PL165257B1 - Sposób i urządzenie do uszczelniania otworu wiertniczego - Google Patents

Abstract

Urządzenie do uszczelniania otworu wiertniczego zawierające układ uszczelek połączonych z głowicą iniekcyjną, znamienne tym, że zawiera dwie rozprężne kształtowe uszczelki (5), współpracujące ze stożkowymi pierścieniami (6) połączonymi z przelotowymi siłownikami hydraulicznymi (7) dwustronnego działania.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do uszczelniania otworu wiertniczego przez zamknięcie za pomocą uszczelki strefy otworu i dokonanie iniekcji zamkniętej strefy.

Znany sposób polega na zamknięciu strefy otworu za pomocą uszczelki rozprężanej mechanicznie, dociskanej wielopunktowo do ścianek otwory wiertniczego, a następnie dokonaniu iniekcji strefy.

Stosowane są do tego celu rozprężne uszczelki typu oring, zimering, a także uszczelka mechaniczna typu paker.

Znane rozwiązania wymagają dokładnej obróbki uszczelniania powierzchni i małej tolerancji w geometrii uszczelniania. Typowe uszczelki nie spełniają swojego zadania w przypadku wielokrotnego uszczelniania rur, przykładowo stalowych. Znany sposób i urządzenia nie zapewniają również pełnego uszczelnienia otworów w skałach o nierównej, chropowatej bądź zowalizowanej powierzchni.

Celem wynalazku było wyeliminowanie niedogodności znanych rozwiązań i opracowanie sposobu i urządzenia gwarantujących pełne uszczelnienie otworu w każdych warunkach.

Istota wynalazku polega na tym, że zarówno rozprężania jak i cofnięcie uszczelki zamykającej strefę dokonuje się hydraulicznie, podając środek przewodami prowadzącymi z powierzchni do usytuowanej w otworze wietrniczym uszczelki. Środek podaje się elastycznymi przewodami, przy rozprężaniu uszczelki w jednym kierunku, a przy cofaniu uszczelki - w kierunku przeciwnym.

Urządzenie według wynalazku zawiera duże rozprężne kształtowe uszczelki współpracujące ze stożkowymi pierścieniami połączonymi z przelotowymi siłownikami hydraulicznymi dwustronnego działania. Siłowniki połączone są elastycznymi przewodami z pompą hydrauliczną. Urządzenie zamknięte jest z obu stron typowymi uszczelkami wargowymi zabezpieczającymi przed bezciśnieniowym wypływem iniektu.

Rozwiązanie według wynalazku gwarantuje pełne uszczelnienie otworu wiertniczego, nawet zowalizowanego lub o chropowatej powierzchni. Hydrauliczny docisk uszczelki daje jej szczelne przyleganie do ścianek otworu na całej powierzchni, bez względu na nierówności otworu. Uzyskane uruchomienie jest bardziej wytrzymałe w porównaniu ze stosowanymi

165 257 dotychczas; urządzenie wytrzymuje ciśnienie trzykrotnie wyższe od ciśnienia granicznego dla znanych uszczelek. Rozwiązanie według wynalazku można stosować w otworach wykonywanych bezpośrednio w skałach, bez konieczności jakiejkolwiek dokładniejszej obróbki otworu.

Przedmiot uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia otwór wiertniczy uszczelniany sposobem według wynalazku i fig. 2 - urządzenie według wynalazku w przekroju wzdłużnym.

Stosując sposób według wynalazku (fig.1), tak jak przy typowej metodzie uszczelniania iniekcyjnego, wprowadza się do otworu 1 urządzenie uszczelniające, zamyka się strefę otworu wiertniczego 1 a następnie dokonuje się iniekcji strefy korzystnie zaczynem iniekcyjnym. W sposobie według wynalazku rozprężanie i cofanie uszczelek prowadzi się hydraulicznie. W tym celu układ uszczelek 5 połączony jest przewodami elastycznymi 2,3 z pompą hydrauliczną 11, przykładowo ręczną, usytuowaną na powierzchni. Po umieszczeniu urządzenia na odpowiedniej głębokości w otworze wiertniczym 1 podaje się elastycznym przewodem 2 środek hydrauliczny, który, poprzez zadziałanie siłowników hydraulicznych, powoduje rozprężenie uszczelek 5 i szczelne i wytrzymałe zamknięcie nimi strefy otworu wiertniczego 1. Następnie, iniektem podawanym sztywnym przewodem 12 z głowicy iniekcyjnej 13, dokonuje się iniekcji strefy. Po dokonaniu iniekcji cofa się uszczelki 5 podając środek hydrauliczny z pompy 11 przewodem 3, w kierunku przeciwnym niż przy rozprężaniu uszczelek 5.

Urządzenie według wynalazku (fig.2), uszczelniające otwór wiertniczy 1, zamocowane jest na sztywnym przewodzie 8, złożonym z odcinków dołączonych w miarę wprowadzania urządzenia do otworu wietmiczego 1. Przewód 8 połączony jest z dwoma przelotowymi siłownikami hydraulicznymi 7 dwustronnego działania. Siłowniki 7 łączą ze sobą odcinki przewodu 10 złączone łącznikami 9. Do komór siłowników 7 doprowadzone są z pompy hydraulicznej usytuowanej na powierzchni elastyczne przewody 2 i 3, którymi podawany jest środek hydrauliczny sterujący rozprężaniem i cofaniem kształtowych uszczelek 5. Z obu stron części przesuwne siłowników 7 połączone są ze stożkowymi pierścieniami 6 współpracującymi z kształtowymi uszczelkami 5. Przy podawaniu środka hydraulicznego przewodem 3 stożkowe części pierścieni 6 wsuwają się w wycięcia w kształtowych uszczelkach 5 powodując ich rozprężenie i docisk do ścianek otworu. Środek hydrauliczny wypływa w tym etapie przewodem

3. Po dokonaniu iniekcji, w celu cofnięcia uszczelek 5, środek hydrauliczny podaje się przewodem 3, a wypływa on przewodem 2. Z obu stron urządzenie jest zamknięte typowymi wargowymi uszczelkami 4 zabezpieczającymi przed bezciśnieniowym wypływem iniektu.

Urządzenie można z powodzeniem stosować wielokrotnie, uzyskując każdorazowo pełne i gwarantowane uszczelnienie otworu.

165 257

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób uszczelniania otworu wiertniczego poprzez zamknięcie za pomocą uszczelki strefy otworu i dokonanie iniekcji zamkniętej strefy, znamienny tym, że zarówno rozprężenia jak i cofnięcia uszczelki zamykającej strefę dokonuje się hydraulicznie, podając środek przewodami prowadzącymi z powierzchni do uszczelki.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środek hydrauliczny podaje się przewodami elastycznymi przy rozprężaniu uszczelki w jednym kierunku, zaś przy cofaniu uszczelki w kierunku przeciwnym.
3. 3. Urządzenie do uszczelniania otworu wiertniczego zawierające układ uszczelek połączonych z głowicą iniekcyjną, znamienne tym, że zawiera dwie rozprężne kształtowe uszczelki (5), współpracujące ze stożkowymi pierścieniami (6) połączonymi z przelotowymi siłownikami hydraulicznymi (7) dwustronnego działania.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że komory siłowników hydarulicznych (7) połączone są z pompą hydrauliczną (11) elastycznymi przewodami (2,3).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że zamknięte jest z obu stron typowymi uszczelkami wargowymi (4) zabezpieczającymi przed bezciśnieniowym wypływem iniektu.