SU1714086A1

SU1714086A1 - Squeeze cementing tool

Info

Publication number: SU1714086A1
Application number: SU894759297A
Authority: SU
Inventors: Владислав Адольфович Русанов; Исмаил Викторович Равилов; Артур Аркадьевич Каракозов; Виктор Игоревич Блинов
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1992-02-23

Description

седлом б под бросовый элемент Тис осевым каналом 5. гидравлически св занным с полостью трубы 2 над пробкой 20. Полость между трубами 2 и 3 заполн ют пакетами с компонентами быстросхватывающейс смесью (БСС). Снар д на бурильных трубах опускают в скважину. Включают буровой насос . Пробка 20 выдавливаетс в скважину, аa saddle B under the thrust element Yew is an axial channel 5. hydraulically connected to the cavity of the pipe 2 above the plug 20. The cavity between the pipes 2 and 3 is filled with packets with components of a quick-setting mixture (BSS). Drilling on the drill pipe is lowered into the well. Turn on the mud pump. The plug 20 is squeezed into the well, and

элемент 14 переводитс в рабочее положение . В скважину забрасываетс элемент 7. Под действием давлени жидкости поршни 4 и 9 перемещаютс вниз. Нож 15 вращаетс , взаимодейству со штоком 8, и разрывает оболочки пакетов, перемещаемых вниз поршнем 9. Элемент 14 затирает БСС в стенки скважины. 3 ил.element 14 is moved to the operating position. Element 7 is dropped into the well. Under the action of fluid pressure, pistons 4 and 9 move downwards. The knife 15 rotates, interacting with the rod 8, and breaks the shells of the packets moved downwardly by the piston 9. The element 14 rubs the BSS into the borehole walls. 3 il.

Изобретение относитс к горному делу, в частности к изол ции зон поглощени промывочной жидкости в геологоразведочных скважинах.This invention relates to mining, in particular, to isolating zones of absorption of washing fluid in exploration wells.

Известен тампонажный снар д,состо щий из контейнера, башмака,в котором установлена пробка. В верхней части контейнера размещен поршень с отражателем и конусным долотом.A cement plug is known, consisting of a container, a shoe, in which a stopper is installed. In the upper part of the container there is a piston with a reflector and a cone bit.

Контейнер тампонажного снар да заполн етс пакетированной сухой быстросхватывающейс смесью (БСС) и снар д на бурильных трубах опускаетс в зону тампонировани . При установке снар да в зоне тамлонировани по колонне бурильных труб подаетс промывочна жидкость. Поршень , двига сь вниз, выдавливает пробку, котора расклиниваетс в скважине. После выдавливани из контейнера БСС поршень с конусным долотом и отражателем фйксируютс в нижней части башмака. Пакеты сухой БСС разбуриваютс конусным долотом и затираютс в трещины и каналы ухода промывочной жидкости с помощью отражател .,The container of cement plug is filled with a packaged dry quick setting mixture (BSS) and the drill string on the drill pipe is lowered into the plugging zone. When installing the projectile in the tamloning zone, a flushing fluid is supplied through the drill pipe string. The piston, moving down, squeezes the plug, which is wedged in the well. After squeezing out of the BSS container, a piston with a cone bit and a reflector is fitted at the bottom of the shoe. Packages of dry BSS are drilled with a cone chisel and rubbed into cracks and cleaning channels of the washing liquid with the help of a reflector.

Недостатком известного тампонировани снар да вл етс низка производительность тампонажных работ, поскольку операции по тампонированию осуществл ютс последовательно во времени: выдавли§ание БСС в зону тампонировани , а затем разбуриванйе пакетов и затирка БСС в стенки скважины. Это увеличивает затраты времени на тампонирование зоны поглощени .A disadvantage of the known plugging of the projectile is the low productivity of the cementing works, since the plugging operations are carried out sequentially in time: the BSS is extruded into the plugging area, and then the punching of the packages and the BSS grouting into the borehole walls. This increases the time required to plug the absorption zone.

Известен тампонажный снар д, содержащий верхний переходник, контейнер в ВИД0 двух коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормоз щейс резьбой, кольцевой поршень, окна, выполненные во внутренней трубе над кольцевым поршнем, пробку, установленную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, св занную со штоком.A cement plug is known, containing the upper adapter, a container in the VID0 of two coaxial pipes, in the inner part of which there is a piston with a rod and a non-self-braking spindle, an annular piston, windows made in the inner tube above the annular piston, a plug installed in the lower part of the outer tube and impeller associated with the stem.

Тампонажный снар д, предварительно заполненный компонентами БСС, опускают на заданнуютлубину в скважину на колоннеThe cement plug, pre-filled with FSN components, is lowered to a predetermined depth in the well on the column

бурильных труб. Затем в снар д подают промывочную жидкость. Под давлением промывочной жидкости поршень вместе со штоком сдвигаютс вниз, при этом винт получает вращение. Одновременно открываетс доступ ускорител схватывани в камеру с основным компонентом БСС. За счет вращени крыльчатки осуществл етс смешивание компонентов БСС. После того, как поршень занимает нижнее положение, наружный корпус перемещаетс вверх относительно штока. Таким образом производитс выдавливание приготовленной БСС в скважину .drill pipe. Then a washing liquid is supplied to the projectile. Under the pressure of the flushing fluid, the piston, together with the rod, is moved downward, and the screw receives rotation. At the same time, access of the accelerator to the chamber with the main component of the FSL opens. By rotating the impeller, the BSS components are mixed. After the piston is in the lower position, the outer housing moves upwards relative to the stem. In this way, extruded prepared BSS is produced into the well.

Недостатком известного устройства вл етс низка производительность тампонажных работ за счет последовательного во времени выполнени операций по тампонированию: приготовление БСС, а затем выдавливание БСС в скважину.A disadvantage of the known device is the low productivity of grouting operations due to sequential execution of tamponing operations in time: preparation of BSS, and then squeezing of BSS into the well.

Целью изобретени вл етс повышение производительности тампонажных работ за счет совмещени во времени операций по тампонированию и сокращени , таким образом, затрат времени на одно тампонирование.The aim of the invention is to increase the productivity of grouting works by combining in-time tamping operations and thus reducing the time spent on tamping.

Цель достигаетс тем, что тампонажный снар д, включающий верхний переходник, контейнер в виде коаксиальных труб, во внутренней из которых размещен поршень со штоком и несамотормоз щейс резьбой, кольцевой поршень, окна выполненйые во внутоенней трубе над кольцевым поршнем, npo6KVi размещенную в нижней части наружной трубы, и крыльчатку, установленную под кольцевым поршнем у нижней части внутренней трубы и св занную со штоком, снабжен затирочным элементом, размещенным в нижней части наружной трубь между крыльчаткой и пробкой с возможностью перевода в рабочее положение, крыльчатка выполнена в виде лопастного ножа, св занного со штоком с возможностью относительного вращени , причем последний жестко св зан с поршнем, выполненным с седлом под бросовый элемент, и осевым каналом, гидравлически св занным с полостью наружной трубы над пробкой, при этом кольцевой поршень установлен в межтрубной полости..,The goal is achieved by having a grouting plug, including an upper adapter, a container in the form of coaxial tubes, in the inner part of which there is a piston with a rod and a non-self-braking spindle, an annular piston, windows in the inner tube above the annular piston, npo6KVi located in the lower part of the outer the tubes and the impeller, mounted under the annular piston at the lower part of the inner tube and connected to the rod, are provided with a trowel element placed in the lower part of the outer tube between the impeller and the stopper transfer to the working position, the impeller is made in the form of a blade knife connected to the rod with the possibility of relative rotation, the latter being rigidly connected to a piston made to the saddle under the rejection element and an axial channel hydraulically connected to the cavity of the external pipe above the stopper, while the annular piston is installed in the annular cavity ..,

Выполнение крыльчатки в виде лопастного ножа, св занного со штоком с возможностью относительного вращени позвол ет преобразовывать поступательное движение поршн и штока во вращательное движение лопастного ножа. Это дает возможность одновременно вскрывать пакеты с сухой БСС и производить ее смешивание , что позвол ет повысить производительность тампонажных работ.Making the impeller in the form of a blade blade associated with the rod with the possibility of relative rotation allows the translational movement of the piston and the rod to be converted into the rotational motion of the blade blade. This makes it possible at the same time to open the bags with a dry BSS and to make its mixing, which makes it possible to increase the productivity of grouting operations.

Выполнение штока жестко св занным с поршнем, выполненным с седлом под бросовь й элемент и осевым каналом, гидравлически св занным с полостью наружной трубы над пробкой, позволит выдавливать пробку до начала движени поршн , затем после посадки а седло бросового элемента поршень, воспринима давление промывочной жидкости и передава усилие штоку, вл етс приводом дл вращени лопастного ножа.Making the rod rigidly connected to a piston made with the seat under the casting element and the axial channel hydraulically connected with the cavity of the outer pipe above the plug will allow the tube to be squeezed out before the piston begins to move, and then the piston receives the pressure of the flushing element and transferring the force to the rod, is the drive for rotating the blade blade.

Известны снар ды, в которых кольце вой поршень установлен в межтрубной полости , например тампонажный снар д с эластичным внутренним контейнером.Known are the devices in which the annular piston is mounted in the annular cavity, for example, a cement slurry with an elastic inner container.

Однако в устройствах, предназначенных дл доставки в скважину сухих БСС, выполнение подобных элементов неизвестно . However, in devices designed to deliver dry FSN to the well, the performance of such elements is unknown.

Такое размещение позволит осуществить равномерную посто нную подачу пакетов с БСС в скважину, повыша качество тампонировани , что уменьшает веро тность необходимости повторного тампонировани , а следовательно, способствует повышению производительности тампонажных работ. .Such placement will allow for a uniform, constant supply of packages from the BSS to the well, improving the quality of plugging, which reduces the likelihood of re-plugging and, consequently, contributes to improving the performance of cementing operations. .

На фиг. 1 и 2 изображен тампонажный снар д; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 and 2 depicts cementing d; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one.

Тампонажный снар д состоит из верхнего переходника 1, к которому присоединены наружна 2 и внутренн 3 трубы контейнера. Во внутренней трубе 3 установлен поршень 4 с осевым каналом 5 и седлом .6 под бросовый элемент 7. С поршнем 4 жестко соединен шток 8.The backing projectile consists of the upper adapter 1, to which the outer 2 and inner 3 pipes of the container are connected. In the inner tube 3, a piston 4 is installed with an axial channel 5 and a seat .6 under the cast element 7. A piston rod 8 is rigidly connected to the piston 4.

Между, наружной 2 и внутренней 3 трубами размещен кольцевой поршень 9. Во внутренней трубе 3 выполнены окна 10. К наружной трубе 2 присоединен нижний переходник 11с отверсти ми 12к1 осевь1М каналом 13. На нижнем переходнике 11 закреплен эластичный затирочный элемент 14. Между нижним переходником 11 и внутренней трубой 3 установлен лопастной нож 15 с отверсти ми Т6, опирающийс на подшипниковый узел 17 и св занный со штокомAn annular piston 9 is placed between the outer 2 and inner 3 pipes. Windows 10 are made in the inner pipe 3. A lower adapter 11 is connected to the outer pipe 2 with holes 12-1 via an axial channel 13. An elastic smoothing element 14 is fixed to the lower adapter 11. Between the lower adapter 11 and an inner tube 3 is mounted with a blade blade 15 with holes T6, supported by a bearing unit 17 and connected to the rod

8 несамотормоз щейс резьбой. К наружной трубе 2 посредством шплинта 18 присоединена втулка 19, в которой закреплена дерев нна пробка 20 с усами 21. Затирочный элемент 14 установлен в таким образом, что между ним и корпусом втулки 19 образованы каналы 22 (фиг. 2). Верхний переходник 1 выполнен с возможностью присоединени к бурильной колонне 23 (фиг. 1, 3).8 nesamotmoz right threaded. A sleeve 19 is attached to the outer pipe 2 by a pin 18, in which a wooden plug 20 with whiskers 21 is fixed. The upper adapter 1 is adapted to be connected to the drill string 23 (Fig. 1, 3).

Тампонажный снар д работает следующим образом.Cement sludge d works as follows.

Перед началом работ пространство между трубами 2 и 3 ниже кольцевого поршн 9 заполн ют пакетами с компонентами сухой БСС. После этого к верхнему переходнику 1 присоедин ют бурильную колонну 23, и снар д опускают в скважину. Ниже почвы поглощёющего горизонта устанавливают пробку 20. Дл этого от расположенного на поверхности бурового насоса по бурильной колонне 23 подают промывочную жидкость, котора через осевой канал верхнего переходника 1. осевой канал 5 поршн 4, полость внутренней трубы 3, отверсти 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, котора перемещаетс вниз совместно с жестко св занной с ней втулкой 19. Шплинт 18 срезаетс . После этого, без прекращени подачи промывочной жидкости снар д приподнимают вверх. Пробка 20, зацепл сь усами 21 за стенки скважин, вместе со втулкой 19 остаетс на месте. Затирочный элемент 14 выходит из втулки 19 и распр мл етс , соприкаса сь со стенками скважины. Таким образом, перевод затирочного элемента в рабочее положение производитс одновременно с установкой пробки 20.Before starting work, the space between the pipes 2 and 3 below the annular piston 9 is filled with packages with components of dry FSC. Thereafter, the drill string 23 is attached to the upper adapter 1, and the projectile is lowered into the well. A plug 20 is installed below the soil of the absorbing horizon. For this, a flushing fluid is supplied from the drill pump 23 located on the surface of the drilling pump 23, which through the axial channel of the upper adapter 1. the axial channel 5 of the piston 4, the cavity of the inner pipe 3, the holes of the 16-blade blade 15. axial the channel 13 of the lower adapter 11 falls into the cavity between the plug 20 and the lower adapter 11 and exerts pressure on the upper plane of the plug 20, which moves down together with the sleeve 19 rigidly connected with it 19. The pin 18 is cut off. After that, without stopping the supply of washing liquid, the projectile is lifted upwards. The plug 20, hooking the whisker 21 over the borehole walls, together with the sleeve 19, remains in place. The trowel member 14 exits the sleeve 19 and spreads out in contact with the walls of the well. Thus, the transfer of the grouting element to the working position is performed simultaneously with the installation of the plug 20.

После этого по бурильной колонне 23 в тампонажный снар д забрасываетс бросовый элемент 7, который садитс в седло б поршн 4, перекрыва осевой канал 5. Прекращенна на врем забрасывани бросового элемента 7 подача промывочной жидкости возобновл ете. Кроме того, тампонажный снар д приводитс во вращение с помощью бурового станка, расположенного на поверхности.After that, a casting element 7 is thrown over the drillstring 23 into the cementing device, which sits in the seat 6 of the piston 4, blocking the axial channel 5. The supply of washing liquid is resumed during the throwing of the dumping element 7. In addition, the cementing projectile is rotated by a drilling machine located on the surface.

Под действием датвлени , создаваемого буровым насосом, поршень 4 перемещаетс вниз совместно со штоком 8, открыва окна 10 внутренней трубы 3. Лопастной нож 15, св занныйсо штоком 8 несамотормоз щейс резьбой, вращаетс , опира сь на подшипниковый узел 17. Пои этом, при угле подъема винтовой линии 30° , диаметре штока 20 мм и длине контейнера 4 м лопастной нож 15 делает 350-400 оборотов, чего вполне достаточно дл вскрыти пакетов с сухой вес. Скорость вращени лопастного ножа 15 определ етс только параметрами резьбы и скоростью движени поршн и поддаетс регулировке.Under the action of the movement created by the drilling pump, the piston 4 moves downwardly together with the rod 8, opening the openings 10 of the inner tube 3. The blade blade 15, connected with the rod 8 non-braking spun, rotates, resting on the bearing unit 17. At this angle, helix lift 30 °, stem diameter 20 mm and container length 4 m blade blade 15 makes 350-400 turns, which is enough to open bags with a dry weight. The speed of rotation of the blade blade 15 is determined only by the parameters of the thread and the speed of movement of the piston and is adjustable.

Через окна 10 промывочна жидкость попадает в пространство между трубами 2 и Э и оказывает давление на кольцевой поршень 9, который движетс вниз, обеспечива равномерную подачу пакетов БСС на лопастной нож 15. Пакеты взрезываютс лопастным HOMcofi 15, компоненты БСС перемешиваютс и через отверсти 12 нижнего переходника 11 попадают на лопасти эластмчного затиррчного злемента 14. Промывочна жидкость, наход ща с в скважине, вл етс водой затворени дл БСС. Вращающимис лопаст ми затирочного элемента 14 БСС затираетс в стенки скважину. В процессе тампонировани снаpj постепенно поднимают, осуществл равномерную проработку всей зоны поглощени снизу-вверх. По окончании работ снар д поднимаетс на поверхность.Through the windows 10, the flushing fluid enters the space between the pipes 2 and E and exerts pressure on the annular piston 9, which moves downward, providing a uniform supply of BSS packages to the blade blade 15. The packages are blown out by the blade HOMcofi 15, the components of the BSS are mixed and through the holes 12 of the lower adapter 11 fall on the blades of an elasthm zirirk element 14. The flushing fluid in the well is mixing water for the BSS. The rotating blades of the BSS trowel 14 are inserted into the walls of the well. In the process of plugging, the spj is gradually lifted, having carried out a uniform development of the entire absorption zone from the bottom up. At the end of the work, the projectile rises to the surface.

Снар д может быть использован дл тампонировани скважин как сухой пасетированной БСС, так и жидкой БСС с капсулированными компонентами.The tool can be used for plugging the wells of both dry and screened fluid and liquid base fluid with encapsulated components.

Claims

Invention Formulation Tamping, including

the upper adapter, a container in the form of coaxial pipes, in the inner of which there is a piston with a rod and a non-braking thread, an annular piston, windows made in the inner pipe above

an annular piston, a stopper located in the lower part of the outer tube, and an impeller mounted under the annular piston at the lower part of the inner tube and associated with a rod, characterized in

that, in order to increase the productivity of grouting works, it is equipped with a trowel element placed in the lower part of the outer pipe between the impeller and the stopper with the possibility of its translation into the working position, the impeller is made in the form of a blade blade connected with the rod, with the possibility of relative rotation rigidly connected to a piston made with a saddle beneath

the element and the axial channel, hydraulically connected 1m with the cavity of the outer pipe above the plug, while the annular piston is installed in the annular cavity.

1

nineteen

Fig.Z