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 3увеличи­вается 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