Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

1. МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус с осевым каналом и циркуляционными отверстиями,несущий ствол, втулку, установленную в осевом канале корпуса, и узел передачи вращения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества цементирования второй ступени обсадной колонны путем исключения ее изгиба, несущий ствол соединен с втулкой передвижным пружинньм 3 амком. 2.Муфта по п.1, отличающая с я тем, что пружинный замок выполнен в виде разрезного конусного кольца, втулка и ствол по сопрягаемым поверхностям выполнены с верхними и нижними конусными канавками, причем глубина конусных канавок втулки и нижней конусной канавки несущего ствола равна основанию разрезного конусного кольца, а глубина верхней конусной канавки несущего ствола равна половине его основания. I 3.Муфта по п. 1 , о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьпие (Л ния надежности работы устройства, узел передачи вращения выполнен фрикционным. 4.Муфта по п.1, отличающаяся тем, что узел передачи вращения вьиолнен конусным фрикционным .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 5ц Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482177/22-03 (22) 11.08.82 (46) 23.07.84. Бюл. и 27 (72) В.В. Сережников, А.Ф. Коваль и К.А. Шевченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1 Авторское свидетельство СССР

Ф 768941, кл. Е 21 В 33/14, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 874982, кл. Е 21 В 33/19, 1981 (прототип). (54)(57) 1. МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус с осевым каналом и циркуляционными отверстиями,несущий ствол, втулку, установленную в осевом канале корпуса, и узел передачи вращения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышенйя качества цементирования второй ступени обсадной колонны путем ис„,SU„„11 4241 A ключения ее изгиба, несущий ствол соединен с втулкой передвижным пружинным замком.

2. Муфта по п.1, о т л и ч а ю-. щ а я с я тем, что пружинный замок выполнен в виде разрезного конусного кольца, втулка и ствол по сопрягаемым поверхностям выполнены с верхними и нижними конусными канавками, причем глубина конусных канавок втулки и нижней конусной канавки несущего ствола равна основанию разрезного конусного кольца, а глубина верхней конусной канавки несущего ствола. равна половине его основания.

3. Муфта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, узел передачи вращения выполнен фрикционным.

4. Муфта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что узел передачи вращения выполнен конусным фрикционным.

1 11042

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для ступенчатого цементирования обсадных колонн.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащая корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущую колонну, узел передачи вращения от несущей колонны 10 корпусу, верхний и нижний переводники и цементировочные пробки (1) .

Недостатком устройства является то, что закрытие и герметизацию заливочных отверстий после окончания цементирования осуществляют путем разгрузки обсадной колонны, что может явиться причиной осложнений (негерметичность резьбовых соединений, непроходимость скважинных приборов и 2О т.п.) .

Наиболее близкой к изобретению является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с осевым каналом и 25 циркуляционными отверстиями, несущий строп, втулку, установленную в осевом канале корпуса и узел передачи вращения j2) .

Недостатками известного устройства являются необходимость герметизации устройства путем разгрузки второй ступени обсадной колонны, что приводит к осложнениям, отсутствие в устройстве узла, предотвращающего нару35 шения целостности обсадной колонны в случае внезапного заклинивания нижней ступени при цементировании ее с вращением.

Целью изобретения является повы- 40 шение качества цементирования второй ступени обсадной колонны путем исключения ее изгиба.

Втулка 9 имеет по наружной поверхности верхние и нижние. конусные канавки 11 и 12, а несущий ствол 6 на внутренней поверхности имеет верхние и нижние конусные канавки 13 и

14, причем канавки 11-13 имеют глубину, равную основанию разрезного конусного кольца, а канавка 14 — глубину, равную половине этого основания.

Во втулке 9 имеются циркуляционные отверстия 15,цилиндрическая проточка

16 и срезной пружинный фиксатор 17.

В нижней части корпуса имеется переводник 18 с посадочным седлом 19.

Корпус 1 выполнен с осевым каналом

20, в котором установлена втулка 9.

Устройство работает следующим образом.

Поставленная цель достигается тем, что в муфте для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающей корпус с осевым каналом и циркуляционными отверстиями, несущий ствол, втулку, установленную в осевом канале корпуса, и узел передачи вращения, несущий ствол соединен со втулкой передвижным пружинным замком.

При этом пружинный замок выполнен в виде разрезного конусного кольца, втулка и ствол по сопрягаемым поверхностям выполнены с верхними и нижними конусными канавками, причем глубина конусных канавок втулки и

41 х нижней конусной канавки несущего ствола равна основанию разрезного конусного кольца, а глубина верхней конусной канавки несущего ствола половине его основания.

Кроме того, с целью повышения надежности работы устройства узел передачи вращения выполнен фрикционным.

Причем узел передачи вращения выполнен конусным фрикционным.

На фиг.1 изображена предлагаемая муфта при установке в обсадной колонне, общий вид; на фиг.2 — то же, в момент открытия циркуляционных отверстий; на фиг.3 — то ".е, в момент смывки излишков цементного раствора первой ступени и закачки цементного раствора второй ступени, на фиг.4 то же, в момент окончания продавки второй ступени, на фиг.5 — то же, после окончания процесса цементирования второй ступени.

Муфта содержит корпус 1 с циркуляционными отверстиями 2 и цилиндрической проточкой 3.

Корпус 1 посредством штифта 4 и узла передачи вращения, выполненного в виде конусного фрикционного соединения 5, находится в зацеплении с несущим стволом 6, который через муфту 7 связан с обсадной колонной 8.

Втулка 9 связана с несущим стволом 6 посредством передвижного пружинного замка 10, выполненного в виде разрезного пружинного конусного кольца, причем средний диаметр кольца равен наружному диаметру втулки 9 и внутреннему диаметру несущего ствола 6 в месте их соединения.

1104241

В исходном положении муфта устанавливается. в заданном интервале об-садной колонны. После спуска обсадной колонны производится цементирование первой ступени с цементировочной 5 пробкой (не показана) .

Цементирование производится с вращением, при этом передача крутящего момента происходит через конусное фрикционное соединение 5. В 10 случае заклинивания первой ступени обсадной колонны крутящий момент вырастает до определенного заданного значения, после чего происходит проскальзывание конусных поверхностей, что позволяет избежать аварийных перегрузок обсадной колонны. В конце процесса продавки цементного раствора первой ступени цементировочная пробка садится на упорное 20 кольцо, установленное над башмаком обсадной колонны, что фиксируется повышением давления на устье. После этого производят разгрузку второй ступени обсадной колонны (фиг.2) . При 25 разгрузке происходит срезка штифта 4, и несущий ствол 6 смещается вниз, перемещая втулку 9 до тех пор, пока циркуляционные отверстия 15 втулки не совместятся посредством цилиндри- 40 ческой проточки 16 с циркуляционными отверстиями 2 корпуса. Этот момент характеризуется резким падением давления. Втулка 9 удерживается в нижнем положении срезным пружинным фиксатором 17, вошедшим в цилиндрическую проточку 3 корпуса.

Затем производят натяжение обсадной колонны до первоначального положения (фиг.3). При этом несущий 40 ствол 6 движется вверх относительно втулки 9, перемещает передвижной пружинный замок 10 иэ :., навки 13 в канавку 12 втулки 9.

В таком положении муфты производят смывку излишков цементного раствора второй ступени.

По окончании процесса продавки цементного раствора второй ступени верхняя цементировочная пробка (не показана) садится на посадочное седло 19 и перекрывает циркуляционные отверстия 15, что фиксируется повышением давления. После этого производят разгрузку обсадной колонны (фиг.4), а затем натяжение (фиг.5).

При разгрузке обсадной колонны 8, несущий ствол движется вниз, а передвижной пружинный замок 10 полностью утапливается в канавке 12, а затем входит в канавку 14 несущего ствола 6.

При последующем натяжении обсадной колонны передвижной пружинный замок 10 заклинивается между коническими поверхностями канавок 12 и

14, вследствие чего несущий ствол 6 и втулка 9 оказываются жестко связаны между собой. При дальнейшем движении несущего ствола вверх происходит срезка пружинного фиксатора 17 и перекрыв циркуляционных отверстий

2 втулкой 9.

Схватывание цементного раствора второй ступени происходит при натяжении обсадной колонны.

Применение предлагаемой муфты позволит исключить изгиб нижней части второй ступени обсадной колонны, что значительно повысит качество крепления скважин, а также исключит возможность нарушения целостности обсадной колонны в случае заклинивания первой ступени при цементировании ее с вращением.

1104241

1104241

1! 04241

Составитель В. Гришанов

Техред A.Бабинец Корректор А. Тявко

Редактор В. Данко

Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5175/22

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4