Устройство для доставки материалов в скважину

 

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов установкой цементных или песчаных мостов в скважине, а также при наращивании забоя скважин. Устройство для доставки материалов в скважину содержит желонку с крышкой, втулку, которая навернута на нижний конец желонки, наконечник со сквозными отверстиями сверху навернутый на желонку, жесткие центраторы. Желонка снабжена жесткозакрепленной на ней посредством верхнего и нижнего упоров самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх. Крышка гибкой связью зафиксирована за желонку, а уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты. Крышка в желонке зафиксирована снизу с помощью цангового захвата, соединенного с втулкой. Цанговый захват выполнен в виде рычагов, соединенных меду собой шарнирно с возможностью радиального смещения цангового захвата наружу и освобождения от фиксации крышки в рабочем положении. Рычаги цангового захвата, соединенные с втулкой выполнены из пружинной стали. Желонка снабжена радиальными отверстиями, напротив которых герметично установлена подвижная втулка в исходном положении зафиксированная в желонке пружинным кольцом. Внутри желонки на верхнем уровне материала доставляемого в скважину герметично установлена пробка, взаимодействующая с подвижной втулкой в рабочем положении. На нижнем конце желонки выполнен внутренний кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение подвижной втулки вниз в рабочем положении. Предлагаемое устройство для доставки материалов в скважину обладает достаточной надежностью в работе за счет фиксации крышки в желонке с помощью цангового соединения, исключающего контакт с внутренними стенками скважины и выполненного в виде рычагов соединенных между собой шарнирно, а также принудительного выдавливания материалов в заданном интервале скважины. Кроме того, устройство исключает возможность возникновения аварийных работ в скважине, поскольку из конструкции устройства исключены шарики, что позволяет избежать дополнительных затрат на их извлечение или разбуривание. 1 ил. на 1 л.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте скважин с целью разобщения или временного отключения пластов установкой цементных или песчаных мостов в скважине, а также при наращивании забоя скважин.

Известно «Устройство для доставки компонентов смеси в скважину» (авторское свидетельство №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 данного устройства являются:

- 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.

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 в работе, так как в процессе спуска устройства в скважину, возможно его преждевременное срабатывание из-за контакт подвижной втулки с внутренними стенками скважины, особенно в наклонных скважинах. Кроме того, в процессе транспортировки материалов в скважину происходит контакт транспортируемого материала (например, песка) со скважинной жидкостью, в следствии чего песок намокает и при опорожнении теряет текучие свойства. В результате транспортируемый материала опорожняется лишь частично или не опорожняется вообще в связи с чем необходимо принудительное выдавливание материалов, которые теряют свои текучие свойства после контакта с жидкостью.

во-вторых, после срабатываний устройства в процессе его последующего подъема велика вероятность выпадения шариков в скважину в связи с чем возникает необходимость их извлечения или разбуривание, а это ведет к аварийным работам и следовательно к дополнительным затратам.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы устройства за счет исключения его преждевременного контакта с внутренними стенками скважины и принудительного выдавливания материалов в заданном интервале скважины, а также исключение аварийных работ в скважине.

Техническая задача решается предлагаемым устройством для доставки материалов в скважину, содержащим желонку с крышкой, зафиксированной гибкой связью и расположенной в донной части желонки, втулку, которая расположена на нижнем конце желонки, уплотнительный элемент, наконечник со сквозными отверстиями сверху навернутый на желонку, жесткие центраторы.

Новым является то, что крышка в желонке зафиксирована снизу с помощью цангового захвата, соединенного с втулкой, которая навернута на желонку, при этом цанговый захват выполнен в виде рычагов соединенных меду собой шарнирно с возможностью радиального перемещения наружу и освобождения от фиксации крышки в рабочем положении, причем рычаги цангового захвата, соединенные с втулкой выполнены из пружинной стали, при этом уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты, при этом желонка на наружной поверхности снабжена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх и жестко закрепленной на ней упорами, причем желонка снабжена радиальными отверстиями, напротив которых герметично

установлена подвижная втулка в исходном положении зафиксированная в желонке пружинным кольцом, при этом внутри желонки на верхнем уровне материала доставляемого в скважину установлена пробка, взаимодействующая с подвижной втулкой в рабочем положении, причем на нижнем конце желонки выполнен внутренний кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение подвижной втулки вниз в рабочем положении.

На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

Устройство для доставки материалов в скважину содержит желонку 1 с крышкой 2, втулку 3, которая навернута на нижний конец желонки 1, наконечник 4 со сквозными отверстиями 5 сверху навернутый на желонку, жесткие центраторы 6. Крышка 2 гибкой связью 7 зафиксирована за желонку 1, а уплотнительный элемент 8 установлен над крышкой 2 и выполнен в виде тарельчатой манжеты. Крышка 2 в желонке 1 зафиксирована снизу с помощью цангового захвата 9, соединенного с втулкой 3.

Цанговый захват 9 выполнен в виде рычагов 10, 11, 12 и 13, соединенных меду собой шарнирно посредством шарниров 14, 15 и 16 с возможностью радиального смещения цангового захвата 9 наружу и освобождения от фиксации крышки 2 в рабочем положении.

Рычаги 10 и 11 цангового захвата 9, соединенные с втулкой 3 выполнены из пружинной стали.

Желонка 1 снабжена жесткозакрепленной на ней посредством верхнего 17 и нижнего 18 упоров самоуплотняющейся манжетой 19, пропускающей снизу вверх.

Желонка 1 снабжена радиальными отверстиями 20, напротив которых герметично установлена подвижная втулка 21 в исходном положении зафиксированная в желонке 1 пружинным кольцом 22. Внутри желонки 1 на верхнем уровне материала 23, доставляемого в скважину 24 герметично установлена пробка 25, взаимодействующая с подвижной втулкой 21 в рабочем положении. На нижнем конце желонки 1 выполнен внутренний кольцевой выступ 26, ограничивающий осевое перемещение подвижной втулки 21 вниз в рабочем положении.

Устройство для доставки материалов в скважину работает следующим образом.

На устье (на фигуре не показано) скважины 24 крышку 2 желонки 1 устанавливают в рабочее положение. Для этого на крышку 2 устанавливают уплотнительный элемент 8 (см. фигуру), после чего посредством цангового захвата 9 фиксируют крышку 2 в желонке 1, после чего напротив радиальных отверстий 20 желонки 1 герметично устанавливают и фиксируют пружинным кольцом 22 подвижную втулку 21.

Заполняют желонку 1 необходимым количеством материала 23, который необходимо доставить в скважину 24 например, кварцевым песком, объем которого определяют исходя из высоты засыпки заданного интервал скважины. После заполнения желонки 1

материалом 23 со стороны верхнего конца внутрь желонки 1 герметично устанавливают пробку 25 например, выполненную из резины. Далее на желонку 1 наворачивают наконечник 4, соединив последний с геофизическим кабелем 27, спускают устройство в скважину 24. В процессе спуска устройства в скважину 24, находящаяся в ней жидкость перетекает снизу вверх через самоуплотняющуюся манжету 19, жесткозакрепленную посредством верхнего 17 и нижнего 18 упоров на желонке 1, при этом жесткие центраторы 6 центрируют устройство относительно скважины 24.

При достижении устройством интервала опорожнения, в качестве которого может служить забой скважины или ранее установленный упор (пакер, цементный мост) (на фиг. не показано) разгружают на него устройство. В следствии разгрузки устройства на забой скважины или ранее установленный упор происходит взаимодействие с ним нижних концов рычагов 12 и 13, соединенных между собой шарниром 15, которые поворачиваются и смещаются наружу относительно шарнира 15, который в свою очередь поднимается вверх. В результате, нижние концы рычагов 10 и 11, соединенные с рычагами 12 и 13 с помощью шарниров 14 и 16 соответственно, также перемещаются наружу.

Устройство продолжают разгружать на забой скважины или упор, при этом рычаги 10 и 11 цангового захвата 9, выполненные из пружинной стали изгибаются всдедствии радиального перемещения их нижних концов наружу, при этом верхние концы рычагов 10 и 11 жестко закреплены к втулке 3, поэтому в определенный момент цанговый захват 9 перестает фиксировать крышку 2, которая выпадает из желонки 1 на длину гибкой связи 7. Далее устье (на фиг. не показано) скважины 24 обвязывают с насосным агрегатом (на фиг. не показано) и герметизируют на устье геофизический кабель 27, после чего создают в скважине 24 выше самоуплотняющейся манжеты 19 определенное гидравлическое давление, например, 4,0-5,0 МПа, которое прижимает самоуплотняющуюся манжету 19 к стенкам скважины 24 тем сильнее, чем выше давление, которое в свою очередь через сквозные отверстия 5 наконечника 4 передается внутрь желонки 1.

Внутри желонки 1 гидравлическое давление действует на верхний торец пробки 25, которая в сою очередь перемещается вниз по желонке 1, вытесняя и замещая доставляемый в скважину 24 материал 23, поскольку крышка 2 открыта, при этом, не сбрасывая давления в скважине 24 устройство, медленно приподнимают вверх до предполагаемого верхнего уровня материала 23 в скважине 24 (в зависимости от объема материала 23 в желонке 1). В определенный момент пробка 25 своим нижним торцом вступает во взаимодействие с верхним торцом подвижной втулки 21. Давление в скважине 24 над самоуплотняющейся манжетой 19 продолжают нагнетать посредством насосного агрегата, при этом пружинной кольцо 22 фиксирующее подвижную втулку 21 герметично в желонке 1

напротив радиальных отверстий 20 сжимается и освобождает подвижную втулку 21 от фиксации с желонкой 1. В результате, подвижная втулка 21 вместе с пробкой 25 опускаются вниз по желонке 1 до упора нижнего торца подвижной втулки 21 во внутренний кольцевой выступ 26 желонки 1, при этом радиальные отверстия 20 перекрытые подвижной втулкой 21 открываются и скважинная жидкость из внутреннего пространства желонки устремляется в скважину 20 под самоуплотняющуюся манжету 19, при этом на манометре насосного агрегата наблюдается резкое падение давления, что свидетельствует об окончании опорожнения устройства. После чего разгерметизируют геофизический кабель 27 на устье скважины 24 и устройство полностью извлекается на поверхность, а материал 23 в виде песчанногомоста остается в заданном интервале скважины 24.

Предлагаемое устройство для доставки материалов в скважину обладает достаточной надежностью в работе за счет фиксации крышки в желонке с помощью цангового соединения, исключающего контакт с внутренними стенками скважины и выполненного в виде рычагов соединенных между собой шарнирно, а также принудительного выдавливания материалов в заданном интервале скважины. Кроме того, устройство исключает возможность возникновения аварийных работ в скважине, поскольку из конструкции устройства исключены шарики, что позволяет избежать дополнительных затрат на их извлечение или разбуривание.

Устройство для доставки материалов в скважину, содержащее желонку с крышкой, зафиксированной гибкой связью и расположенной в донной части желонки, втулку, которая расположена на нижнем конце желонки, уплотнительный элемент, наконечник со сквозными отверстиями, сверху навернутый на желонку, жесткие центраторы, отличающееся тем, что крышка в желонке зафиксирована снизу с помощью цангового захвата, соединенного с втулкой, которая навернута на желонку, при этом цанговый захват выполнен в виде рычагов, соединенных меду собой шарнирно с возможностью радиального перемещения наружу и освобождения от фиксации крышки в рабочем положении, причем рычаги цангового захвата, соединенные с втулкой, выполнены из пружинной стали, при этом уплотнительный элемент установлен над крышкой и выполнен в виде тарельчатой манжеты, при этом желонка на наружной поверхности снабжена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх и жестко закрепленной на ней упорами, причем желонка снабжена радиальными отверстиями, напротив которых герметично установлена подвижная втулка в исходном положении, зафиксированная в желонке пружинным кольцом, при этом внутри желонки на верхнем уровне материала, доставляемого в скважину, установлена пробка, взаимодействующая с подвижной втулкой в рабочем положении, причем на нижнем конце желонки выполнен внутренний кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение подвижной втулки вниз в рабочем положении.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для очистки забоя в процессе капитального ремонта скважины, в частности к гидравлическим желонкам

Изготовление штампа для выдавливания контактов, закрепленных на плоских пружинах электромагнитных реле, содержащий верхнюю плиту с закрепленным на ней пуансоном и нижнюю плиту с матрицей и трафаретом, позволяющим ориентировать заготовку относительно матрицы, колонки и втулки направляющие
Наверх