Устройство для доставки сыпучих материалов в скважину

 

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов при засыпке их песком. Устройство для доставки материалов в скважину содержит желонку с крышкой, расположенной в донной части желонки. Крышка зафиксирована относительно нижнего торца желонки с одной стороны поворотным шарниром, а с противоположной стороны - шариком, установленным в радиальное сквозное отверстие, которое выполнено в желонке под крышкой. Шарик, фиксирующий крышку в транспортном положении, удерживается в радиальном отверстие внутренней поверхностью подвижной втулки, которая расположена на нижнем конце желонки с возможностью ограниченного осевого перемещения. Подвижная втулка имеет в нижней части карман для входа в него шарика в рабочем положении при принудительном перемещении подвижной втулки. На наружной поверхности желонки установлены жесткие центраторы. На верхний конец желонки навернут наконечник, имеющий сквозные отверстия, обеспечивающие замещение внутреннего пространства желонки скважинной жидкостью при принудительном вытеснении материала в скважину. Над крышкой установлен уплотнительный элемент, выполненный в виде тарельчатой манжеты. На наружной поверхности желонки установлен пакерующий элемент, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх. Пакерующий элемент жестко закреплен на желонке с помощью верхнего и нижнего упоров. Внутри желонки на верхнем уровне сыпучего материала установлена резиновая пробка, имеющая возможность ограниченного осевого перемещения в рабочем положении. Подвижная втулка оснащена радиальными отверстиями. Внутри подвижной втулки на ее нижнем конце установлен шплинт, стопорящий резиновую пробку внутри подвижной втулки. Предлагаемое устройство для доставки сыпучих материалов в скважину обладает высокой надежностью в работе, которая достигается наличием в конструкции поворотного шарнира и шарика, фиксирующих и удерживающих крышку относительно желонки в процессе работы, а повышение эффективности работы устройства связано с принудительным вытеснением сыпучего материала из желонки, что в конечном счете позволяет избежать повторных работ в скважине, а также снизить материальные и финансовые затраты. 1 илл. на 1 л.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов при засыпке их песком.

Известно устройство для доставки компонентов смеси в скважину (а.с. №1165767, МПК 7 Е 21 В 33/132, опубл. в бюл. №25 от 07.07.1985 г.), содержащее корпус, помещенные в нем контейнер для основного компонента, контейнер для ускорителя схватывания и затвор, сливную трубу для ускорителя схватывания с помещенным в нее поршнем-шплинтом, контейнер для основного компонента смеси, который размещен под контейнером для ускорителя схватывания и выполнен с боковой откидной крышкой на шарнирах, при этом затвор выполнен с серьгой под поршень-шплинт и стопорящим наружным буртиком под боковую откидную крышку, при этом боковая откидная крышка подпружинена относительно неподвижной стенки контейнера для основного компонента.

Недостатками данной конструкции являются:

Устройство обладает следующими недостатками:

- во-первых, сложность конструкции в работе, требующей определенной последовательности срабатывания зависящих друг от друга узлов и деталей.

- во-вторых, сложность изготовления, обусловленная большим количеством технически сложных деталей, что ведет к удорожанию конструкции в целом и как следствие высокой ее стоимости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для доставки сыпучих материалов в скважину (патент РФ на полезную модель №43300, МПК 7 Е 21 В 27/02, опубл. в бюл. №1 от 10.01.2005 г.), содержащее желонку с удаляемой крышкой, расположенной в донной части желонки, при этом крышка зафиксирована расположенными в ее гнездах шариками, удерживаемыми внутренней поверхностью подвижной втулки, имеющей в нижней части карманы для входа в них шариков при принудительном перемещении втулки для удаления освободившейся крышки, при этом крышка зафиксирована к втулке гибкой связью, при этом наружная поверхность желонки снабжена жесткими центраторами, а во внутрь желонки после заполнения ее сыпучим материалом устанавливается манжета, при этом крышка оснащена уплотнительным элементом, а сверху на желонку наворачивается наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия, по которым внутреннее пространство желонки над манжетой

заполняется скважинной жидкостью в процессе спуска устройства в скважину, кроме того скважинная жидкость создает дополнительное давление на манжету в процессе опорожнения желонки.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, низкая надежность работы устройства, связанная с тем, что в процессе опорожнения желонки, доставляемый в скважину сыпучий материал высыпается в скважину непосредственно на крышку, что при подъеме ведет к обрыву гибкой связи и как следствие выпадению крышки и шариков в скважину. В итоге устройство не работоспособно в дальнейшем, а крышку и шарики необходимо извлекать из скважины, что ведет к дополнительным затратам.

во-вторых, в процессе опорожнения влажного материала (например, песка) или материала имеющего низкую плотность, возможно лишь частичное высыпание в скважину, при этом остальной материал остается внутри желонки и извлекается на поверхность, в связи с чем снижается эффективность работы устройства.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности и эффективности работы устройства.

Техническая задача решается предлагаемым устройством для доставки сыпучих материалов в скважину, содержащим желонку с крышкой, расположенной в донной части желонки, шарик, фиксирующий крышку и удерживаемый внутренней поверхностью подвижной втулки, которая расположена на нижнем конце желонки с возможностью ограниченного осевого перемещения и имеет в нижней части карман для входа в него шарика при принудительном перемещении подвижной втулки, жесткие центраторы, установленные на наружной поверхности желонки, уплотнительный элемент, наконечник, со сквозными отверстиями сверху навернутый на желонку.

Новым является то, что на наружной поверхности желонки установлен пакерующий элемент, жестко закрепленный на ней упорами, при этом пакерующий элемент выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх, причем крышка зафиксирована относительно нижнего торца желонки с одной стороны поворотным шарниром, а с противоположной стороны - шариком, установленным в радиальное сквозное отверстие, которое выполнено в желонке под крышкой, причем в транспортном положении крышка эксцентрично опирается на шарик сверху, при этом уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты, при этом внутри желонки на верхнем уровне сыпучего материала установлена резиновая пробка, имеющая возможность ограниченного осевого перемещения вниз в рабочем положении, причем подвижная втулка оснащена радиальными отверстиями, а внутри подвижной

втулки на ее нижнем конце установлен шплинт, стопорящий резиновую пробку внутри подвижной втулки.

На фиг. изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

Устройство для доставки сыпучих материалов в скважину содержит желонку 1 с крышкой 2, расположенной в донной части желонки 1. Крышка 2 зафиксирована относительно нижнего торца желонки 1 с одной стороны поворотным шарниром 3, а с противоположной стороны шариком 4, установленным в радиальное сквозное отверстие 5, которое выполнено в желонке 1 под крышкой 2.

Шарик 4, фиксирующий крышку 2 в транспортном положении, удерживается в радиальном отверстие 5 внутренней поверхностью 6 подвижной втулки 7, которая расположена на нижнем конце желонки 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения. Подвижная втулка 7 имеет в нижней части карман 8 для входа в него шарика 4 в рабочем положении при принудительном перемещении подвижной втулки 7. На наружной поверхности желонки 1 установлены жесткие центраторы 9.

На верхний конец желонки навернут наконечник 10, имеющий сквозные отверстия 11, обеспечивающие замещение внутреннего пространства желонки скважинной жидкостью при принудительном вытеснении материала в скважину. Над крышкой 2 установлен уплотнительный элемент 12, выполненный в виде тарельчатой манжеты.

На наружной поверхности желонки 1 установлен пакерующий элемент 13, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх. Пакерующий элемент 13 жестко закреплен на желонке 1 с помощью верхнего 14 и нижнего 15 упоров. Внутри желонки 1 на верхнем уровне сыпучего материала установлена резиновая пробка 16, имеющая возможность ограниченного осевого перемещения в рабочем положении. Подвижная втулка 7 оснащена радиальными отверстиями 17. Внутри подвижной втулки 7 на ее нижнем конце установлен шплинт 18, стопорящий резиновую пробку 16 внутри подвижной втулки 7.

Устройство работает следующим образом.

На устье скважины (на фиг. не показано) крышку 2 устанавливают в транспортное положение. Для этого над крышкой 2 устанавливают уплотнительный элемент 10, затем посредством поворотного шарнира 3 поворачивают крышку 2 вертикально желонке 1. После чего устанавливают в сквозное радиальное отверстие 5 желонки 1 шарик 4, который удерживается в радиальном отверстие 5 внутренней поверхностью 6 подвижной втулки 7, при этом крышка 2 опирается эксцентрично на шарик 4 сверху.

Далее заполняют желонку 1 необходимым количеством сыпучего материала 21, например кварцевым песком в зависимости от предполагаемой высоты песчанного моста

в скважине 20, образующегося в ней после опорожнения устройства. Затем сверху в желонку вставляют резиновую пробку 16, которую нижним торцом упирают в сыпучий материал. Далее на желонку 1 наворачивают наконечник 10, соединив последний с геофизическим кабелем 19 и спускают устройство в скважину 20. В процессе спуска устройства в скважину 20, находящаяся в ней жидкость свободно перетекает снизу вверх, сжимая воротник пакерующего элемента 13 внутрь, а само устройство центрируется относительно оси скважины 20 посредством жестких центраторов 9.

При упоре подвижной втулки 7 в забой или заранее установленный в необходимом интервале скважины мост (опору), желонка 1 продолжает перемещаться вниз и карман 8 подвижной втулки 7 устанавливается напротив шарика 4. Под действием веса сыпучего материала 21, находящейся внутри желонки 1 и оказываемого воздействие на крышку 2 сверху вниз, последняя в следствии своей эксцентричной опоры на шарик 4 выталкивает последний в карман 8 подвижной втулки 7.

Крышка 2 выходит из взаимодействия с шариком 4 и посредством поворотного шарнира 3 поворачивается вниз под весом сыпучего материала 21, который начинает опорожняться в скважину сквозь дно и радиальные отверстия 17 подвижной втулки 7.

С целью полного опорожнения сыпучего материала 21 из желонки 1 устройство медленно приподнимают вверх до предполагаемой высоты песчаного моста в скважине, при этом столб жидкости, находящийся в скважине выше устройства воздействует сверху, как на воротник пакерующего элемента 13, плотно прижимая его к внутренним стенкам скважины 20, так и на верхний торец резиновой пробки 16, попадая туда через сквозные отверстия 11 наконечника 10.

Резиновая пробка 16 под действием веса столба скважинной жидкости (на фиг. не показано), находящегося в скважине выше устройства перемещается вниз, вытесняя сыпучий материал из желонки 1 в скважину 20, при этом внутри желонки 1 выше резиновой пробки 16 происходит замещение опорожняемого объема сыпучего материала 21 скважинной жидкостью. Перемещение резиновой пробки 16 вниз продолжается до тех пор, пока она не попадет внутрь подвижной втулки 7, где застопорится шплинтом 18.

При этом скважинная жидкость, заместившая внутри желонки 1 сыпучий материал 21, вытесненный в скважину 20, будет свободно перетекать сверху вниз сквозь внутреннее пространство желонки 1 через радиальные отверстия 17 подвижной втулки 7, обеспечивая перепуск скважинной жидкости при подъеме устройства, и исключая подъем столба скважинной жидкости на поверхность. Сыпучий материал 21 остается в скважине 20, а устройство извлекается на поверхность.

Предлагаемое устройство для доставки сыпучих материалов в скважину обладает высокой надежностью в работе, которая достигается наличием в конструкции поворотного шарнира и шарика, фиксирующих и удерживающих крышку относительно желонки в процессе работы, а повышение эффективности работы устройства связано с принудительным вытеснением сыпучего материала из желонки, что в конечном счете позволяет избежать повторных работ в скважине, а также снизить материальные и финансовые затраты.

Устройство для доставки сыпучих материалов в скважину, содержащее желонку с крышкой, расположенной в донной части желонки, шарик, фиксирующий крышку и удерживаемый внутренней поверхностью подвижной втулки, которая расположена на нижнем конце желонки с возможностью ограниченного осевого перемещения и имеет в нижней части карман для входа в него шарика при принудительном перемещении подвижной втулки, жесткие центраторы, установленные на наружной поверхности желонки, уплотнительный элемент, наконечник, со сквозными отверстиями сверху навернутый на желонку, отличающееся тем, что на наружной поверхности желонки установлен пакерующий элемент, жестко закрепленный на ней упорами, при этом пакерующий элемент выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты, направленной воротником вверх, причем крышка зафиксирована относительно нижнего торца желонки с одной стороны поворотным шарниром, а с противоположной стороны - шариком, установленным в радиальное сквозное отверстие, которое выполнено в желонке под крышкой, причем в транспортном положении крышка эксцентрично опирается на шарик сверху, при этом уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты, при этом внутри желонки на верхнем уровне сыпучего материала установлена резиновая пробка, имеющая возможность ограниченного осевого перемещения вниз в рабочем положении, причем подвижная втулка оснащена радиальными отверстиями, а внутри подвижной втулки на ее нижнем конце установлен шплинт, стопорящий резиновую пробку внутри подвижной втулки.



 

Наверх