Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их ступенчатого цементирования. Цель - повышение надежности работы устройства и повышение его герметичности. Внутри герметизирующей втулки 3 помещена легкоразрушаемая втулка 5, перекрывающая цементировочные отверстия 2 корпуса 1 устройства и установленная с возможностью взаимодействия с самоуплотняющимися манжетами 4 втулки 3. В нижней части бурильных труб (БТ) помещен управляющий механизм, выполненный в виде двух концентричных труб с наружным диаметром внешней трубы, равным наружному диаметру втулки 5, и проходным диаметром внутренней трубы, равным соответствующему диаметру БТ. В корпусе 1 помещена полая пробка 6, выполненная с внутренней двухступенчатой расточкой под наруж ный диаметр втулки 5 и проходной диаметр внутренней трубы. После спуска БТ приступают к цементированию обсадной колонны . После закачки цементного раствора в БТ продавливают цементировочную пробку и закачивают продавочную жидкость. Для промывки колонны БТ приподнимают так, чтобы отверстия во внешней трубе оказа лись на уровне отверстий 2 корпуса 1. 5 ил. & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1618871 (51)5 Е 21 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

8 и ! и а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4446353/03 (22) 21.06.88 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) В. И. Герц, А. Н. Переяслов, П. А. Власов и Е. И., Шнерх (53) 622.245.42 (088.8) (56) Булатов А. И. Справочник по креплению скважин. — М.: Недра, 1977, с. 108.

Авторское свидетельство СССР № 1099048, кл. Е 21 В 33/14, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО .ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их ступенчатого цементирования. Цель — повышение надежности работы устройства и повышение его герметичности. Внутри герметизирующей втулки 3 помещена легкоразрушаемая втул2 ка 5, перекрывающая цементировочные отверстия 2 корпуса 1 устройства и установленная с возможностью взаимодействия с самоуплотняющимися манжетами 4 втулки 3.

В нижней части бурильных труб (БТ) помещен управляющий механизм, выполненный в виде двух концентричных труб с наружным диаметром внешней трубы, равным наружному диаметру втулки 5, и проходным диаметром внутренней трубы, равным соответствующему диаметру БТ. В корпусе 1 помещена полая пробка 6, выполненная с внутренней двухступенчатой расточкой под наруж ный диаметр втулки 5 и проходной диаметр внутренней трубы. После спуска БТ приступают к цементированию обсадной колонны. После закачки цементного раствора в

БТ продавливают цементировочную пробку и закачивают продавочную жидкость. Для промывки колонны БТ приподнимают так, чтобы отверстия во внешней трубе оказа лись на уровне отверстий 2 корпуса 1. 5 ил.

1618871

20 з

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

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и повышение

его герметичности.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2— управляющий механизм; на фиг. 3 — 5 устройство, положения в работе.

Устройство включает корпус 1 с цементировочными отверстиями 2, герметизирующую втулку 3 с самоуплотняющимися манжетами 4 внутри нее, легкоразрушаемую втулк 5, перекрывающую цементировочные отверстия 2, полую пробку 6, помещенную в корпусе 1, цементировочную пробку 7 и управляющий механизм 8, помещенный в нижней части бурильных труб 9.

При этом легкоразрушаемая втулка 5 помещена внутри герметизирующей втулки 3 и взаимодействует с самоуплотняющимися манжетами 4. Управляющий механизм выполнен в виде двух концентричных труб 10 и 11 с наружным диаметром внешней трубы 10, равным наружному диаметру легкоразрушаемой втулки 5, и проходным диаметром внутренней трубы 11, равным ссютветствующему диаметру бурильных труб 9. Полая пробка 6 выполнена с внутренней двухступенчатой расточкой 12 под наружный диаметр легкоразрушаемой втулки 5 и проходной диаметр внутренней трубы 11.

Легкоразрушаемая втулка 5 закреплена в гайке 13 калиброванными шпильками 14.

Герметизирующая втулка 3 закреплена в корпусе 1 калиброванными шпильками 15. Полая пробка закреплена в корпусе калиброванными шпильками 16. Герметизирующая втулка 3 выполнена с цементировочными отверстиями против соответствующих отверстий корпуса 1. Корпус 1 в средней части выполнен с проточкой 17 под фиксирующий элемент 18 герметизирующей втулки 3.

Устройство работает следующим образом.

При спуске обсадной колонны с устройством могут осуществляться промежуточные промывки колонны, так как цементировочные отверстия 2 закрыты. После окончания спуска в колонну обсадных груб спускают колонну бурильных труб, низ которой оборудован инструментом, показанным на фиг. 2. Достигнув корпуса 1, внешняя труба 10 инструмента упирается в легкоразрушаемую втулку 5. При разгрузке части веса бурильной колонны срезаются калиброванные шпильки 14. Этот момент фиксируется на индикаторе веса. Герметизирующая втулка 3 при этом остается неподвижной, так как прочность калиброванных шпилек 15 значительно больше прочности шпилек 14. Движение бурильных труб продолжают до тех пор, пока его переводник-центратор не упрет25

55 ся в гайку 13, что также отмечают по индикатору веса. Взаимное положение муфты и управляющего инструмента в этот момент показано на фиг. 3.

В этом положении приступают к цементированию нижней ступени обсадной колонны через спущенные бурильные трубы.

После закачки заданного объема цементного раствора в бурильные трубы продавливают цементировочную пробку 7 и закачивают продавочную жидкость. Цементировочная пробка 7 достигнув седла полой пробки 6, перекрывает его проходное сечение; срезаются калиброванные шпильки 16 и полая пробка продолжает движение по нижней ступени колонны обсадных труб. При достижении пробкой стоп-кольца в колонне (не показано) повышается давление, что свидетельствует об окончании продавки и завершении процесса цементирования нижней ступени.

Следующей технологической операцией (фиг. 4) является промывка верхней ступени обсадной колонны с целью удаления излишков цементного раствора. Для этого бурильные трубы приподнимают так, чтобы отверстия в стенке внешней трубы 10 управляющего инструмента оказались на уровне цементировочных отверстий 2 корпуса. Высота, на которую нужно приподнять бурильные трубы, определяется исходя из конструктивных размеров устройства и может дополнительно контролироваться гидравлически. Для этого после получения момента

«стоп» в системе сохраняют небольшое избыточное давление. Тогда при подъеме бурильных труб падение давления покажет, что управляющий инструмент находится на нужной высоте.

После промывки верхней ступени колонну оставляют на период ожидания затвердения цемента (ОЗЦ), в течение которого производят постоянную или периодическую циркуляцию через открытые цементировочные отверстия 2. Затем, не изменяя положения управляющего инструмента, цементируют верхнюю ступень обсадной колонны в обычном порядке. Сразу же после продавки цементного раствора бурильные трубы разгружают. Величина разгрузки соответствует прочности калиброванных шпилек 15. При этом переводник-центратор управляющего механизма снова упирается в гайку 13. Под воздействием нагрузки калиброванные шпильки 15 срезаются и герметизирующая втулка 3 передвигается вниз до упора, герметично закрывая цементировочные отверстия 2 в корпусе. Фиксирующий элемент 18 входит в проточку 17. Это обеспечивает неизменность положения герметизирующей втулки 3 при дальнейших работах в колонне.

Затем управляющий механизм извлекают из корпуса и поднимают на поверхность.

Легкоразрушаемые детали разбуриваются.

1618871

Формула изобретения

Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включаю цее корпус с цементировочными отверстиями герметизирующую втулку с самоуплотняющимися манжетами внутри нее, легкоразрушаемую втулку, перекрывающую цементировочные отверстия, полую пробку, помещенную в корпусе, цементировочную пробку и управляющий механизм, помещенный в нижней части бурильных труб, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и повышения его герметичности, 6 легкоразрушаемая втулка помещена внутри герметизирующей втулки и установлена с возможностью взаимодействия с самоуплотняющимися манжетами, управляющий механизм выполнен в виде двух концентричных труб с наружным диаметром внешней трубы, равным наружному диаметру легкоразрушаемой втулки, и проходным диаметром внутренней трубы, равным соответствующему диаметру бурильных труб, а полая пробка выполнена с внутренней двухступенчатой расточкой под наружный диаметр легкоразрушаемой втулки и проходной диаметр внутренней трубы.

1618871

Составитель В. Гришаков

Реда ктор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор A. Осауленко

Заказ 28 Тираж 35 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!