устройство для установки цементного моста в скважине

Формула изобретения

Устройство для установки цементного моста в скважине, включающее полый цилиндрический корпус, нижнюю разделительную пробку с проходным каналом, оснащенную сверху посадочным седлом под верхнюю разделительную пробку и соединенную срезными элементами с корпусом, кожух, соединенный с корпусом, и боковые промывочные каналы, отличающееся тем, что проходной канал нижней разделительной пробки выполнен по ее оси, а боковые промывочные каналы размещены на кожухе, который выполнен в виде патрубка длиной больше зоны поглощения и оснащен сверху проточкой и герметично установленной нижней разделительной пробкой, а снизу - башмаком с клапаном и фиксатором под нижнюю разделительную пробку, причем пробки, кожух и башмак изготовлены из легко разбуриваемого материала, при этом боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки с фиксатором башмака.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к бурению и предназначено для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины для создания полого цементного моста.

Известно «Устройство для цементных заливок скважин» (патент RU № 186918, Е21В 33/14, опубл. бюл. № 20 от 11.10.1966 г.), выполненное из заливочных труб с пакером, причем с целью исключения аварий по причине прихвата нижнего конца труб цементом, оставшимся в стволе скважины, подпакерная часть заливочных труб выполнена из легко разрушаемого и легко разбуриваемого материала.

Недостатками данного устройства являются:

- невозможность создания полого канала в цементном мосте при использовании устройства для заливок в открытом стволе скважины, из-за этого происходит уход долота в сторону от цементного моста и вскрытие новой зоны осложнения, которую необходимо изолировать;

- в устройстве нет узла, перекрывающего под ним ствол скважины, поэтому после закачивания цементного раствора в скважину происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается низкого качества или его размывает;

- сложность изготовления и применения фанерных труб, предложенных авторами, так как они имеют недостаточную прочность при спуске их в скважину и доведении до заданного интервала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах» (патент RU № 2044864, Е21В 33/14, опубл. 27.09.1995 г.), включающее полый цилиндрический корпус, опорный элемент в виде ножей и разделительные пробки, причем оно снабжено кожухом и подвесной пробкой с посадочным седлом в верхней части и боковыми промывочными окнами, установленной в нижней части корпуса под ножами на срезных элементах, а корпус против ножей выполнен со сквозными продольными проточками, при этом ножи выполнены с опорными головками в виде сегментов под внутреннюю поверхность кожуха и наружные проточки корпуса и помещены в продольных щелевых отверстиях последнего, при этом корпус в нижней части выполнен с боковыми промывочными окнами против одноименных отверстий подвесной пробки.

Недостатками данного устройства являются:

- невозможность создания полого канала в цементном мосте при использовании устройства в открытом стволе скважины, так как подвесная пробка не обеспечивает герметичность в открытом стволе скважины с кавернами зоны поглощения, из-за этого происходит уход долота в сторону от цементного моста и вскрытие новой зоны осложнения, которую необходимо изолировать;

- так как подвесная пробка не обеспечивает герметичность в открытом стволе скважины с кавернами зоны поглощения, после закачивания цементного раствора в скважину происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается низкого качества или его размывает.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание надежной конструкции для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины и разделения его от скважинной жидкости для создания цементного моста хорошего качества с каналом - направлением для последующего бурения.

Техническая задача решается устройством для установки цементного моста в скважине, включающим полый цилиндрический корпус, нижнюю разделительную пробку с проходным каналом, оснащенную сверху посадочным седлом под верхнюю разделительную пробку и соединенную срезными элементами с корпусом, кожух, соединенный с корпусом, и боковые промывочные каналы.

Новым является то, что проходной канал нижней разделительной пробки выполнен по ее оси, а боковые промывочные каналы размещены на кожухе, который выполнен в виде патрубка длиной больше зоны поглощения и оснащен сверху проточкой и герметично установленной нижней разделительной пробкой, а снизу - башмаком с клапаном и фиксатором под нижнюю разделительную пробку, причем пробки, кожух и башмак изготовлены из легко разбуриваемого материала, при этом боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки с фиксатором башмака.

На фиг.1 изображено устройство в разрезе, при прокачивании через него цементного раствора в зону поглощения.

На фиг.2 изображено устройство в разрезе, при окончании прокачивания цементного раствора и посадки верхней разделительной пробки в нижнюю.

На фиг.3 изображено устройство в разрезе, при дожимании цементного раствора в зону поглощения через боковые каналы и посадке пробок в фиксатор башмака.

Устройство для установки цементного моста 1 в скважине 2 включает полый цилиндрический корпус 3, нижнюю разделительную пробку 4 с проходным каналом 5, оснащенную сверху посадочным седлом 6 (см. фиг.1) под верхнюю разделительную пробку 7 (см. фиг.2) и соединенную срезными элементами 8 с корпусом 3. Кожух 9 также соединен с корпусом 3. Проходной канал 5 нижней разделительной пробки 4 выполнен по ее оси (см. фиг.1). Боковые промывочные каналы 10 размещены на кожухе 9, который выполнен в виде патрубка 11 из легко разбуриваемого материала длиной больше зоны поглощения 12 и оснащен сверху проточкой 13 и герметично установленной нижней разделительной пробкой 4. Снизу патрубок 11 оснащен башмаком 14 с клапаном 15 и фиксатором 16 под нижнюю разделительную пробку 4. Пробки 4 и 7 и башмак 14 изготовлены из легко разбуриваемого материала. Боковые каналы 10 выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой 4 при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки 4 с фиксатором 16 башмака 14 (см. фиг.3).

Устройство работает следующим образом.

По результатам исследований устройство спускают в зону поглощения 12 на бурильных трубах 17 таким образом, чтобы боковые каналы 10 были расположены напротив зоны поглощения 12 в нижней ее части, при этом клапан 15, открываясь, не препятствует спуску устройства в скважину 2. Далее, по бурильным трубам 17 через нижнюю разделительную пробку 4 с проходным каналом 5 в зону поглощения 12 прокачивают цементный раствор. После прокачивания его определенного количества в бурильные трубы 17 помещают верхнюю разделительную пробку 7 и доводят ее закачиванием скважинной жидкости до посадки в седло 6 нижней разделительной пробки 4, при этом происходит повышение давления над пробками 4 и 7, что приводит к срезу элементов 8 и освобождению пробок 4 и 7 от корпуса 3. Далее, прокачиванием скважинной жидкости пробки 4 и 7, проходя по патрубку 11, выдавливают цементный раствор из патрубка 11 в зону поглощения 12. По достижении башмака 14 пробка 4 с пробкой 7 помещаются в фиксатор 16 башмака 14, перекрывая боковые каналы 10 патрубка 11, при этом очередной подъем давления приводит к срезу патрубка 11 по проточке 13. Далее, корпус 3 с верхней частью 18 патрубка 11 на бурильных трубах 17 поднимают из скважины 2, не дожидаясь затвердевания цемента.

Благодаря тому что пробки 4 и 7, патрубок 11 и башмак 14 выполнены из легко разбуриваемого материала, они легко разрушаются долотом при дальнейшем углублении скважины. Благодаря тому что устройство образует полый канал в цементном мосте, уход долота в сторону от цементного моста исключен, что предотвращает вскрытие новой зоны осложнения. Благодаря тому что скважинная жидкость отделена от цементного раствора пробками 4 и 7, не происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается высокого качества.

Предлагаемое устройство для установки цементного моста в скважине является надежной конструкцией для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины и разделения его от скважинной жидкости для создания цементного моста хорошего качества с каналом - направлением для последующего бурения.