Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5 ) Е 21 В 33 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ

Фиа. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3422000/22-03 (22) 14.04.82 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (72) A.Ä.Äåâÿòêîâ (71) Сибирский научно-исследовательс.кий институт нефтяной проьыапенности (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 578438; кл. Е 21 В 33/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 697693, кл. Е 21 В 33/14, 1978 (прототип). (54)(57) муфта для ступенчлтого

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащая цилиндрический корпус с впускными отверстиями и установленный снаружи него кожух с выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты полыми

„„SU„„1101543 А разрушаемыми пальцами с переходниками, в которых на срезных фиксаторах установлены пробки с возможностью их ограниченного перемещения в сторону кожуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ь работе, она снабжена вибраторами гидравлического действия, установленными на пробках со стороны разрушаемых пальцев, срезные фикса— торы выполнены ь виде отдельных элементов и установлены в совмещенных кольцевых канавках, выполненных на переходнике и пробке, а пробки с этой же стороны выполнены с торцовыми сегментными выемками на глубину-установки ь них срезных фиксаторов.

1101543

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементировання.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащая двухстенный цилиндрический корпус с впускными отверстиями и фильтрующую кольцевую перегородку $1).

Недостатком этого устройства является невысокая надежность его работы при: цементировании скважин с крупноразмерными наполнителями.

Наиболее близким к изобретению является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащая цилиндрический корпус с впускными отверстиями и установленный снаружи него кожух с выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, в которых на ареэных фиксаторах установлены пробки с возможностью их ограниченного перемещения в сторону кожуха f23.

Недостатком известного устройства является трудность открытия впускных отверстий из-эа недостаточно надежного выхода пробок, перекрываю. щих эти отверстия. Фиксатор, выполненный например, в виде пружинного кольца подвержен, кроме энакопеременных срезающих и сжимающих усилий, знакопеременным изгибающим моментам с плечом не менее глубины канавки, в которой находится фиксатор.

Наибольшая величина изгибакицего момента возникает во время слома удерживающего кольца. фиксатор в результате этих нагрузок теряет форму, в связи с ограниченностью толщины стенки корпуса, в которой. становлены фиксаторы и пробки и, как следствие, ограниченностью перемещения пробки последняя может быть эаклинена.

Цель изобретения — повышение надежности муфты в работе.

Поставленная цель достигается тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащая цилиндрический корпус с впускными отверстиями и установленный снаружи него кожух с выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцамн с переходниками, в которых на срезных фиксаторах установлены пробки с возможностью их ограниченного перемещения в сторону кожуха, снабжена вибраторами гидравлического действия, установленными на пробках со стороны разрушаемых пальцев, срезные фиксаторы выполнены в виде отдельных элементов и установлены в совмещенных кольцевых канавках, выполненных на переходнике и пробке, а пробки с этой же стороны выполнены с торцовыми сегментными выемками на глубину установки в них среэных фиксаторов.

На фиг. 1 изображена муфта, общий вид; на фиг. 2 — узел E на фиг..1; на фиг. 3 — вид A на фиг. 2;на

5 фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2.

Муфта для .ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из цилиндрического корпуса 1 и установленного снаружи него кожуха 2, который может быть выполнен, например, в вида закрепленных на корпусе продольных секций. Полость (или полости) между корпусом и кожухом разделена поперечной перегородкой

3 с фильтрами 4 и центральным каналом 5, имеющим гнездо 6 под эапорный элемент 7. В корпусе 1, ниже перегородки 3, имеется впускное отверстие 8, перекрытое пробкой 9 и полым разрушаемым пальцем 10, а в секции

20 выше перегородки 3 имеется выпускное отверстие 11, Запорный элемент

7, выполненный в виде шара, закреплен и герметизирован фиксатором 12 над выпускным отверстием 11. Участок

25 полости 13 над запорным элементом

7 сообщен отверстием 14 с затрубным пространством. Впускные отверстия

8 в корпусе 1, выполненные в виде переходника 15, имеющего, например

3Q упор 16, перекрыты пробкой 9 с герметизирующим уплотнением 17. Пробка

9 с одного торца имеет гидравлический вибратор 18, а с другого — сегментную выемку 19, сообщенную с канавками 20 и 21, в которых распо.ложен срезной фиксатор 22, выполненный в виде отдельных элементов

23.

Устройство работает следующим образом.

Муфту свинчивают с обсадными трубами и устанавливают в скважине в нижней части интервала, цементируемо. го второй ступенью. Продавочная пробка первой ступени цементирования

45 разрушает полые пальцы 10, но пробки

9 находятся во впускных отверстиях

8 и удерживаются срезным фиксатором

22. В конце движения продавочной пробки, когда еще цементирование

5О первой ступени не закончено, в обсадной колонне создают определенное технологией максимальное давление, обеспечивающее срезание фиксаторов

22. После срезания фиксаторов 22 пробка 9 перемещается до упора 16 переходника 15 и останавливается.

Остаток цементного раствора первой ступени после разрушения пальцев

10 и срезания фиксаторов 22, продолжая двигаться обсадной колонне, воздействует на гидравлический вибратор 18 и создает вибрацию, пере- . дающуюся непосредственно пробке 9, у которой в канавке 20 находятся остатки (половинки) фиксатора 22. Остатки

Я срезанного фиксатора 22 (остатки от1101543

@us. 2

Е-б (Риг.,7

49о 4

3 дельных его частей 23 )от вибрации пробки 9 легко и полностью удаляются из канавок 20 и не тормозят пробку

9 при ее дальнейшем движении в колонное пространство. После получения сигнала "Стоп" (окончания цементиро- 5: вания первой ступени ) давление внутри колонны сбрасывают до минимума,и пробка 9 беспрепятственно выдавлива- ется из впускного отверстия 8 внутрь колонны давлением затрубного про- щ странства. После удаления пробок

9 из впускных отверстий 8 осуществляют цементирование второй ступени, продавливая цементный раствор в затрубное пространство через открытые впускные 8 и выпускные 11 отверстия. После окончания цементироьания второй ступени и снижения давления в обсадной колонне запорный шар 7 небольшим количеством цементного раствора, поступающим из-за коленного пространства, извлекается из фиксатора 12 и перекрывает канал 5 в перегородке 3 происходит уплотнение и обезвоживание цементного раствора на фильтрах

4, что при водит к образованию внутри полости или полостей между корпусом и кожухом цементного камня повышенной прочности, т.е.закрытию отверстий в муфте и герметизации обсадной колонны.

Экономический эффект от применения муфты достигается повышением надежности ее срабатывания за счет увеличения надежности открытия впускных отверстий без увеличения габаритов устройства.

ВНИИПИ Заказ 4735/19

Тираж 565 Подписное

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