Устройство для обратного цементирования скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающее корпус с осевым каналом и втулку с толкателем, выполненным из термочувствительного материала, отличающееся тем, что, с целью уменьшения количества цемента, поступающе-го в обсадную колонну, за счет снижения инерционного эффекта термочувствительных элементов и возможности своевременного срабатывания устройства , оно снабжено дополнительным толкателем из термочувствительного материала и жестко связаннь1м с ним запорным органом, размещенным в корпусе и перекрьшающим его осевой канал, а втулка выполнена с посадочным седлом под запорный орган и размещена в осевом канале корпуса, причем толкатели выполнены в виде пружин, закрепленных на корпусе с возможностью встречного относительного перемещения втулки и запорного органа, а корпус выполнен (Л с обводными каналами, сообщенными с осевым каналом корпуса выше и йиже запорного органа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) Е 21 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СИ1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3602221/22-03 (22) 03.06.83 (46) 15.09.84. Бюл. В 34 (72) А.И.Абдулзаде, P.A.Абдулзаде, Ш,Х.Джанмамедов и Ф.A.Абдулзаде (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Патент C11IA Ф 2168735, кл. 166-26, 1942.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3295822/03, кл. Е 21 В 17/00, 1982 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающее корпус с осевым каналом и втулку с толкателем, выполненным иэ термочувствительного материала, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью умень„„Я0„„111 518 А шения количества цемента, поступающего в обсадную колонну, эа счет снижения инерционного эффекта термочувствительных элементов и возможности своевременного срабатывания ус.тройства, оно снабжено дополнительным толкателем из термочувствительного материала и жестко связанным с ним запорным органом, размещенным в корпусе и перекрывающим его осевой канал, а втулка выполнена с посадочным седлом под запорный орган и размещена в осе" вом канале корпуса, причем толкатели выполнены в виде пружин, закрепленных на корпусе с воэможностью встречного относительного перемещения втулки и 9 запорного органа, а корпус выполнен с обводными каналами, сообщенными с осевым каналом корпуса выше и йиже запорного органа.

518

Ф 1113

Изобретение относится к технике крепления нефтегазовых скважин, а именно к устройствам для их цементи.рования.

Известно устройство для обратного цементирования скважин, содержащее корпус с цементировочным отверстием и элемент временного перекрытия цементировочных отверстий ".1I.

Недостатком устройства является 10 низкая надежность его применения при обратном цементировании скважин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обратного цементирования скважин, включающее кор- 15 пус с осевым каналом и втулку с толкателем, выполненным из термочувстви-. тельного материала (2).

Недостатком известного устройства является сложность конструктивного исполнения. Устройство предназначено для обратного цементирования верхней секции обсадных колонн при двухступенчатом цементировании скважин и по своему конструктивному назначению не д5 может быть применено для цементирования башмака обсадных колонн. Кроме того, эа счет инерционного эффекта (запаздывания срабатывания) в обсад" ную колонну поступает значительное количество цемента, что требует дополнительных затрат времени на последующее разбуривание цементного стакана до необходимой величины.

Цель изобретения — уменьшение ко35 личества цемента, поступающего в обсадную колонну, за счет снижения инерционного эффекта термочувствительных элементов и возможности своевременного срабатывания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обратного цементирования скважин, включающее корпус с осевым каналом и втулку. с толкателем, выполненным из термочувствитель45 ного материала, снабжено дополнительным толкателем из термочувствительного материала и жестко связанным с ним запорным органом, размещенным в корпусе и перекрывающим его осевой ка50 нал, а втулка выполнена с посадочным седлом под запорный орган и размещена в осевом канале корпуса, причем толкатели выполнены в форме пружин, закрепленных на корпусе с возможностью

55 встречного относительного перемещения втулки и запорного органа, а корпус выполнен с обводными каналами, сооб щенными с осевым каналом корпуса выше и ниже запорного органа.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство для обратного цементирования скважин включает корпус 1 с осевым каналом 2 и втулку 3 с толкателем 4, выполненным из термочувствительного материала. В корпусе 1 размещен дополнительный толкатель 5 из термочувствительного материала и жестко связанный с ним запорный орган

6, последний перекрывает осевой канал

2 корпуса 1. Втулка 3 выполнена с посадочным седлом 7 под запорный орган

6 и размещена в осевом канале 2.

Толкатели 4 и 5 выполнены в форме пружин и жестко закреплены одним концом на корпусе с возможностью встречного относительного перемещения втулки 3 и запорного органа 6. Корпус 1 выполнен с обводными каналами 8, сообщенными с осевым каналом 2 корпуса

1 выше и ниже запорного органа 6.

Устройство работает следующим образом.

Устройство монтируют на башмаке колонны и вместе с колонной труб опускают на заданную глубину для крепления скважины обратным цементированием. Во время спуска колонны устройство позволяет заполнить колонну труб скважинной жидкостью или осуществить прямую или обратную промывку— скважин. После установки обсадной колонны на заданной глубине приступают к подготовительным работам по цементированию скважины. Осуществляют обратную промывку скважин и известным способом задавливают заданный объем цементного раствора в заколонное пространство. При достижении цементным раствором башмака колонны труб изменяется температура в призабойной зоне. Прохождение цементного раствора через осевой канал 2 корпуса толкатели 4 и 5 из термочувствительного материала постепенно нагреваются. Вследствие температурного удлинения этих элементов втулка 3 и эапорный орган 6 смещаются с исходного положения и приближаются друг к другу. В результате дальнейшего нагрева толкателей происходит посадка запорного органа

6 на посадочное седло 7 втулки 3, перекрывается осевой канал 2 корпуса и разобщается заколонное пространство от внутриколонного. Повышение давления в заколонном пространстве сиг11135 нализирует о эаканчивании цементирования скважин. Вследствие перепада давления в канале втулки 3 последняя частично перемещается вверх, это перемещение будет достаточным для перекрытия обводных каналов 8, так как оно заранее тарировано силой растяжения толкателя 4 (пружины). Под действием разниц давлений в обводных каналах 8 и в верхнем проходном сечении10 осевого канала 2 втулка 3 частично смещается вверх, но это перемещение также заранее ограничено силой сжатия тарированной пружины (толкателя 5) .

Поэтому при течении тампонажного рас- 15 твора в начале осевой канал корпуса открыт и только при появлении чистой цементной массы с заданной температурой нарушается равновесие сил в тарированных пружинах и вследствие их 2б температурного удлинения обеспечивается встречное относительное перемещение втулки и запорного органа.

При таком выполнении устройства исключается инерционность его работы. 25

Небольшое изменение температуры, вызванное появлением в районе башмака цементного раствора, вызывает практически безынерционное срабатывание устройства за счет встречного пе-30

18 4 ремещения взаимодействующих элементов, а воэможность получения значительного прироста температурной деформации элементов определяет силовое взаимодействие этих элементов, что повышает герметичность устройства.

Экономическая эффективность от внедрения предложенного изобретения вытекает из повышения качества крепления скважин, упрощения ряда технологических процессов по продавке цементного раствора в заколонное пространство и упрощения конструкции устройств, применяемых для этой цели.

По сравнению с базовым объектом (прототипом) предлагаемое изобретение исключает создание высоких давлений в колонне труб и в заколонном пространстве, что предотвращает гидроразрыв пласта и уменьшает степень загрязнения продуктивного пласта. Ускорение процесса крепления скважин, исключение необходимости применения продавочных агрегатов с высокой мощностью дают возможность сэкономить средства от применения одного устройства в среднем на 2-3 тыс. руб.

1113518

Составитель Е.Молчанова

Редактор В.Ковтун Техред Т.Дубинчак Корректор Г.Огар

Заказ 6542/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам озобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35s Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", Г.ужгород, ул. Проектная, 4