположенной над естественным или искусственным забоем. По достижении забо  устройство нагружают осевым усилием с опорой на забой. Под действием указанного усили  упругие элементы 18 пакера сжимаютс  и перекрывают ствол скважины над тампонируемым интервалом . После изол ции тампонируемого интервала пакером привод т во вращение буровую колонну, на которой подвешено устройство , и включают буровой насос, соединенный с указанной колонной. При этом ротор 14 с питающими соплами 15 (фиг.1) (или непосредственно питающее сопло 15, (фиг.2) получает вращение от верхнего переходника 11, соединенного с буровой колонной , а промывочна  жидкость поступает из буровой колонны в осевой канал переходника 11 и далее к питающим соплам 15. В процессе вращени  ротора 14 ось каждого из питающих сопел 15 периодически (при каждом обороте ротора) совмещаетс  с осью приемного сопла 13. Пр т этом формируема  соплом 15 напорна  стру , попада  в приемное сопло 13, создает в нем импульс давлени , который заканчиваетс  в момент расхождени  сопел. При совмещении с приемным соплом 13 следующего сопл  15 в нем формируетс  очередной импульс давлени . В результате на выходе приемного сопла 13 формируетс  пульсирующее давление, которое передаетс  в надпорш- невую полость 4 контейнера и через поршень 3 - в рабочую полость 5 контейнера. Под воздействием пульсирующего давлени  со стороны полости 5 пробка 2 выбиваетс  из нижнего отверсти  контейнера 1, открыва  выход тампонажного раствора из контейнера в скважину, после чего поршень 3 под воздействием пульсирующего давле- ни  со стороны полости 4 вытесн ет тэмпо- нажный раствор из рабочей полости 5 контейнера через сливные отверсти  7 опорной трубы 6 в пространство между стенками ствола скважины и опорноой тру0 бой 6. После заполнени  указанного пространства тампон ажный раствор в результате воздействи  на него импульсного давлени  со стороны поршн  3 проникает в трещины, поры и каверны, сообщающиес 

5 со стенками ствола скважины

При подходе к своему крайнему нижнему положению поршень 3 с помощью троса 25 и штока 24 перемещает вниз опору 23 пружины 22. Перемещение опоры 23 сопро0 вождаетс  сжатием пружины 22, в результате чего уменьшаетс  площадь проходного спирального отверсти , образуемого зазором между витками указанной пружины, что приводит к росту давлени  в пружинной по5 лости, сопловой камере 10 и св занном с ней осевом канале верхнего переходника 11. Указанный рост давлени  служит информационным сигналом об окончании работы устройства, который передаетс  по столбу

0 жидкости, заполн ющей буровую колонну, к поверхностному сигнальному устройству, вырабатывающему информационный сигнал , оповещающий бурового мастера об окончании работы устройства После пол5 учени  указанного сигнала вращение колонны и подачу рабочей жидкости прекращают, а тампонажное устройство поднимают на поверхность. При этом под действием упругих сил пружина 22 с опорой 23 и уплотни0 тельные элементы 18 пакера возвращаютс  в исходное положение.

Выполнение затвора сливных окон в виде пружины сжати , зазоры между витками которой служат сливными отверсти ми, де5 лает указанный затвор нечувствительным к загр знению промывочной жидкости, благодар  чему исключаетс  свойственное прототипу заедание и заклинивание затвора, что повышает надежность работы устройст0 ва. Кроме того, пружинный затвор проще по конструкции и в изготовлении.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Тампонажное устройство включающее контейнер с поршнем, раздел ющим

   5 его на надпоршневую полость и рабочую полость, заполненную тампонажным материалом , пульсатор, установленный над контейнером и содержащий жестко св занный с последним полый корпус со сливными окнами , установленными с возможностью

   вращени  относительно друг друга, питающее сопло, гидравлически св занное с подвесной колонной и приемное сопло, сообщающеес  с надпоршневой полостью, и размещенные под питающим соплом плоский затвор и затвор сливных окон, включающий подпружиненную относительно корпуса опору с периферийным отверстием, св занную гибкой св зью с поршнем, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы и упрощени  конструкции , пружина затвора сливных окон

   0

   выполнена с наружным диаметром, соизмеримым с внутренним диаметром корпуса, и установлена с возможностью полного сжати  и перекрыти  при этом сливных окон, а периферийное отверстие опоры расположено напротив внутренней полости пружины затвора сливных окон.
2. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что сливные окна расположены напротив нижних витков пружины затвора сливных окон.