Приспособление для перекрытия трещин

Рис. 6.3. Приспособление для перекрытия трещин: А - исходное положение приспособления; б - рабочее положение в зоне поглощения; 1 - защитная труба; 2 - верхний уплотняющий элемент; 3, 13 - центральные отверстия пробок; 4 - канал; 5 - кольцо; 6 - муфта; 7 - центральная трубка; 8 - перфорированная трубка; 9 - эластичный мешок; 10 - поглощающий пласт; 11 - срезаемые штифты; 12 - нижняя уплотняющая сферическая пробка; 14 - шар; 15 - мешок в растянутом положении; 16 - тампонирующая смесь

Изготовленные на смеси цемента, резины и волокна. Верхняя и нижняя пробки имеют центральные отверстия для прохода жидкости при спуске инструмента в скважину. Пробки соединены между собой трубками 7 и 8, выполненными из пластического материала. Снаружи трубки 8 расположен пластичный деформирующийся мешок, прикрепленный своими концами к верхней и нижней пробкам. Трубка 8 имеет ряд отверстий, через которые мешок присоединяется к защитной трубке при помощи срезаемых штифтов 11, верхняя пробка имеет коническое седло и ряд каналов 4, соединяющих центральное отверстие пробки с полостью между трубками 7 и 8, снизу пробка имеет кольцо, являющееся седлом для шара 14.

При спуске инструмента в скважину жидкость беспрепятственно проходит во внутрь колонны бурильных труб, через центральные отверстия.

Для установки данного приспособления забой скважины должен не более чем на 2-3 м быть ниже зоны поглощения. Если забой расположен значительно ниже, то устанавливается цементный мост.

После того, как инструмент спустят до необходимого интервала, и нижняя пробка упрется в забой скважины, на защитную трубу передают часть веса колонны бурильных труб, под действием которого разрушаются штифты. Затем инструмент поднимается, и защитная труба перемещается в верхнее положение, освобождая эластичный мешок.

Чтобы заполнить мешок тампонирующей смесью, в бурильные трубы опускается шар 14 и закачивается цементный раствор. Шар перекрывает центральный канал и направляет цементную смесь через каналы 4 в пространство между трубками 7 и 8, откуда она попадает в мешок, растягивая и прижимая его к стенкам скважины. Чтобы предотвратить обратное движение смеси из мешка в бурильные трубы, над отверстиями трубки 8 помещают клапаны створчатого типа.

Диаметр и длина мешка подбираются в зависимости от мощности и глубины каверны или трещины.

После окончания операции по цементированию трещины защитная труба извлекается на поверхность, а затвердевший цементный раствор и детали приспособления разбуриваются обычными долотами.

Известны перекрывающие устройства, которые спускаются в зону перекрытия поглощающих каналов вместе с тампонирующей смесью, которая выдавливается в скважину вместе с перекрывающей оболочкой. На рис. 6.4 показан тампонаж - ный снаряд, в котором в качестве вяжущего вещества 8 исполь
зуется синтетическая смола, помещенная в эластичную оболочку 6.

Перед спуском устройства участок ствола скважины 7 против изолируемой трещины 3 увеличивается в диаметре до необходимого размера. В желонку 2, закрытую снизу днищем 4, выполненным из разбуриваемого материала, закладывается эластичная оболочка с тампонирующим материалом. Под действием давления промывочной жидкости, закачиваемой в бурильные трубы, днище 4 разрушается, и оболочка выдавливается в скважину.

При подъеме бурильных труб оболочка под действием тяжести содержимого разворачивается на забое и заполняет расширенный участок ствола, перекрывая поглощающие каналы. После затвердения вяжущего вещества образовавшаяся пробка разбуривается обычным способом.

Эффективно и быстро, с минимальными затратами средств можно перекрыть зону полного поглощения, представленную большими трещинами или кавернами, если использовать приспособление, показанное на рис. 6.5. Сущность способа изоляции с использованием этого приспособления состоит в том, что в скважине в интервале расположения трещин и каверн размещаются твердые тела различного размера для частичного перекрытия поглощающих каналов с последующим цементированием пространства между телами тампонирующими смесями.

Тампонажный снаряд

Рис. 6.4. Тампонажный снаряд: 1 - скважина; 2 - желонка; 3 - трещина; 4 - днище; 5 - забой; 6 - эластичная оболочка; 7 - расширенный участок ствола скважины; 8 - тампонирующий материал; 9 - переводник

Если в процессе бурения скважины провал инструмента сопровождается потерей циркуляции промывочного раствора, то сразу же поднимают бурильные трубы и в скважину на канате 1 (см. рис. 6.5, а) спускается контейнер 3, заполненный твердыми

Телами, имеющими преимущественно сферическую форму и отсортированными по размеру. Контейнер изготовлен из сетчатого материала, способного пропускать через себя тампонирующие растворы.

Рис. 6.5. Гибкий контейнер для перекрытия больших трещин: А - исходное положение; б - контейнер на забое скважины; 1 - канат; 2 крючок; 3 - гибкий пористый контейнер; 4 - твердые тела; 5 - трещина; 6 - наконечник бурильной колонны; 7 - переводник; 8 -тампонирующая смесь; 9 - контейнер в растянутом положении.

Твердые частицы под собственным весом будут заполнять неровности и трещины ствола скважины, перекрывая частично пути ухода промывочной жидкости. Затем в скважину спускают бурильные трубы с наконечником 6, по которым закачивается соответствующий раствор, который проникает через контейнер и заполняет пространство между твердыми частицами, образуя после твердения монолитный барьер, полностью предотвращающий поглощение промывочной жидкости в скважине. При разбуривании разрушается центральная часть пробки, а трещины остаются перекрытыми цементным камнем, что позволяет в дальнейшем бурить скважину без поглощений. Если с помощью наполнителей можно изолировать трещины не более 6 мм, то с помощью перекрывающих устройств можно изолировать поглощающие участки, представленные большими кавернами, трещинами и высокопроницаемыми породами.

Однако в этом случае необходимо точно знать местоположение и мощность зоны поглощения, что требует дополнительных затрат времени и средств на проведение исследовательских работ. Поэтому был предложен способ предотвращения потери циркуляции и водопроявления без тампонирования зоны осложнения (рис. 6.6). На долото 5 и нижнюю часть инструмента надевается непроницаемая оболочка 3, длина которой должна быть в два раза больше мощности зоны поглощения. Верхний конец мешка герметично присоединен к колонне бурильных труб с помощью металлического или резинового зажима 2. Бурильный инструмент с оболочкой спускается в скважину и по колонне труб закачивается глинистый раствор, который заполняет мешок и прижимает его к стенкам скважины. Бурение осуществляется через дно мешка, а существующий перепад давления между зоной поглощения и стволом скважины удерживает оболочку в необходимом положении. По всей длине мешка желательно располагать резиновые кольца или металлические зажимы, с тем, чтобы мешок плотно облегал колонну труб.

Диаметр мешка зависит от его качества. При использовании твердого материала диаметр мешка должен быть равен или несколько больше диаметра скважины в зоне поглощения. При использовании растягивающегося материала (например, резины) допускаются меньшие размеры. Глубина скважины ниже зоны поглощения не должна превышать половины мощности этой зоны. Мешок может выполняться из брезента, нейлона или лучше из пластика, изготовленного в виде пленки (из полиэтилена, полипропилена, полимеров и т. д.). Для предохранения нижней части мешка, расположенной под долотом, при спуске инструмента
в скважину применяются различные защитные приспособления, изготовленные из разбуриваемого материала. После бурения скважины через мешок можно спустить обсадную колонну. В таком положении мешок предотвратит уход цемента в процессе цементирования скважины.

Если после установки оболочки требуется спустить долото, то его размер выбирается на 6-13 мм меньше основного ствола. Долото снабжается специальным направляющим устройством, поддающимся разбуриванию, чтобы не повредить перекрывающую оболочку при прохождении через нее долота.

Использованная литература:

1. http://msd.com.ua/progressivnye-texnologii-sooruzheniya-skvazhin/borba-s-pogloshheniyami-promyvochnoj-zhidkosti/

2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=698048

3. http://vunivere.ru/work21867

4. https://cribs.me/burenie-skvazhin/osnovnye-vidy-oslozhnenii-prichiny-ikh-vozniknoveniya-i-mery-preduprezhdeniya