16.5 Тампонажный снаряд при бурении комплексами сск (сот)

При использовании комплексов ССК важным условием успешного бурения является сохранение диаметра скважины, обеспечение бесперебойного выхода промывочной жидкости на поверхность и оперативное устранение возникающих в процессе бурения ее потерь. Эффективным способов закрепления неустойчивых или трещиноватых горизонтов, а также ликвидации поглощений промывочной жидкости является применение быстросхватывающихся смесей (БСС), получаемых на поверхности или непосредственно в обрабатываемом интервале. С этой целью в ВИТР на базе комплекса ССК-59 разработаны снаряды для оперативного тампонирования СОТ-59 и СОТ-59М, которые относятся к технологическому инструменту.

СОТ-59 предназначен для проведения изоляционных работ в процессе бурения скважин снарядами со съемными керноприемниками (ССК) глубиной до 1200 м без подъема бурильной колонны на дневную поверхность и без применения дополнительного наземного оборудования. Область применения СОТ-59 – крепление горных пород VI - IX категорий по буримости (ρ_м = 6,4 34 по ОСТ 41-89 – 74), характеризующихся неустойчивостью в стенках скважины, а также крепление трещиноватых горизонтов, поглощающих промывочную жидкость. СОТ-59 спроектирован и изготовлен в соответствии с требованиями параметрического ряда СЭВ на базе серийно выпускаемого комплекса ССК-59 и относится к технологическому инструменту, в котором контейнерными трубами являются трубы по ГОСТ 8734-75.

Техническая характеристика СОТ-59

СОТ-59 (рис. 2.1) состоит из корпуса (наружной части), деталей, расположенных внутри него, сменных частей и комплекта вспомогательного инструмента. Корпус состоит из узла захвата, контейнерных труб, шарнирно-эластичного соединения и пакерно-смесительного узла.

Рис. 8.1. Снаряд оперативного тампонирования СОТ-59:

а – общий вид по II варианту сборки; б – I вариант сборки; в – снаряд в рабочем положении.

1 – захватный грибок; 2, 4 и 26 штифты; 3 – рычаги; 5 – направляющая; 6 – пружина; 7 - уплотнительное кольцо; 8 и 10 – клапаны; 9 – седло; 11 – уплотнение; 12 – контейнерные трубы; 13 – полумуфта; 14 – герметизатор; 15 – хомут; 16 и 28 – кольца; 17 – пружинное кольцо; 18 – жиклер; 19 – пробка; 20 – втулка; 21 – смесительная камера; 22 – тросик; 23 – переходник; 24 – тяга; 25 – поршень; 27 – шарик; 29 – цилиндр; 30 – уплотнитель; 31 – груз; 32 – полиэтиленовая пленка; 33 – резиновые кольца; 34 – бурильная труба; 35 – коронка.

Узел захвата предназначен для транспортировке снаряда по бурильной колонне и состоит из захватного грибка 1 и направляющей 5. Внутри направляющей 5 расположены подпружиненный клапан 8 с рычагами 3, седло 9 и перепускной клапан 10 с уплотнением 11. Контейнерные трубы 12 предназначены для размещения в них тампонирующей смеси или составных ее компонентов.

Рис. 8.2. Комплект вспомогательного инструмента к СОТ-59.

а – хомут (1 – основание, 2 – проушина); б – переходник; в – пробка-муфта; г – воронка; д – пружинный ключ.

Шарнирно-эластичное соединение предназначено для сращивания контейнерных труб и обеспечения беспрепятственного их прохождения по бурильной колонне и состоит из двух полумуфт 13, герметизатора 14, хомута 15, колец 16 и колец пружинных 17.

Пакерно-смесительный узел предназначен для гидроизоляции затрубного пространства от проникновения закачиваемой под давлением тампонирующей смеси выше обрабатываемого интервала и смешения составляющих ее компонентов. Наружная часть его состоит из переходника 23 и цилиндра 29. Внутри переходника 23 расположены жиклер 18, втулка 20 со смесительной камерой 21 и пробка 19. Внутри цилиндра 29 уложены уплотнитель 30, запрессованный вместе с поршнем 25, и тяга 24. Внутри уплотнителя 30 помещается шарик 27. Пробка 19 соединена с тягой 24 с помощью тросика 22.

Сменные части включают в себя жиклер 18 и пробку 19, позволяющие выполнить два варианта сборки СОТ-59,применение которых обеспечивает возможность проведения изоляционных работ в зонах с различной мощностью и интенсивностью поглощения.:

I вариант – снаряд без жиклера 18 и пробки 19 (см. рис. 2.1) – при изоляции небольших по мощности зон с малой интенсивностью поглощения (1-5 м³/ч);

II вариант – снаряд с жиклером 18 и пробкой 19 (см. рис. ) – при изоляции мощных зон с большой интенсивностью поглощения.

Каждый из вариантов (модификаций) сборки может быть использован, а при необходимости заменен в зависимости от геологических условий в скважине (путем перестановки – втулки 20) на другой без подъема бурильной колонны на поверхность.

В комплект вспомогательного инструмента входят переходник, хомут, пробка-муфта, воронка и пружинный ключ. Переходник (рис. .) используется с керноприемными трубами ССК-59, которые могут применяться в качестве контейнерных (в комплект поставки СОТ-59 не входят). Хомут (рис. ) предназначен для удержания контейнерных труб на устье скважины во время спуско-подъемных операций. Пробка-муфта (рис. .... ) используется при проведение спуско-подъемных операций с контейнерными трубами. Воронка (рис. ) используется при заливке контейнерных (бурильных) труб тампонажными материалами. Пружинный ключ (рис. ) предназначен для извлечения седла 9 и втулки 20 (см. рис. )во время разборки СОТ-59. Эффективность использования СОТ-59 зависит от наличия специальных устройств и конструктивных особенностей отдельных узлов, позволяющих увеличить объем доставки быстросхватывающихся смесей (БСС) в зону осложненеия в результате:

- использования шарнирно-эластичных соединений для наращивания контейнерных труб при доставке готовой БСС (I вариант сборки);

- применения жиклера и пробки при приготовлении БСС в смесительной камере непосредственно в зоне осложнения (II вариант сборки);

- наличие уплотнителя, позволяющего герметично перекрывать затрубное пространство от проникновения БСС выше обрабатываемого интервала, а также разобщающего устройства, устанавливаемого в стволе скважины ниже обрабатываемого интервала.

При подготовке нового снаряда СОТ-59 к работе и перед каждым последующим спуском его в скважину необходимо посредством полной или частичной разборки, а также специальных проверок убедиться в нормальной работе узлов. так, необходимо проверить (см. рис. 8.1):

1) правильную укладку уплотнителя 30 в цилиндр 29;

2) регулировку клапана 8 (клапан должен быть закрыт);

3) состояние тросика 22 и его заделку;

4) состояние всех резинотехнических деталей;

5) состояние полиэтиленовой пленки 32 на грузе 31 (пленка не должна быть порвана на торце груза и плотно обжата резиновыми кольцами 33);

6) наличие шарика 27 в уплотнителе 30.

При работе со снарядом по I варианту сборки необходимо (см. рис. 8.1,б):

– удалить жиклер 18;

– закрыть в переходнике 23 отверстия путем переворота – перестановки втулки 20;

– открыть у втулки 20 центральное отверстие, удалив пробку 19.

В случае применения снаряда по II варианту сборки необходимо (см. рис. 8.1, а):

– открыть отверстия в переходнике 23 путем переворота – перестановки втулки 20;

– установить жиклер 18 и пробку 19.

Перед спуском рекомендуется произвести проверку кривизны контейнерных труб: кривизна не должна превышать 1,5 мм/м.

Перед спуском снаряда в скважину необходимо заполнить контейнерные трубы тампонирующей смесью, для чего необходимо:

– установить на устье скважины хомут (см. рис. 8.2, а);

– соединить пробку-муфту (см. рис. 8.2, в) с контейнерной трубой и поднять ее на элеваторе;

– направить контейнерную трубу в отверстие хомута и зафиксировать ее хомутом в положении, удобном для наполнения тампонирующей смесью;

– наполнить контейнерную трубу тампонирующей смесью, используя воронку (см. рис. 8.2, г).

Число контейнерных труб регулируется количеством тампонирующей смеси, необходимой для изоляции зоны осложнения. сращивание контейнерных труб производится с помощью шарнирно-эластичных соединений.

После наполнения контейнерных труб к последней из них присоединяется узел захвата.

Спуск СОТ-59 в сухих скважинах осуществляется на овершоте (см. рис. 8.1), при этом груз 31 надевается на захватный грибок 1 на поверхности. В остальных случаях спуск СОТ-59 осуществляется под собственным весом, а груз 31 не надевается на захватный грибок.

Время установки СОТ-59 на коронку при спуске под собственным весом намного меньше времени дохождения керноприемника ССК-59 при аналогичных глубинах скважины; при транспортировке СОТ-59 потоком промывочной жидкости моментом остановки является возрастание давления на манометре насоса.