Способ манжетного тампонирования фильтровой колонны геотехнологической скважины и устройство для его осуществления

(51) 21 33/16 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ особенностью которых является применение пластмассовых обсадных труб и сравнительно небольшие интервалы тампонирования последних. Способ манжетного тампонирования фильтровой колонны геотехнологической скважины осуществляет равномерное и надежное тампонирование за счет того, что спуск фильтра осуществляется с доливом тампонажного раствора внутрь обсадной колонны, далее происходит установка фильтра против продуктивного пласта и в конце происходит спуск ударника на высокоскоростной лебедке. Устройство исключает попадание цементного раствора в прифильтровую зону скважины,обеспечивает высокое качество тампонирования,равномерное распределение тампонажной смеси за обсадной колонной за счет того, что в нижней части обсадной колонны выполнены радиальные каналы,закрытые пробками,выполненными с возможностью освобождения указанных каналов при определенном давлении.(72) Макаров Александр Анатольевич Федоров Борис Владимирович Сушко Сергей Михайлович Шеметов Дмитрий Валерьевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ МАНЖЕТНОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ ФИЛЬТРОВОЙ КОЛОННЫ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам и устройствам для тампонирования геотехнологических скважин,отличительной 22930 Изобретение относится к способам и устройствам для тампонирования геотехнологических скважин,отличительной особенностью которых является применение пластмассовых обсадных труб и сравнительно небольшие интервалы тампонирования последних. Известно также устройство Б.В.Федоров. Бурение скважин. Алматы изд. центр КазНТУ,2002, стр. 169-171 для тампонирования больших интервалов затрубного пространства скважин с помощью двух пробок. Устройство включает обсадную колонну, цементировочную головку для подвода тампонажного раствора и продавочной жидкости, верхнюю и нижнюю пробку, причем последняя снабжена каналом с перегородкой разрушаемой при повышении давления продавочной жидкости. Нижняя часть обсадной колонны снабжена ограничительным кольцом,препятствующим перемещению нижней пробки,направляющей пробкой и обратным клапаном. Недостатком устройства является сложность конструкции и ее большая металлоемкость,вызванная необходимостью тампонирования значительных по длине интервалов затрубного пространства. Известно устройство Сергиенко И.А., Мосеев А.Ф., Бочко Э.А. Бурение и оборудования геотехнологических скважин. М.Недра, 1984, с. 107 для тампонирования геотехнологических скважин,включающее обсадную пластмассовых труб с фильтром и колонну насосно-компрессорных (или бурильных) труб, опущенных в кольцевое пространство между скважиной и упомянутой обсадной колонной. На приведенном устройстве Сергиенко И.А.,Мосеев А.Ф., Бочко Э.А. Бурение и оборудования геотехнологических скважин. М.Недра, 1984, с. 107 реализуется следующий способ тампонирования тампонажная смесь подается по колонне насоснокомпрессорных труб,заполняя кольцевое пространство. Изоляция фильтра, от поступления тампонажной смеси достигается либо установкой манжеты на обсадной колонне, либо, при гравийной обсыпке фильтра - засыпкой гравия в кольцевое пространство на 5-10 м выше кровли продуктивного пласта. Недостатком указанного способа является необходимость бурения скважины большого диаметра для размещения не только эксплуатационной колонны, но и вспомогательной колонны для доставки тампонажной смеси, а также невысокое качество тампонирования. Недостатком такого устройства является размещение фильтра на эксплуатационной колонне,что означает невозможность его замены при ремонте. Задачей предлагаемой изобретением является разработка способа манжетного тампонирования фильтровой колонны и устройства для его осуществления,позволяющих упростить конструкцию устройства и обеспечить повышение качества герметизации при тампонировании 2 небольших интервалов затрубного пространства скважин. Задача устройства исключить попадание цементного раствора в прифильтровую зону скважины,обеспечить высокое качество тампонирования,равномерное распределение тампонажной смеси за обсадной колонной. Технический результат способа, достигается за счет того, спуск фильтра осуществляется с доливом тампонажного раствора внутрь обсадной колонны,далее происходит установка фильтра против продуктивного пласта и в конце происходит спуск ударника на высокоскоростной лебедке. Технический результат устройства, достигается за счет того, что в обсадной колонне, оснащенной цементировочной головкой, размещена пробкастакан, необходимый объем тампонажной смеси и переходник с внутренней перегородкой,закрывающий нижний торец упомянутой колонны в нижней части обсадной колонны выполнены радиальные каналы,закрытые пробками,выполненными с возможностью освобождения указанных каналов, внутри обсадной колонны закреплена кольцевая втулка,имеющая возможность осевого перемещения и перекрытия упомянутых радиальных каналов. Данный способ равномерно распределяет тампонажную смесь в затрубном пространстве,уменьшает время тампонирования скважины. Предлагаемое устройство исключает попадания тампонажной смеси в прифильтровую зону скважины,обеспечивает высокое качество тампонирования и равномерное распределение тампонажной смеси за обсадной колонной. Способ манжетного тампонирования реализуется в устройстве, которое поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для манжетного тампонирования. Предлагаемое устройство состоит из фильтровой колонны 1, внутри которой перемещаться пробкастакан 13 с внутренней перегородкой 15, нижний торец закрыт переходником 6, имеющий во внутренней полости перегородку 7, выше переходника выполнены четыре радиальных отверстия, закрытые пробками 8, которые удерживаются от выпадения натянутой вкруговую нитью 9. Внутри обсадной колонны размещена втулка 10, удерживаемая от осевого перемещения штифтами 11. Для подачи тампонажного раствора используется цементировочная головка 16. Для продавки тампонажной смеси используется продавочная жидкость 14. Герметизация от тампонажной смеси 12 надфильтровой части осуществляется с помощью манжеты 4, которая удерживается на обсадной колонне хомутом 5,находящийся выше фильтра 3 и отстойника 2. Способ манжетного тампонирования фильтровой колонны геотехнологической скважины реализуется следующим образом фильтровая колонна с последовательно установленными отстойником,фильтром и устройством для тампонирования опускается в скважину на глубину цементирования,одновременно с доливом тампонажного раствора в 22930 колонну, затем в обсадную колонну опускается пробка-стакан, после чего сверху закачивается под давлением продавочная жидкость, которая в свою очередь давит на пробку-стакан, выдавливающую тампонажную смесь в затрубное пространство тем самым, герметизируя надфильтровое пространство. После затвердевания тампонажного раствора разрушаются внутренние перегородки. Для осуществления данного способа применяется тампонажная смесь с параметрами плотность тр 1300 кг/м 3 динамическое напряжение сдвига 0 тр 10 Па пластическая вязкость 30 МПас. Глинистый раствор (продавочная жидкость) с параметрами плотность тр 1120 кг/м 3 динамическое напряжение сдвига 0 тр 6 Па пластическая вязкость тр 20 МПас. Интервал цементирования равный - 40 м объем цементного раствора ц подлежащего закачке в скважину равен - 0,522 м 3. Давление действующее на пробку-стакан для прокачки тампонажного раствора равно от насоса НБ-32, объемная подача - 50-70 л/с, наибольшее давление 4 МПа. Устройство для манжетного тампонирования фильтровой колонны работает следующим образом фильтровая колонна 1 опускается в скважину, на нижнем конце которой установлен отстойник 2,фильтр 3, упираясь в стенки скважины манжетой 4 закрепленной на колонне хомутами 5, затем установлен цементировочный узел с помощью переходника 6, который состоит из перегородки 7 радиальных отверстий закрытых пробками 8 удерживаемая от выпадения стяжной нитью 9, после чего установлена втулка 10 закрепленная штифтами 11. Затем в колонну заливается необходимый объем тампонажной смеси 12 и сверху устанавливается пробка-стакан 13,после чего заливается продавочная жидкость 14. Продавливанием продавочной жидкости 14 пробка стакан 13 движется вниз оказывая давление на тампонажную смесь 12, под давлением тампонажной смеси 12 разрывается стяжная нить 9 и пробки 8 освобождают отверстия в стенке колонны, через которые под давлением тампонажная выдавливается в затрубное пространство до тех пор пока пробкастакан 13 не совместиться с втулкой 10 и перекроет отверстия для выдавливания тампонажной смеси. В таком положении цементировочный узел остается до затвердевания тампонажной смеси. Перед освоением продуктивного пласта перегородки цементировочного узла разбиваются с помощью ударника. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ манжетного тампонирования фильтровой колонны геотехнологической скважины,заключающийся в герметизации затрубного пространства, отличающийся тем, что спуск фильтровой колонны осуществляют одновременно с доливом тампонажного раствора внутрь основных неметаллических труб, после затвердевания раствора, разрушают внутренние перегородки. 2. Устройство для тампонирования, содержащее разобщающуюся манжету, обсадную колонну и цементировочную головку, отличающееся тем, что дополнительно установлен переходник с внутренней перегородкой на нижнем торце обсадной колонны, а верхней части обсадной колонны размещена пробкастакан, между ними размещается тампонажная смесь расчетного объема, в нижней призабойной части обсадной колонны имеются радиальные каналы, закрытые заглушками, с возможностью освобождения,внутри колонны размещена кольцевая втулка, имеющая возможность осевого перемещения к нижней части обсадной колонны.