Кольмататор для проницаемых пород

 

Использование: кольматация проницаемых пород в околоствольной зоне. Сущность изобретения: кольмататор содержит очищающие и затирающие плашки. Плашки смещены относительно друг друга в продольном направлении. Верхний обрез очищающих плашек находится в одной радиальной плоскости с нижним обрезом затирающих плашек и отстает от радиальной плоскости, проходящей через ось гидромониторных насадок вниз к долоту на расстояние I d/2 -I- lr tg а , где do - диаметр струи на выходе из насадок; грасстояние вдоль оси струи численно равное разности расстояний удаления от центра корпуса рабочей поверхности затирающих плашек и наружного торца насадки, аполовинный угол расширения струи. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) чу/,, 4 у

i „ т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

\ ° О

I»

\ ни (21) 4916091!03 (22) 04.03.91 (46) 23.03,93. Бюл. М 11 (72) Ю.А.Бутов и Н.А.Демяненко (56) В.И.Назаров и др. Использование воздействия высоконапорных струй при строительстве скважин. с, Бурение, с, 22, М„

ВНИИОЭНГ. 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1332001. кл. Е 21 В 37/02, 1987, (54) КОЛЬМАТАТОР ДЛЯ ПРОНИЦАЕМЫХ

ПОРОД (57) Использование: кольматация проницаемых пород в околоствольной зоне, Сущность изобретения: кольмататор содержит

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам, применяемым для создания в околоствольной зоне проницаемого пласта малопроницаемого защитного кольматационного слоя при вскрытии пласта бурением.

Цель изобретения — повышение качества вскрытия высокопроницаемых пластов, На фиг. 1 изображен кольмататор, общий вид; на фиг. 2 — схема расположения гидромониторной насадки; на фиг. 3 — сечение А-А; на фиг, 4 — сечение Б-Б; на фиг. 5— сечение В-В.

Кольмататор состоит из полого корпуса

1 с присоединительными реэьбами к бурильной колонне и вмонтированными в его

„„5U „„1803538 А1 очищающие и затирающие плашки. Плашки смещены относительно друг друга в продольном направлении. Верхний обрез очищающих плашек находится в одной радиальной плоскости с нижним обрезом затирающих плашек и отстает от радиальной плоскости, проходящей через ось гидромониторных насадок вниз к долоту на расстояние I = А/2 + 1г 19, где с4 — диаметр струи на выходе из насадок; Ir — расстояние вдоль оси струи численно равное разности расстояний удаления от центра корпуса рабочей поверхности затирающих плашек и наружного торца насадки, а — половинный угол расширения струи, 5 ил.

° е4 тело двумя диаметрально расположенными Q() гидромониторными насадками 2 в плоскости, перпендикулярной продольной оси кольмататора, пары продольных очищаю- . щих плашек (ОП) 3 с продольно-ребристой рабочей поверхностью, пары продольных 04 затирающих плашек (ЗП) 4 с гладкой рабо- 00 чей поверхностью, поршней-толкателей 5 с резиновыми уллотнителлми 6, цилиндров у, подпружинивающих плашки амортизаторов

8, 9, обойм ограничения перемещения плашек 10, 11. 12, которые фиксируются на корпусе крепежными элементами 13, Очищающие плашки 3 и затирающие плашки 4 смещены в продольном направлении так, что верхний обрез ОП и нижний

1803538

d =б, +21,ща, ереникновение твердой фазы бурового рас2@ творе в каналы фильтрации и уплотнение ее там, t.е. формируется зона кольмвтвции.

Вслед за струей на стенку скважины начинает.действовать ЗП 4, прижимэющвяся к стенке скважины за счет перепада дэвления

М е осевом канале кольматвтора, передаваемого плашкам поршнями-толкателями 5, ОП

3 способствуют дальнейшему упрочнению кояьматационного слоя, При повторном йрохождении гидромониторной струи плот3S ность упаковки твердой фазы в кольматационном слое и его прочность увеличиваются, а проницаемость уменьшается, Предлагаемый кольматвтор по сравнеННе с известным способствует созданию 1О более прочного, малопроницаемого кольмаза- тационного слоя, поскольку очищающие плавки имеют продольно-ребристую рабочую поверхность, а процесс кольматвцйи во времени включает технологическую после I5 довательность операций: очистку, формирование кольматационного слоя, затирание кольматвционного слоя (изоляцию), От внедрения предполагаемого изобретения может быть получен экономический

50 эффект, который обусловлен:

1. 3а счет отсутствия поглощения бурового раствора в высокопроницаемые пласты при вскрытии их бурением..

2. За счет улучшения качества вскрытия

55 и, соответственно, снижения времени освоения скважин.

Формула изобретения

«d о

I. = =— = — + Ir tg a о

2 2 обрез ЗП находится в одной плоскости, отстоящей в направлении к долоту от радиальной плоскости, проходящей через ось гидромониторных насадок, нв расстоянии 1.

Расстояние 1 определяется из следующих соображений (фиг. 2). Истекающая из гидромониторной насадки струя с начальным диаметром dp, равным диаметру выходного отверстия, по мере удаления от насадки будет расширяться согласно известному закону: где d- диаметр струи иа расстоянии Ir от выхода из гидромониторной насадки; а половиннмй угой расширения струи, Если Ir равно расстояние от насадки до стенки скважинм, то стРуя будет воздействовать в мгновенный отрезок времени на площадь стенки меажинм. Раенуэ сечение струи с диаметрам 4. енределяеммм по формуле (2). так как очистка етенизф саеаж3внм от рыхлой глинистою «орав д4миина щвдаеетвоаать процессу «еяьееатацим. Сеетеещему ки екважинм струей буроеоге раетаера и упрочненВФщ1 Вбюматацэюнною сает эа счет зазирания зВтиееябмфемм йяаа3кюю то еер» хний 05p93 Финцйющ99м ЙяамФек N нижний обрез затираюа ик аваев держим находиться е радвгаяьней москалю, проходящей через касательную е нижней чести сечения струи на. àå скеажннм, как м» квзвно на фюзи. 2, т.е. ввааии даюкнм бмть сительно друг друга э прОТВВОФюяожнмм направлениях, так чтобм верхний обрез очищающей плаыки находился в одной радиальной плоскости с нижниет обрезом тирающей плашки, а зта плоскость проходила через касательную а нижней ча сти сечения струи на стенке скважины.

Касательная плоскость, проходящая в нижней части сечения струи нв стенке сквв жины, отстоит от радиальной плоскости, проходящей через ось насадок на расстоя нии

Радиальное перемещение Pfl в пазах корпуса осуществляется центробежными силами, возникающими при вращении кольмататора, в ЗП вЂ” за счет давления внутри кольмататора, передаваемого плашкам поршнями-толкателями 5, герметиэированными резиновыми уплотнениями 6 и движущимися в цилиндрах 7, гидравлически соединенных с внутренней полостью ко11 ьмэтато ра, Упругие свойства.амортизаторов подбираются такими, чтобы возникающие при вращении кольмэтатора центробежные силы, перемещающие ОП и разбиваемые перепадом давления силы. толкающие ЗП, превосходили упругие силы амортизаторов, Устройство устанавливается над долотом и работает следующим образом, При вращении кольмататора вместе с долотом зв счет центробежных сил, ОП 3, преодолев упругие силы подпружинивающих амортизаторов 9, прижимаются к стенке скважины и очищают ее поверхность от рыхлой глинистой корки. При углублении ствола скважины на стенки, очищенные ОП

3, воздействует гидромониторная струя бурового раствора, истекающая с большой скщюстью иэ насадок 2, За счет Гидродинвееческого давления струи осуществляется

Кольматвтор для проницаемых пород, включающий полый корпус с радиальными насэдками и установленные на корпусе napf

1803538 ные очищающие и затирающие плашки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества кольматационного слоя в высокопроницаемых пластах, устройство дополнительно снабжено поршнямитолкателями затирающих плашек, установленными в цилиндрах, выполненных в корпусе и.гидравлически соединенных.с полостью кольмататора, а очищающие плашки выполнены с продольно-ребристой рабочей поверхностью, причем очищающие и затирающие плашки смещены в продольном направлении относительно друг друга для расположения верхнего обреза очищающих плашек в одной радиальной плоскости с нижним обрезом затирающих плашек, отстоящей от радиальной плоскости, проходящей через ось гидромониторных насадок, вниз на расстояние I, определяемое по формуле:

5 о

I = +linage.

2 где do — диаметр струи на выходе из насад10 ки;

Ii- расстояние вдоль оси струи, численно равное разности расстояний удаления от центра корпуса рабочей поверхности затирающих плашек и наружного торца насадки;

15 а — половинный угол расширения струи.

1803538

Ф4 8, 3 иг