Устройство для цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к горной пром-сти и позволяет повысить качество проведения работ путем обеспечения возможности отбора фильтрата из цементного раствора внутри обсадной колонны. Устр-во включает полый цилиндрический корпус 1, опорную плиту 2 с осевым каналом, втулкой 6 в нем и посадочным седло.м под подпружиненную тарелку 5 со сквозным каналом 12, в которой установлен фильтр П. Посадочное седло 8 под управляю1цую пробку 9 устр-ва выполнено в виде кольцевой эластичной диафрагмы, установленной в нижней части втулки 6, а под разделительную пробку устр-ва - в верхней части направляющей воронки 7, выполненной с циркуляционными клапанами. Пробка имеет упругий фиксатор, а ее седло - кольцевую проточку 15 под пружинный фиксатор. После продавки тампонажного раствора происходит разгерметизация верхней части обсадной колонны и начинается отфильтровывание жидкости затворения раствора в колонну. При посадке пробки в воронку направление движения фильтра изменяется, в результате отжимаются манжеты пробки, происходит упрочнение цементного кольца и улучшается его контакт с обсадными трубами . I 3. п.- ф-лы, 2 ил. с S СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1425303 А1

<5114 Е 21 В 33 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088607/22-03 (22) 07.07.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) Б. В. Крых (53) 622.245.42 (088.8) (56) Halliburton service, Aales and service.

Catalog, 1976, № 38, р. 2834.

Ha 1 liburton service, Aa les and service.

Catalog, 1976, № 38, р. 2854. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к горной пром-сти и позволяет повысить качество проведения работ путем обеспечения возможности отбора фильтрата из цементного раствора внутри обсадной колонны. Устр-во включает полый цилиндрический корпус 1, опорную плиту 2 с осевым каналом, втулкой 6 в нем и посадочным седлом под подпружиненную тарелку 5 со сквозным каналом 12, в которой установлен фильтр 1!.

Посадочное седло 8 под управляющую пробку 9 устр-ва выполнено в виде кольцевой эластичной диафрагмы, установленной в нижней части втулки 6, а под разделительную пробку устр-ва — — в верхней части направляющей воронки 7, выполненной с циркуляционными клапанами. Пробка имеет упругий фиксатор, а ее седло — кольцевую проточку !5 под пружинный фиксатор. После продавки тампонажного раствора происходит разгерметизация верхней части обсадной колонны и начинается отфильтровывание жидкости затворения раствора в колонну. При посадке пробки в воронку направление движения фильтра изменяется, со в результате отжимаются манжеты пробки, происходит упрочнение цементного кольца и улучшается его контакт с обсадными трубами. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1425303

1О !

20

40

Формула изобретения

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к сооружению нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения — повышение качества проведения работ путем обеспечения возможности отбора фильтрата из цементного раствора внутри обсадной колонны.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство в исходное положении в момент захода в него управляющей пробки, разрез; на фиг. 2 — то же, в момент отбора фильтрата из цементного раствора внутрь обсадной колонны, разрез.

Устройство для цементирования обсадных колонн включает полый цилиндрический корпус 1. опорную плиту 2 с осевым каналом 3, размещенную внутри корпуса 1, и с выполненным в ее нижней части посадочным седлом 4 для подпружиненной тарелки 5, шарнирно установленной на опорной плите 2, втулку 6, размегценную внутри осевого канала с возможностью фиксации подпружиненной тарелки 5 в положении, не перекрывающем осевои канал опорнои плиты, направляющую воронку 7, установленную над опорной плитой 2 и соединенную с втулкой 6, посадочное седло 8 под управляющую пробку 9, разделительную пробку

10, фильтр 11, установленный в сквозном канале 12 тарелки 5. Разделительная пробка может бьггь снабжена пружинным фиксатором !3, посадочное седло 14 под разделительную пробку 10 выполнено с кольцевой проточкой 15 под пружинный фиксатор 13, а направляющая воронка — с цир-! куляционными каналами !6, расположенными выше опорной плиты 2, но ниже посадоч-! ного седла 14 разделительной пробки 10, и торцовыми наружными пазами 17 в верхней ,части.

Устройство работает следующим образом.

В собранном виде (фиг. 1) устройство устанавливается над башмаком обсадной колонны. При спуске обсадных труб через диафрагму 8 происходит их автоматическое заполнение (самодолив) находящимся в скважине буровым раствором. После спуска обсадной колонны приступают к закачке и продавке тампонажного раствора с одной или двумя разделительными пробками. В зависимости от выбранной схемы цементирования возможны различные варианты управления работой устройства.

Перед закачкой тампонажного раствора в колонну бросают управляющую пробку, диаметр которой несколько меньше внутреннего диаметра втулки 6. При попадании управляющей пробки во втулку она перекрывает канал диафрагмы 8. В результате роста давления при циркуляции срезаются штифты, втулка вмес,е с пробкой выпадает из устройства и оно начинает работать как обратный клапан.

После окончания продавки тампонажного раствора верхняя часть обсадной колонны разгерметизируется и давление в ней снижается до атмосферного. Вследствие разности гидростатических давлений в затрубном пространстве и колонне начинается отфильтровывание жидкости затворения тампонажного раствора в колонну с переливом бурового раствора из колонны на устье скважины.

При посадке разделительной пробки 10 в направляющую воронку пробка в воронке фиксируется пружинным фиксатором 13, попадающим в кольцевую проточку 15. Движение фильтрата показано стрелкой (фиг. 2): через отверстия 16, на,)ужные пазы 17 и выше, отжимая манжеты пробки. В результате частичного обезвоживания тампонажного раствора и снижения давления в колонне в период ОЗЦ в зоне башмака происходит упрочнение цементного кольца, улучшается его контакт с обсадными трубами, повышают ся герметичность затрубного пространства и несущая способность кольца в нижней части обсадной колонны.

По данным исследований высота уплотненного обезвоженного столба тампонажного раствора в зависимо"ти от перепада давления, свойств тампонажного раствора и коэффициента проницаемости фильтрующего элемента составляет 12 — 18 м.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства определяется повышением герметичности и несущей способности цементного кольца в интервале башмака обсадной колонны, что понижает вероятность поступления пластовых флюидов в ствол бурящейся скважины и уменьшает затраты на ликвидацию связанных с этим же осложнений; уменьшением верояности разрушения и осыпания цементного камня из затрубного пространства в ствол скважины и связанным с этим отворотом нижних обсадных труб, что приводит к тяжелым авариям, заканчивающимся в некоторых случаях ликвидацией скважин; сокращением времени спуска обсадных труб за счет автоматического их заполнения буровым раствором, а также снижением величины гидродинамического давления на стенки скважины в процессе спуска колонны, что уменьшает вероятность гидроразрыва пород, поглощений бурового и неподъем тампонажного растворов.

1. Устройство для цементирования обсадных колонн, включающее полый цилиндрический корпус, опорную плиту с осевым каналом, размещенную внутри корпуса, и с выполненным в ее нижней части посадочным седлом для подпружиненной тарелки, шарнирно установленной на опорной плите.

1425303

Составитель Н. Чепига

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 4746/28 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 втулку, размещенную внутри осевого канала с возможностью фиксации подпружиненной тарелки в положении, не перекрывающем осевой канал опорной плиты, направляющую воронку, установленную над опорной плитой и соединенную с втулкой, управляющую пробку, посадочное седло под управляющую пробку, разделительную пробку и посадочное седло под разделительную пробку, отличающееся тем, что, с целью повышения качества проведения работ, оно снабжено фильтром, а подпружиненная тарелка выполнена со сквозным каналом, в котором установлен фильтр, при этом посадочное седло под управляющую пробку выполнено в виде кольцевой эластичной диафрагмы, установленной в нижней части втулки, посадочное седло под разделительную пробку выполнено в верхней части направляющей воронки, причем втулка и направляющая воронка соединены с возможностью их разъединения при посадке управляющей пробки в кольцевую эластичную диафрагму.

2. Устройство по п. 1, отличающеес» тем, что разделительная пробка снабжена пружинным фиксатором, посадочное седло под разделительную пробку выполнено с кольцевой проточкой под пружинный фиксатор, а направляющая воронка выполнена с циркуляционными клапанами, расположенными выше опорной плиты, но ниже посадочного седла разделительной пробки, и торцовыми наружными пазами в верхней части.