Устройство для ступенчатого цементирования скважин

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их цементирования . Цель - повышение надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания. В корпусе 1 с внутренним буртом 2 посредством срезного элемента 7 зафиксирована основная дифференциальная втулка (ДВ) 5 с наружным .буртом 6, имеющая самоуплотняющуюся манжету 8 одностороннего действия. Циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 перекрывает дополнительная ДВ 9. Дополнительно устрво снабжено разрезным пружинным кольцом 11, установленным в разжатом положении между корпусом 1 и ДВ 5. Кольцо 11 контактирует с наружным буртом основной ДВ 5, внутренним буртом корпуса I и взаимодействует с дополнительной ДВ 9 с возможностью выхода его из контакта с буртами ю $ 9 В Ј (Л о оо 00 О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1618869 А 1 (51)5 Е 21 В ЗЗ/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4386666/03 (22) 01.03.88 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники и Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В. В. Сережников, В. И. Ванифатьев, Ю. 3. Цырин, В. В. Еременко, К. А. Шевченко, Л. Х. Фарукшин и А. А. Домальчук (53) 622.245.42 (088.8) (56) Крылов В. И. и др. Состояние и перспективы развития техники и технологии ступен1 чатого цементирования обсадных колонн. — М., ВНИИ РНТС Бурения, 1981, № 1, с. 25 — 30.

Цырин Ю. 3. и др. Опыт применения заколонных гидравлических пакеров.— М.: Недра, Нефтяное хозяйство, 1985, № 10, с. 53—

58.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУП Е НЧАТОГ0

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к бурению скважин н предназначено для их цементирования. Цель — повышение надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания. В корпусе 1 с внутренним буртом 2 посредством срезного элемента 7 зафиксирована основная дифференциальная втулка (ДВ) 5 с наружным буртом 6, имеющая самоуплотняющуюся манжету 8 одностороннего действия. Циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 перекрывает дополнительная ДВ 9. Дополнительно устрво снабжено разрезным пружинным кольцом 11, установленным в разжатом положении между корпусом 1 и ДВ 5. Кольцо 11 контактирует с наружным буртом основной

ДВ 5, внутренним буртом корпуса I и взаимодействует с дополнительной ДВ 9 с возможностью выхода его из контакта с буртами

1618869

10 основной ДВ 5 и корпуса и расфиксации дополнительной ДВ 9. Устройство обеспечивает последовательное приведение в действие

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

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания дополнительной дифференциальной втулки.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 — устройство, промежуточные рабочие положения; на фиг. 4 — то же, при приведении пакета в рабочее положение; на фиг. 5 — то же, при проведении второй ступени цементирования; на фиг. 6 — то же, положение после закрытия циркуляционных отверстий.

Устройство включает в себя корпус 1 с внутренним буртом 2 и циркуляционными отверстиями 3, уплотнительный элемент 4, установленный на корпусе, основную дифференциальную втулку 5 с наружным буртом 6, зафиксированную в корпусе срезным элементом 7 и снабженную самоуплотняющейся манжетой 8 одностороннего действия. Кроме того, устройство снабжено уплотнительной дифференциальной втулкой 9, перекрывающей циркул яцион н ые отверстия 2 корпуса 1 и выполненной с боковыми отверстиями 10, разрезным пружинным кольцом 11, установленным в разжатом положении между корпусом 1 и основной дифференциальной втулкой 5. При этом разрезное пружинное кольцо 11 контактирует с наружным буртом 6 основной дифференциальной втулки, внутренним буртом 2 корпуса 1 и взаимодействует с дополнительной дифференцированной втулкой 9 с возможностью выхода его из контакта с буртами основной дифференциальной втулки 5 и корпуса 1 и расфиксации дополнительной дифференциальной втулки 9.

Кроме того, устройство имеет гильзу 12 с установленным: на ней разрезным кольцом 13, частично помещенным в кольцевой проточке 14 корпуса 1, пружинный съемник 15, закрепленный в окнах 16 корпуса.

Уплотнительный элемент (пакер) выполнен с разрезным стопорным кольцом 17. В основной дифференциальной втулке 5 выполнен фильтр 18 и установлен срезной полый штифт 19, а дополнительная дифференциаль ная втулка 9 оборудована срезными штифтами 20. В устройстве выполнены также каналы 21 для подачи жидкости в полость уплотнительного элемента. Необходимая герметичность устройства обеспечивается уплотнительными кольцами 22.

55 пакета и в рабочее положение самого устройства для подготовки к цементированию.

6 ил.

Устройство работает следующим образом.

При цементировании первой ступени, цементировочная пробка, проходя через проходной канал устройства, разрушает срезной полый штифт 19 (фиг. 2) и гильза 12 с установленным на ней разрезным кольцом 13 под действием большого давления в обсадной колонне, отгибая лапу пружинного съемника 15, перемещается вверх до упора разрезного кольца 13 в верхний бурт кольцевой проточки 14. После посадки цементировочной пробки на стоп-кольцо и подъема тампонажного раствора первой ступени выше интервала установки устройства давление в цементировочной головке сбрасывают (фиг. 3), при этом гильза 12 под действием передаваемого через окна 16 давления столба тампонажного раствора, закачанного выше устройства, смещается в исходное положение (возможны и другие варианты создания перепада давления на гильзе 12, например повышение давления в затрубном пространстве через превентор и др.), а съемник 15 смещает с гильзы разрезное кольцо 13 на наружную поверхность основной дифференU,èàëüíîé втулки 5.

При повторном повышении давления в цементировочной головке (фиг. 4) гильза 12 перемещается вверх, гидравлически сообщая каналы 21 с полостью обсадной колонны, и жидкость из обсадной колонны через фильтр

18 и каналы 21, отгибая самоуплотняющуюся манжету 8 одностороннего действия, поступает в пакер и раздувает его уплотнительный элемент.

После снятия давления в цементировочной головке (фиг. 5) самоуплотняющаяся манжета 8, воспринимая избыточное давление из полости уплотнительного элемента, перемещает вверх основную дифференциальную втулку 5, срезая при этом элемент 7 (рассчитанный на необходимое для надежной пакеровки скважины избыточное давление в уплотнительном элементе), и освобождает контактирующее с внутренним буртом 2 корпуса 1 разрезное пружинное кольцо 11, установленное на наружнос бурте 6 основной дифференциальной втулки 5. После выхода разрезного пружинного кольца 11 из взаимодействия с буртами 6 и 2 дополнительная дифференциальная втулка 9 при создании избыточного давления в обсадной колонне перемещается вниз до совмещения боковых отверстий 10 с циркуляционными отверстиями 3 корпуса 1 и упора срезных

1618869

Формула изобретения

1

14

f6

12

22

Фиг. 2

77 фи штифтов 20 в нижнюю часть циркуляционных отверстий корпуса. После цементирования второй ступени через совмещенные отверстия 3 и 10 в колонну пускают верхнюю цементировочную пробку, которая садится на верхний торец дополнительной дифференциальной втулки 9, срезая штифты 20 и герметизирует циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 (фиг. 6).

Таким образом, предлагаемое устройство надежно обеспечивает последовательное приведение в действие пакера и открытие цикруляционных отверстий для цементирования второй ступени.

Устройство для ступенчатого цементирования скважин, включающее корпус с внутренним буртом и циркуляционными отверстиями, уплотнительный элемент, установленный на корпусе, основную дифференциальную втулку с наружным буртом, зафиксированную в корпусе срезным элементом и имеющую самоуплотняющуюся манжету одностороннего действия, и дополнительную диффе5 ренциальную втулку, перекрывающую циркуляционные отверстия корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания дополни10 тельной дифференциальной втулки, оно снабжено разрезным пружинным кольцом, установленным в разжатом положении между корпусом и основной дифференциальной втулкой, причем разрезное пружинное кольцо установлено с возможностью контакта с на15 ружным буртом основной дифференциальной втулки, внутренним буртом корпуса и взаимодействует с дополнительной дифференциальной втулкой с возможностью выхода

его из контакта с буртами основной дифференциальной втулки и корпуса и расфиксации

20 дополнительнои дифференциальнои втулки.

1618869

5

76

7;/

7Z и г.4юг.б

Составитель В. Гришанов

Редактор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор В. Гирняк

Заказ 28 Тираж ЗР Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101