Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН , включающая корпус с радиальным циркуляционным и осевым каналами, посадочную втулку, зафиксированную в осевом канале корпуса,и кожух с радиальными циркуляционными каналами, образующий с Kopi пусом кольцевую полость, в которой помещена дифференциальная втулка, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности в работе муфты, корпус выполнен разъемным и содержит верхний элемент с соединительной резьбой и нижний элемент с ответной соединительной резьбой , радиальный циркуляционный канал корпуса образован торцамн его верхнего и нижнего элементов , первый из которых связан с кожухом упорным телескопическим соединением и выполнен с возможностью взаимодействия с дифференциальной втулкой при соединении элементов корпуса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

„„я()„„ 165768 д

4(Я) Е 21 В 33/14

Ф< а век

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) (57) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус с радиальным (21) 359 684/22-03 (22) 02.06.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) В. В. Сережников, М. Ф. Луканин, А. Ф. Коваль, К. А. Шевченко, А. К. Куксов, В. В. Еременко и И. М. Бакаленко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 763581, кл. Е 21 В 33/14, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 1090852, кл; Е 21 В 33/14, 1982 (прототип)цнркуляционным и осевым каналами, посадочную втулку, зафиксированную в осевом канале корпуса,и кожух с радиальными циркуляционными каналами, образующий с кор пусом кольцевую полость, в которой помещена дифференциальная втулка, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе муфты, корпус выполнен разъемным и содержит верхний элемент с соединительной резьбой и нижний элемент с ответной соединительной резьбой, радиальный циркуляционный канал корпуса образован торцами его верхнего и нижнего элементов, первый из которых связан с кожухом упорным телескопическим соединением и выполнен с возможностью взаимодействия с дифференциальной втулкой при соедине- д нии элементов корпуса. ф

1165768

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

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая патрубок и внутреннюю гильзу с заливочными отверстиями на них, продавочную пробку, посадочные седла и контейнер (1).

Недостатком данного устройства является возможность нарушения его герметичности с течением времени за счет старения кольцевых уплотнительных элементов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с радиальным циркуляционным и осевым каналами, посадочную втулку, зафиксированную в осевом канале корпуса, и кожух с радиальными циркуляционными каналами, образующий с корпусом кольцевую полость, в которой помещена дифференциальная втулка (2).

Недостатками известного устройства являются невысокая надежность работы устройства из-за возможности его разгерметизации по циркуляционным каналам, а также возможность отказа перемещений дифференциальной втулки.

Цель изобретения — повышение надежности в работе муфты.

Поставленная цель достигается тем, что в муфте для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающей корпус с радиальным циркуляционным и осевым каналами, посадочную втулку, зафиксированную в осевом канале корпуса, и кожух с радиальными циркуляционными каналами, образующий с корпусом кольцевую полость, в которой помещена дифференциальная втулка, корпус выполнен разъемным и содержит верхний элемент с соединительной резьбой и нижний элемент с ответной соединительной резьбой, радиальный циркуляционный канал корпуса образован торцами его верхнего и нижнего элементов, первый из которых связан с кожухом упорным телескопическим соединением и выполнен с возможностью взаимодействия с дифференциальной втулкой при соединении элементов корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство в момент закачки цементного раствора первой ступени, общий вид; на фиг. 2 — то же, в момент окончания продавки цементного раствора второй ступени; на фиг. 3 — то же, после окончания цементирования.

Устройство состоит из корпуса, содержащего верхний элемент 1 и нижний элемент 2 соответственно с соединительными резьбами 3 и 4. Корпус имеет осевой канал

5, а торцы его элементов образуют между собой радиальный циркуляционный канал 6.

Внутри корпуса установлена посадочная втулка 7, кроме того, устройство содержит

45 В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора первой ступени в колонну сбрасывают контейнер 17, который под давлением собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до момента посадки разделительной пробки 16 в седло посадочной втулки 7. При этом перекрывается внутреннее сечение устройства, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через циркуляционные каналы

5

1О

40 упорную втулку 8, нажимную втулку 9, уплотнительный элемент 10. Посадочная втулка 7 зафиксирована в осевом канале корпуса (в упорной втулке 8) с помощью упорных шаров 11. Снаружи корпуса установлен кожух 12 с радиальными каналами 13. Он образует с корпусом кольцевую полость 14, в которой помещена дифференциальная втулка 15.

В комплект устройства входит также разделительная пробка 16 и сбрасываемый с устья контейнер 17 пробки.

Нажимная втулка 9 телескопически связана с упорной втулкой 8, торцом поджима.ет уплотнительный элемент 10 и фиксируется срезными элементами 18 относительно переводника 19.

Кожух 12 жестко связан с нижним элементом 2, а верхний элемент 1 связан с кожухом упорным телескопическим соединением, выполненным с наружным выступом 20 на верхнем элементе и внутренним выступом 21 на кожухе. В транспортном положении верхний элемент корпуса и кожух связаны, например, срезными элементами 22.

Дифференциальная втулка в транспортном положении зафиксирована, например, на корпусе срезными элементами 23.

Контейнер под разделительную пробку выполнен с радиальными отверстиями 24.

Устройство работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг. 1, оно устанавливается в обсадной колонне в заданном интервале скважины. После окончания спуска обсадной колонны производится 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 15 срезаются элементы 23 и дифференциальная втулка перемещается вверх до упора, при этом открываются циркуляционные каналы 8 и б кожуха, о чем свидетельствует резкое падение давления в обсадной колонне. б и 8. После выжидания технологически необходимого интервала времени приступают к закачке цементного раствора второй ступени.

1165768

1о

17 фиг../ фиг. Г

Составитель Е. Молчанова

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Тупица

Заказ 4290/27

После закачки цементного раствора в колонну сбрасывают разделительную пробку 16. В момент окончания продавки цементного раствора второй ступени эта пробка заходит в контейнер 17. При этом прекращается циркуляция через отверстия 24 и внутри колонны возрастает давление за счет гидравлических потерь в зазоре контейнер— корпус.

В момент возрастания давления производят опускание обсадной колонны и образуют резьбовое соединение 3 и 4 вращением верхнего элемента корпуса. Это создает соединение, эквивалентное резьбовым соединениям обсадной колонны.

При этой операции срезаются элементы

22 и 18, дифференциальная втулка возвращается в исходное положение, выключаются упорные шары 11 и эластичный уплотнительный элемент 10 восстанавливается до первоначальных размеров. Освободившийся контейнер 17 с запрессованной-внутрь разделительной пробкой 16 и посадочной втулкой 7 свободно падают на забой скважины.

Свинчивание корпуса с кожухом после цементирования позволяет получить резьбовое соединение, эквивалентное резьбовым соединениям обсадных труб, и исключить таким образом, влияние циркуляционных

10 отверстий и кольцевых уплотнительных элементов на герметичность муфты, а принудительное перемещение дифференциальной втулки повышает надежность привода ее в рабочее положение.

Высокая технико-экономическая эффективность предлагаемой муфты обеспечивается исключением необходимости проведения работ по восстановлению герметичности устройства.