устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах

Формула изобретения

Устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах, содержащее полый цилиндрический корпус, опорный элемент, установленный в корпусе и выполненный в виде сменных ножей, и разобщающую пробку, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом, образующим с наружной поверхностью корпуса кольцевую полость, цангами, помещенными в кольцевой полости, и резьбовой втулкой, установленной в кольцевой полости между цангами и кожухом с возможностью осевого перемещения и выполненной в врехней части с конической поверхностью, при этом корпус имеет пазы под съемные ножи и наружную коническую поверхность над пазами по дине цанг, а ножи подвешены на цангах и выполнены в нижней части с наружной конической поверхностью под внутреннюю коническую поверхность втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при установке цементных мостов в скважинах, а также при проведении различных технологических операций, связанных с закачиванием разных растворов химических реагентов для обработки призабойной зоны пласта, когда нужно обеспечить их надежное разделение.

Известно устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах, включающее корпус с центральными и радиальными каналами, посадочным седлом под пробку, поршни, связанные между собой полым штоком и фильтр [1]

Недостаток устройства сложность его изготовления.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах, содержащее полый цилиндрический корпус, опорный элемент, установленный в корпусе и выполненный в виде сменных ножей, и разобщающую пробку [2]

Данное устройство имеет жестко закрепленные ножи и не позволяет регулировать их положение. В результате при применении устройства в скважинах с разными условиями не будет обеспечена его надежная работа, хотя разделительные пробки будут разрушаться при прохождении через ножи. Однако сигнал во многих случаях об этом не будет получен четкий, а на больших глубинах сигнал в виде скачка давления часто не получают совсем. Поэтому для разных условий нужно иметь устройства с различным расхождением ножей, что крайне неудобно и не всегда возможно в промысловых условиях.

Цель изобретения повышение эксплуатационных качеств при всех условиях в скважинах за счет регулирования выхода ножей внутрь корпуса на месте производства работ.

Цель достигается тем, что в устройстве для контролируемой установки цементных мостов в скважинах, содержащем полый цилиндрический корпус, опорный элемент, установленный в корпусе и выполненный в виде ножей, и разобщающую пробку, оно снабжено кожухом, образующим с наружной стороны корпуса кольцевую полость, цангами, помещенными в кольцевой полости, и резьбовой втулкой, установленной в кольцевой полости между цангами и кожухом с возможностью осевого перемещения и выполненной в верхней части с конической поверхностью. Корпус имеет пазы под съемные ножи и наружную коническую поверхность над пазами по длине цанг. Ножи подвешены на цангах и выполнены в нижней части с наружной конической поверхностью под внутреннюю коническую поверхность втулки.

На фиг. 1 показано устройство в момент подхода разобщающей пробки к ножам, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах состоит из полого цилиндрического корпуса 1, опорного элемента, установленного в корпусе 1 и выполненного в виде ножей 2, кожуха 3, образующего с наружной поверхностью корпуса 1 кольцевую полость и запирающего ножи 2 снаружи, центраторов 4, резьбовой втулки 5 и разобщающей пробки 6. Наружная поверхность 7 нижней части ножей 2 выполнена конической и они подвешены на цангах 8, помещенных в кольцевой полости. Цанги 8 имеют вверху выступ 9, входящий в кольцевой паз 10, выполненный на наружной поверхности 11 корпуса 1. Наружная поверхность 11 ниже паза 10 выполнена конической с углом конусности, обеспечивающим изгиб цанги 8 при максимальном выходе ножей 2 внутрь корпуса 1.

Резьбовая втулка 5 выполнена в верхней части с внутренней конической поверхностью 12, под наружную коническую поверхность ножей 2. Снаружи втулка 5 имеет резьбу 13, за счет которой при завинчивании в резьбу кожуха 3 она имеет возможность осевого перемещения. При подъеме резьбовой втулки 5 ножи 2 принудительно подаются внутрь корпуса 1 и сужают его сечение, что приводит к увеличению давления при прохождении через устройство разобщающей пробки 6. При вывинчивании втулки 5 она опускается вниз и ножи 2 задвигаются обратно в кольцевую полость между корпусом 1 и кожухом 3, тем самым освобождая сечение устройства. Корпус 1 имеет пазы под съемные ножи 2, а его наружная коническая поверхность 11 расположена только над этими пазами по длине цанг 8. Кожух 3 крепится на корпусе 1 с помощью резьбы 14, имеющейся в его верхней части. В верхней части корпус имеет резьбу для закрепления на конце заливочной колонны. В качестве разобщающей пробки применяют сферические разделители среды и им подобные шаровые пробки. Причем применяют любое нужное по работе количество пробок (в зависимости от количества применяемых жидкостей, которые нужно разделить).

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от условий с помощью резьбовой втулки 5 регулируют нужный выход съемных ножей 2 внутрь корпуса 1 для получения достаточной величины сигнала о прохождении разобщающей пробки 6. После этого устройство на заливочных трубах спускают в скважину до нижней границы установки цементного моста. Здесь делают промывку скважины и пускают нижнюю разобщающую пробку 6, закачивают цементный раствор и пускают верхнюю разобщающую пробку 6, которую продавливают продавочной жидкостью. При достижении нижней пробкой 6 ножей 2 сечение устройства перекрывается, что наверху сигнализируется скачком давления, например, в 50 кг/см². При этом давлении пробка 6 проходит через ножи 2 и разрушается. Окончание разрушения пробки 6 наверху сигнализируется резким падением давления. Разрушенная пpобка 6 вместе с цементным раствором выходит в ствол скважины. Продолжая закачивать продавочную жидкость, цементный раствор полностью выдавливают в затрубное пространство. При этом верхняя пробка 6 доходит до ножей 6 и сечение устройства перекрывается, что сигнализируется на поверхности в виде скачка давления. Устройство на заливочной колонне поднимают до кровли устанавливаемого моста и прямой или обратной промывкой смывают излишки закаченного цементного раствора. В случае прямой промывки предварительно создают избыточное давление, например 50 кг/см², и разрушают пробку 6.

После окончания установки моста устройство извлекают из скважины, промывают все детали, смазывают и собирают. В таком виде оно готово к применению на следующей скважине. Только непосредственно перед применением требуется отрегулировать выход ножей 2 в зависимости от условий в скважине.