Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

1 .МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОЬСАДНЫХ КОЛОНН,включающая корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку , установленную в осевом канале корпуса, контейнер, перекрывающую пробку и упорные шары, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности закрытия циркуляционных отверстий, контейнер выполнен в виде стакана с эластичным уплотнительным элементом на его боковой поверхности и радиальнЕлмн отверстиями ниже уплотнительного элемента,выполненными с возможностью гидравлического сообщения с циркуляционными отверстиями .корпуса и кожуха, а упорные шары установлены с возможностью фиксации ими посадочной втулки относительно Ф корпуса. со о 00 У1 г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1 1 ) 3(51) Е 21 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482128/22-03 (22) 11.08.82 (46) 07,05.84. Бюл. У 17 (72) B.Â.Сережников, A.Ô.Kîâàëü, К ° A.Øåâ÷åíêo, A.Н.Мельничук, И .В.Äåéíåêà, Н .С .Дякив и М.С.Гаевой (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым pacтворам "ВНИикрнефть" (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 599053, кл. Е 21 В 33/14, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 763581, кл. Е 21 В 33/14, 1976 (прототип) . (54) (57) 1.МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом канале корпуса, контейнер, перекрывающую пробку и упорные шары, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности закрытия циркуляционных отверстий, контейнер выполнен в виде стакана с эластичным уплотнительным элементом на его боковой поверхности и радиальными отверстиями ниже уплотнительного элемента, выполненными с возможностью гидравлического сообщения с циркуляционными отверстиями .корпуса и кожуха, а упорные шары установлены с возможностью фиксации ими посадочной втулки относительно корпуса.

1090852

2. Муфта по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что контейнер выполнен в ниде двух втулок с телескопиИзобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементиронания.

Известно устройстно двухступенчатого цементирования скважин, содержащее корпус, дифференциальную втулку, срезной элемент,шар и цементироночную пробку fl), Недостатком указанного устройства 1О является необходимость проталкивании цементировочной пробки до башмака обсадной колонны насосно-компрессорными или бурильными трубами с целью освобождения внутреннего сечения 15 колонны после окончания процесса цементиронания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, 20 включающее патрубок и внутреннюю гильзу с заливочными отверстиями на них, посадочное седла, контейнер ° и продавочную пробку (2).

Недостатком известного устройства .является его низкая надежность из-за необходимости вращения и движения

Ьбсадной колонны в осевом напранле1 нии с целью закрытия заливочных отверстий и герметизации устройства что не всегда удается осуществить ЗО из-за возможности прихвата обсадной колонны выше устройства н открытом стволе скважины.

Целью изобретения является повышение надежности закрытия циркуля- 35 ционных отверстий.

Поставленная цель достигается тем, что в муфте для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающей корпус и кожух с циркуляцион- 4g ными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом канале корпуса контейнер, перекрывающую пробку и упорные шары, контейнер выполнен в виде стакана,с эластичным уплотнительным элементо 1 íà его боковой поверхности и радиальными отверстиями ниже уплотнительного элемента, выполненными с возможностью гидравлического сообщения с циркуляционными отверстиями корпуса и кожуха, а упорные шары установлены с воэможностью фиксации ими посадочной втулки относительно корпуса.

Кроме того, контейнер выполнен в виде двух втулок с телескопическим 55 ческим соединением, а уплотнительный элемент размещен в телескопичес. ком соединении. соединением, а уплотнительный элемент размещен в телескопическом соединении °

На фиг. 1 изображено устройство н исходном положении, общий вид; на фиг. 2 — то же, после цементирования первой ступени и открытия циркуляционных отверстий; на фиг. 3 — то же, в момент окончания проданки второй ступени и посадки цементировочной пробки в контейнер; на фиг. 4 — то же, после окончания процесса цементирования скважины; на фиг. 5 — контейнер, общий вид.

Устройство (фиг.1 и 2) содержит корпус 1 и кожух 2 с циркуляционными отверстиями 3 и дополнительными отверстиями 4, выполненными н кожухе: коаксиально расположенные посадочную втулку 5, установленную н осевом канале корпуса 1 дифференциальную втулку 6, ограничительную втулку 7, нажимную втулку 8, уплотнительный элемент 9 из эластичного материала. Посадочная втулка 5 удерживается относительно корпуса 1 упорными шарами 10. Устройство содержит также упорную втулку 11, сбра"ываемую перекрывающую пробку

12 и контейнер 13.

Корпус 1 и втулки б и 7 имеют кольцевые уплотнительные элементы

14, обеспечивающие герметичность устройства.

Корпус 1 имеет дополнительные отверстия 15 и конические отверстия

16 под упорные шары 10, стопорное кольцо 17. Дифференциальная втулка 6, имеющая возможность перемещаться в кольцевой полости между корпусом и кожухом, фиксируется относительно корпуса срезными элементами 18.

Нажимная втулка 8 телескопически взаимодействует ограничительной стулкой 7, торцом поджимает уплотнительный элемент 9 и фиксируется срезными элементами 19 относительно переводника.

Посадочная втулка 5 имеет на наружной поверхности кольцевую канавку под упорные шары 10, а на

:внутренней поверхности — конусное седло для посадки контейнера 13.

Сбрасываемый контейнер 13 выполнен zl виде стакана, состоящего из двух коаксиально размещенных вту1090852 лок 20 и 21, телескопически взаимодействующих между собой, соединенных, штифтами 22, и эластичного уплотнительного элемента 23, размещенного в телескопическом соединении втулок

20 и 21, Нижняя часть втулки 21 выполнена a виде конусной пробки 24, выше которой в нем имеются радиальные отверстия 25 °

Устройство работает следующим образом.

9 положении, показанном на фиг ° 1, оно устанавливается в обсадной колон не в заданном интервале, После окончания спуска обсадной колонны про-. изводится цементирование первой ступени в обычном порядке с применением эластичной цементировочной верхней пробки (не показана).

При посадке цементировочной пробки на упорное кольцо стоп, установленное в нижней части обсадной колонны, под действием избыточного давления на дифференциальную втулку

6 срезаются элементы 18 и втулка б перемещается вверх до упора, при этом открываются циркуляционные . отверстия 3, о чем свидетельствует резкое падение давления в обсадной колонне.

Ь процессе промывки ствола скважи. ны от излишков цементного раствора первой ступени в колонну сбрасывают контейнер 13, который под действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до момента посадки конусной пробки 24 в седло посадочной втулки 5.

При этом перекрывается внутреннее сечение устройства ниже циркуляционных отверстий, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через отверстия 25 и 3 (фиг. 1 и 2).

После выдержки технологически необходимого интервала времени приступают к закачке цементного раствора второй ступени. После закачки расчетного объема цементного раствора в колонну бросают пробку 12 (фнг.3) .

Б момент окончания продавки цемент5 ного раствора второй ступени пробка 12 садится на контейнер 13, при этом прекращается циркуляция и начинает расти давление внутри колонны.

Давление продолжают повышать, при этом происходит распакеровка эластич ного уплотнительногQ элемента 23, а пробка 12 начинает входи †в контейнер 13. При полной посадке пробки

12 в контейнер 13 ее движение останавливается, и этот момент отмечается резким повышением давления.

При возрастании давдения до расо четной величины происходит срез эле.ментов 19, Корпус 1 (фиг. 3 и. 4) перемещается вниз до упора вместе с дифференциальной втулкой б и контей. нером 13 с сидящей внутри контейнера пробкой 12.

Б процессе этого перемещения происходит перекрытие циркуляционных отверстий 3 дифференциальной втулкой б, выключение упорных шаров 10 и восстановление эластичных уплотнительных элементов 9 и 23 до своих первоначальных размеров, а освободившийся контейнер 13 с запрессованной внутрь перекрывающей пробкой 12 и посадочной втулкой 5 свободно подают на забой скважины, 35 Предлагаемое устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн позволяет повысить на. дежность работы устройства за счет замены процесса управления закрыти4р ем и герметизацией устройства с помощью движения обсадной колонны на процесс управления закрытием и гер-, метизацией устройства давлением через специальную пробку — пакер контейнер.

ВНИИПИ Заказ 3032/ ЗО

Тираж 564 Подпи сное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,ул.Проектная,4