SU1532685A1 - Plugging device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области бурени  скважин. Цель изобретени  - повышение эффективности изол ционных работ при бурении снар дами со съемным керноприемником и при использовании непакетированного тампонажного материала. Устройство содержит узел фиксации контейнера (УФ), полый шток 4 с фиксатором 6 поршн , контейнер (К) 7 ч с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко св зан с УФ и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. К 7 в верхней части подпружинен относительно УФ и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещени  дл  освобождени  фиксатора 6. Поршень 15 имеет осевой проходной канал с верхним и нижним клапанами и радиальные отверсти  с подпружиненными пальцами. Нижн   часть 10 К 1 имеет на внутренней поверхности конусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное днище 14. На наружной поверхности поршень 15 имеет на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной конической поверхностью ответной конусности сужени . Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобожда  фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают. Поршень 15 идет вниз после включени  бурового насоса и выдавливает смесь 8 из К 7. В части 10 кольцо упираетс  в сужение и сдвигаетс , освобожда  пальцы, которые вход т в проточку и открывают клапан. Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине, задавлива  тампонажный материал в трещины. 3 ил.The invention relates to the field of drilling. The purpose of the invention is to increase the efficiency of insulation works when drilling with projectiles with a removable core receiver and using unpackaged cement material. The device contains a container fixing unit (UV), a hollow rod 4 with a lock 6 pistons, a container (K) 7 hours with a dry mixture 8, a piston 15 in the upper part of K 7. The rod 4 is rigidly connected to the UV and interacts with a piston through the clamp 6 15. K 7 in the upper part is spring-loaded relative to UV and is installed with the possibility of limited axial movement to release the latch 6. Piston 15 has an axial bore with upper and lower valves and radial holes with spring-loaded fingers. The lower part 10 K 1 has a conical taper on the inner surface, an annular groove under it, a sealing cuff 13 on the outer surface and a shear bottom 14. On the outer surface, the piston 15 has a spring-loaded ring with an outer conical surface of the taper response taper. The device is lowered into the drill string 24, which is lowered to the bottom of the well. Omit K 7 relative to the stem 4, release the latch 6. Raise the column 24. The piston 15 goes down after turning on the mud pump and squeezes the mixture 8 out of K 7. In part 10, the ring rests on the constriction and shifts, freeing the fingers that enter the groove and open the valve. The rotation column 24 is moved down the well, crushing the cement material into the cracks. 3 il.

Description

СПSP

ОЭ N5Mae n5

ОABOUT

оо.oo

СЛSL

(К) 7 с сухой смесью 8, поршень 15 в верхней части К 7. Шток 4 жестко св зан с УФ и через фиксатор 6 взаимодействует с поршнем 15. К 7 в верх- ней части подпружинен относительно УФ и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещени  дл  освобождени  фиксатора б. Поршень 15 |имеет осевой проходной канал с верх- ним и нижним клапанами и радиальные отверсти  с подпружиненными пальцами. Нижн   часть 10 К 1 имеет на внутрен- jней поверхности конусное сужение, под ним кольцевую проточку, уплотни- тельную манжету 13 на наружной поверхности и срезное днище 14. йа наружной поверхности поршень 15 имеет(K) 7 with a dry mixture 8, the piston 15 in the upper part of K 7. The rod 4 is rigidly connected to the UV and through latch 6 interacts with the piston 15. To 7 in the upper part is spring-loaded relative to the UV and installed with the possibility of limited axial movement to release retainer b. The piston 15 | has an axial bore with upper and lower valves and radial bores with spring-loaded fingers. The lower part 10 K 1 has a conical constriction on the inner surface, below it an annular groove, a sealing cuff 13 on the outer surface and a shear bottom 14. On the outer surface, the piston 15 has

на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо с наружной конической поверхностью ответной конусности сужени  о Устройство опускают в бурильную колонну 24, которую опускают на забой скважины. Опускают К 7 относительно штока 4, освобожда  фиксатор 6. Колонну 24 приподнимают. Поршень 15 идет вниз после включени  бурового насоса и выдавливает смесь 8 из К 7. В части 10 кольцо упираетс  в сужение и сдвигаетс , освобожда  пальцы, которые вход т в проточку и открывают клапано Колонну 24 с вращением перемещают вниз по скважине , задавлива  тампонажный материал в трещины. 3 ил.at the level of the radial holes, the spring-loaded ring with the outer conical surface of the reciprocal taper of the constriction o The device is lowered into the drill string 24, which is lowered onto the bottom hole. Omit K 7 relative to the stem 4, release the latch 6. Raise the column 24. The piston 15 goes down after turning on the mud pump and squeezes the mixture 8 out of K 7. In part 10, the ring rests on the constriction and shifts, freeing the fingers that enter the groove and open the valve. Column 24 rotates down the well with rotation, crushing the cement material into cracks. 3 il.

Изобретение относитс  к горной ромышленности, а именно, к геологоазведочному бурению, и предназначе- 25 но дл  оперативного проведени  изо ционных работ в скважинах, прохоимых с использованием бурового сна-  да со съемным кернопрнемникомThe invention relates to the mining industry, namely, to geological exploration drilling, and is intended for the rapid performance of isolation works in wells, which are drilled using a drilling rig with a removable core receiver.

(сек). зо(s) zo

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности изол ционных работ при бурении снар дами со съемным керноприемником и при использовании 35 непакетированкого тампонажного материала .The aim of the invention is to increase the efficiency of insulation works when drilling with projectiles with a removable core receiver and using 35 non-packaged cement material.

На фиг.1 представлено тампонажное устройство, общий видЈ на фиг.2 - положение поршн  в верхней части кон- до тейнера при спуске устройства внутри колонны бурильных труб на фиг.З - нижн   часть устройства в рабочем положении.Figure 1 shows the tamping device, a general view in figure 2 - the position of the piston in the upper part of the container while the device is lowered inside the string of drill pipes in FIG. 3 - the lower part of the device in the working position.

Устройство включает в себ  узел 45 фиксации контейнера, состо вши из корпуса 1, плашек 2 и конусной головки 3, жестко св занный с корпусом 1 полый шток 4 с пружиной сжати  5, фиксатором 6 поршн , контейнер 7с $Q сухой бьгстросхватывающейс  смесью 8 имеющий упор своей верхней частью 9 через пружину 5 на узел фиксации, а на нижней части 10 - конусное сужение 11, под ним кольцевую проточ- 55 ку 12 на внутренней поверхности, уп- лотнительную манжету 13 на наружной поверхности и срезное герметичное днище 14 на торце, поршень 1 в верхней части контейнера 7 с кольцевой проточкой 16, шариковым верхним клапаном }7,подпружиненными пальцами 18 в радиальных отверсти х, тарельчатым нижним клапаном 19, уплотнительной манжетой 20, осевым проходным каналом 21, кольцом 22 с пружиной 23 на его наружной поверхности на уровне радиальных отверстий. Клапаны 17 и 19 расположены в осевом канале 21.The device includes a container fixing unit 45 consisting of a body 1, dies 2 and a cone head 3, a hollow rod 4 rigidly connected with the body 1 with a compression spring 5, a piston holder 6, a container 7c $ Q dry bystry setting mixture 8 having a stop with its upper part 9 through the spring 5 to the fixing unit, and at the lower part 10 — the conical narrowing 11, below it the annular groove 55 on the inner surface, the sealing cuff 13 on the outer surface and the shear hermetic bottom 14 at the end, the piston 1 at the top of the container 7 with a ring second groove 16, the upper valve ball 7}, spring-loaded fingers 18 in the radial apertures, the lower poppet valve 19, the sealing collar 20, an axial passageway 21, the ring 22 with spring 23 on its outer surface at radial holes. Valves 17 and 19 are located in the axial channel 21.

Кольцо 22 имеет наружную коническую поверхность с конусностью, ответной конусности сужени  11.The ring 22 has an outer conical surface with a taper, a reciprocal taper of the constriction 11.

Контейнер 1 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещени  дл  освобождени  фиксатора поршн , через который полый шток 4 взаимодействует с поршнем 15.The container 1 is mounted with limited axial movement to release the piston retainer through which the hollow rod 4 interacts with the piston 15.

Устройство работает следующим образомПри возникновении геологического осложнени  (например, поглощени  очистного агента) бурение скважины прекращают, приподнимают буровую колонну 24 над забоем и извлекают съемный кернонриемник.The device works as follows. In the event of a geological complication (for example, absorption of a cleaning agent), the drilling of the well is stopped, the drill string 24 is raised above the bottom and the removable core receiver is removed.

Перед спуском в скважину собирают устройство следующим образом.Before descending into the well, the device is assembled as follows.

В верхнюю часть 9 контейнера 7, сочлененного с корпусом 1 узла фиксаци  посредством полого штока 4 и пружины 5, помещают поршень 15 и соедин ют его с полым штоком 4 посредством фиксатора 6 и кольцевой проточки 16. При этом подпружиненные пальцы 18 закрывают шариковый клапан 17 и удерживаютс  внутри поршн  15In the upper part 9 of the container 7 articulated with the fixing unit case 1 by means of a hollow rod 4 and spring 5, a piston 15 is placed and connected to the hollow rod 4 by means of a clamp 6 and an annular groove 16. At the same time, the spring-loaded fingers 18 close the ball valve 17 and held inside the piston 15

сдвижным конусным кольцом 22 и пружиной 23 о Присоедин ют нижнюю часть 10 с уплотнительной манжетой 13. Затем со стороны нижней части 10 в контейнер 7 помещают сухую непакетированную гранулированную быстросхваты- вающуюс  смесь 8 и запирают контейне герметичным срезным днищем 14.a sliding cone ring 22 and a spring 23 o. Attach the lower part 10 with a sealing cuff 13. Then, from the lower part 10 side, put into the container 7 a dry unpackaged granular quick-hitch mixture 8 and lock the container with a sealed shear bottom 14.

Собранное таким образом устройство опускают в колонну 24 бурильных труб 0The device thus assembled is lowered into the drill string string 24.

Дл  ускорени  доставки устройства к буровой коронке 25 включают буровой насос и прокачивают воду по трубам .To speed up the delivery of the device to the drill bit 25, the drill pump is turned on and water is pumped through the pipes.

При движении устройства по колонне бурильных труб герметизаци  контейнера 7 со стороны верхней части 9 осуществл етс  уплотнительной манжетой 20 и шариковым клапаном 17, а со стороны нижней части 10 - герметичным днищем 14.When the device moves along a string of drill pipes, the container 7 is sealed from the side of the upper part 9 by a sealing cuff 20 and the ball valve 17, and from the bottom of the 10 is sealed by a bottom 14.

Уплотнение сухой быстросхваты- вающейс  смеси 8 внутри контейнераSeal dry quick-hardening mixture 8 inside the container

7вследствие движени  поршн  15 вниз под воздействием гидростатического давлени  скважинкой воды предотвращаетс  зацеплением фиксатора 6 с кольцевой проточкой 16 поршн  15.7 due to the downward movement of the piston 15 under the influence of the hydrostatic pressure by the water well, the retainer 6 is prevented from engaging with the annular groove 16 of the piston 15.

8момент достижени  устройством буровой коронки 25 уплотнительна  манжета 13 перекрывает кольцевой канал между нижней секцией 10 и внутренней поверхностью коронки 25, вызыва  рост давлени  на манометре бурового насоса.When the device reaches the drill bit 25, the sealing sleeve 13 closes the annular channel between the lower section 10 and the inner surface of the crown 25, causing an increase in pressure on the manometer of the mud pump.

После этого выключают насос и опускают с вращением буровой снар д на забой скважины. При этом происходит освобождение нижней части 10 от герметичного срезного днища 14 и перемещени  контейнера 7 вверх относительно полого штока 4, сжатие пружины 5, фиксаци  плашек 2 внутри колон- ны 24 и вывод кольцевой проточки 16 поршн  15 из зацеплени  с фиксатором 6 о Затем приподнимают буровую колонну 24 над зоной осложнени , включают буровой насос, при этом освобожденный поршень 15 под действием потока воды перемещаетс  в нижнюю часть контейнера 7, надавлива  из него быстро- схватывающуюс  смесь 8 в полость скважины, котора , соедин  сь со скважинкой водой, образует в зко-пластичную быстросхватывающуюе  тампонажную суспензию, заполн ющую зону осложнени . При подъеме буровой колонны 24After that, the pump is turned off and the drill bit is lowered to the bottom hole with rotation. When this happens, the lower part 10 is released from the sealed shear bottom 14 and the container 7 is moved upwardly relative to the hollow rod 4, the spring 5 is compressed, the dies 2 are fixed inside the column 24 and the annular groove 16 of the piston 15 is withdrawn from engagement with the latch 6 o. the column 24 over the zone of complication, turn on the drilling pump, while the released piston 15 under the action of water flow moves to the lower part of the container 7, pressing the quick setting mixture 8 out of it into the cavity of the well, which azhinkoy water, forms a WKR-plastic bystroskhvatyvayuschuyue backfill slurry filled complications guide zone. When lifting the drill string 24

00

с with

от забо  контейнер 7 под действием пружины 5 прижимает уплотнительную манжету 13 к буровой коронке 25. Поршень 15, достигнув конусного сужени  i 11 нижней части 10, упираетс  в него подпружиненным сдвижным коническим кольцом 22 и продолжает движение вниз, сжима  пружину 23. При этом освобождаютс  подпружиненные пальцы 18 и вход т в кольцевую проточку 12 на внутренней поверхности нижней части 10. В этот момент открываетс  шариковый клапан 17 и вода, проход  че5 рез полый шток 4, внутреннюю полость контейнера 7, осевой канал 21 поршн , шариковый клапан 17, тарельчатый клапан 19, дросселируетс  в скважину. Падение давлени  в нагнетательнойfrom the bottom of the container 7 under the action of the spring 5 presses the sealing cuff 13 to the drill bit 25. The piston 15, having reached the taper i 11 of the lower part 10, rests against it with a spring-loaded sliding conical ring 22 and continues to move downward, compressing the spring 23. At the same time, the spring-loaded pins 18 and enter the annular groove 12 on the inner surface of the lower part 10. At this point, the ball valve 17 and water open, the passage through 5 cuts through the hollow rod 4, the internal cavity of the container 7, the piston axial channel 21, the ball valve 17, t valve valve 19 is throttled into the well. Pressure drop in the injection

0 системе свидетельствует о фиксации поршн  в рабочем положении.0 system indicates the fixation of the piston in the working position.

Выключают буровой насос и перемещением с вращением буровой колонны 24 вниз по скважине до забо  создаютTurn off the mud pump and moving with the rotation of the drill string 24 down the well to create

5 избыточное давление на тампонажный материал, под воздействием которого он заполн ет поры и трещины изолируемого интервала скважины. При этом тарельчатый клапан 19 и уплотнительна  манжета 13 преп тствует проникновению тампонажного материала в полость контейнера 7 и в кольцевое пространство между контейнером и буровой колонной5 excessive pressure on the grouting material, under the influence of which it fills the pores and cracks of the insulated well interval. At the same time, the disc valve 19 and the sealing cuff 13 prevent penetration of the cement material into the cavity of the container 7 and into the annular space between the container and the drill string

По окончании процесса тампонировани  через буровую колонну 24 на тросе опускают овершот, который захватывает конусную головку 3. При нат жении троса плашки 2 выход т из зацеплени  с внутренней поверхностью буровой колонны и устройство извлекаетс  из скважины. Осуществл етс  спуск съемного керноприемника н процесс бурени  возобновл етс .At the end of the plugging process through the drill string 24, an overshot of the cone head 3 is lowered on the cable. When the cable is tensioned, the ram 2 comes out of engagement with the inner surface of the drill string and the device is removed from the well. The removable core receiver is being lowered and the drilling process resumes.

00

5five

с with

Claims (1)

Формула изобретени  Тампонажное устройство, включающее контейнер с размен нными в нем сухой быстросхватывак цейс  смесь и поршнем -в верхней част  с осевым проходным каналом с верхним   нижним клапанами и радиальными отверсти ми с подпружиненными пальда ш, срезное днище, установленное в нижней части контейнера , котора  выполнена с внутренней кольцевой проточкой и конической внутренней поверхностью, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности изол ционныхClaims of inventive Tamping device including container with dry quick-setting mixture and piston exchanged in it and piston -in the upper part with axial flow channel with upper lower valve and radial holes with spring-loaded pallet w, shear bottom, installed at the bottom of the container, which is made with an internal annular groove and a conical inner surface, characterized in that, in order to increase the efficiency of the insulation работ при бурении снар дами со съем- ным керноприемником и при использовании непакетированного тампонажного Материала, оно снабжено узлом фиксации контейнера, полым штоком с размещенным в нем фиксатором поршн  и уплотнительной манжетой, установлен- ной на наружной поверхности нижней пасти контейнера, причем полый шток к. одной стороны жестко св зан с уз- пюм фиксации контейнера, а с другой установлен с возможностью взаимодействи  с поршнем, при этом коническа when drilling with projectiles with a removable core receiver and when using unpackaged cement material, it is equipped with a container fixing unit, a hollow rod with a piston fixture placed in it and a sealing cuff mounted on the outer surface of the container's lower mouth, with a hollow rod to. one side is rigidly connected with the fixation of the container, and on the other side it is installed with the possibility of interaction with the piston, at the same time -f-f (Поверхность нижней части контейнера расположена выше кольцевой проточки , поршень имеет на наружной поверхности на уровне радиальных отверстий подпружиненное кольцо, наружна  поверхность которого выполнена конической, ответной конической поверхности нижней части контейнера, а последний подпружинен в верхней части относительно его узла фиксации .и установлен с возможностью ограниченного осевого перемещени  дл  освобождени  фиксатора поршн .(The surface of the lower part of the container is located above the annular groove, the piston has a spring-loaded ring on the outer surface at the level of the radial holes, the outer surface of which is made conical, the response conical surface of the lower part of the container, and the latter is spring-loaded in the upper part relative to its fixing unit. limited axial movement to release the piston retainer. ## 19nineteen