Устройство для ступенчатого цементирования скважин

 

Изобретение относится к бурению скважин , в частности к устр-вам для их ступенчатого центрирования. Цель - повышение надежности его работы за счет предотвращения преждевременного срабатывания. Устр-во включает корпус (К) 1 с боковыми отверстиями 2, дифференциальную втулку (В) 3, помещенную снаружи Y 1 против боковых отверстий 2 и образующую с нин рабочую полость (П) 4. Внутри К 1 по ipuit-на дифференциальная гильзэ, образующая ним кольиевую П 5, гидравлически овчданную г рабочей П 4, например через отверстия 6. Дифференциальная гильза выполнена в виде верхней и нижней В 7, 8, зафиксированных на К 1 разьемными соединениями, например, с помощью элементов 9, 10 Между собой В 7, 8 образуют неразъемное телескопическое соединение в крайнем верхнем положении нижней В 8. Дифференциальная В 3 взаимодействует с остальными подвижными элементами так, что открытие боковых отверстий 2 К 1 происходит автоматически при возникновении определенного перепада давления мехду эаколонным и внутриколонным пространствами. При этом она защищена от преждевременного перемещения, например, в процессе спуска и цементирования колонны . 3 И;1. Iо to СП ю VI VJ

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4040964/03 (22) 02.04.86 (46) 07.02.91, Бюл, N.. 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники и Комбинат "Нефть и газ" (72) В.И. Ванифатьев, Ю,З. Цырин, А.К.Дудаладов($0), Герд Хаммер, Клаус Гериш, ХансЮрген Гайслери и Райне Шмиргаль (DD) (53) 622,245.42(088.8) (56) Крылов В.И. и др. Состояние и перспективы развития техники и технологии ступенчатого цементирования обсадных колонн, РНТС Бурение. — M,: ВНИИОЗНГ, с. 25-30.

Авторское свидетельство СССР

М 1090052, кл, Е 21 В 33/14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устр-вам для их ступенчатого центрирования, Цель — повышение надежности его работы за счег предотвращения преждевременного срабатывания.

Устр-во вкл очает корпус (K) 1 с боковыми

„.,5U„, 1625977 А1 отверстиями 2, дифференциальную втулку (В) 3, помещенную снаружи К 1 против боковых отверстий 2 и образующую с ни;. < рабочую полость (П) 4. Внутри К 1 по: е цена дифференциальная гильза, образующая .. ним кольцевуо Гt 5, гидравлически св занную г рабочей П 4, например, через отверстия 6, Дифференциальная гильза выполнена в виде верхней и нижней В 7, 8, зафиксированных на

К 1 разъемными соединениями, например. с помощью элементов 9, 10. Между собой В 7, 8 образуют неразьемное телескопическое соединение в крайнем верхнем положении нижней В 8, Дифференциальная В 3 взаимодействует с остальными подвижными элементами так, что открытие боковых отверстий 2 К 1 происходит автоматически при возникновении определенного перепада давления между эаколонным и внутриколонным пространствами, При этом она защищена от преждевременного перемещения, например, в процессе спуска и цементирования колонны. 3 ил.

1625977

15

30

50

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования, Целью изобретения является повышение надежности его работы за счет и редотв ращения и реждев реме нного срабатывания.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 — то же, в процеСсе работы.

Устройство включает корпус 1 с боковыми отверстиями 2, дифференциальную втулку 3, помещенную снаружи корпуса 1 против боковых отверстий 2 и образующую с ним рабочую полость 4. Внутри корпуса 1 помещена дифференциальная гильза, образующая с корпусом кольцевую полость 5, гидравлически связанную с рабочей полостью 4, наприглер, через отверстия 6, Кольцевая полость 5 выполнена герметичной, а дифференциальная гильза выполнена в виде верхней 7 и нижней 8 втулок, зафиксированных на корпусе 1 разъемными соединениями, например, с помощью элементов 9 и 10 соответственно, Верхняя 7 и нижняя 8 втулки образуют между собой перазъемное телескопическое соединение 11 в крайнем верхнем положении нижней втул",и Я, Ьоковые отверстия 2 корпуса 1 могут быть перекрыты обратными клапанами 12, Фиксирующие элементы 10 могут быть выполнены, например, с шариком, фиксирующим нижнюю втулку 8 относительно корпуса 1, Верхняя втулка 7 может быть выполнена в виде разрезных фиксиру|ощих лепестков 13, под которые нижняя втулка выполнена с канавкой 14.

Фиксирующий элемент 9 может бы1ь выполнен в виде упорных шаров, фиксирующих верхнюю втулку 7 относительно корпуса 1. Указанные шары фиксирует втулка

15, связанная с верхней втулкой 7 срезными элементами 16. B верхней части верхней втулки 7 помещен пружинный замок 17, под который корпус выполнен с проточкой 18.

Устройство работает следующим образом.

После закачивания в обсадную колонну расчетного обьема тампонажного раствора, необходимого для цементирования первой ступени, в колонну пускают нижнюю цементировочную пробку, которая, проходя через проходной канал устройства, срезает элемент 10, выводя из взаимодействия с корпусом шарики. После посадки пробки на

"стоп"-кольцо и сброса давления в цементировочной головке (фиг. 2) дифференциальная втулка 3 перемещается вниз, а жидкость из рабочей полости 4 через отверстие 6 поступае в кольцевую камеру 5, перемещая в верхнее положение нижнюю втулку 8 до взаимодействия канавки 14 с фиксирующими лепестками 13 верхней втулки Т. Heobxoдимым условием перемещения дифференциальной втулки 3 вниз является превышение внутриколонного давления заколонным в интервале установки устройства. При ступенчатом цементировании этот перепад достигается закачкой в обсадную колонну последней порции (2 — 4 мз) продавочной жидкости (например, воды) с пониженной плотностью. Кроме того, при ступенчатом цементировании укаэанный перепад может быть достигнут за счет подьема тампонажного раствора выше интервала установки устройства на 50-80 м при цементировании предыдущей ступени. Указанная вьнце технологическая операция не

or:ï0æHÿåò процесса цементирования скважи»ы и может быть осуществлена без всяких затруднений. Затем, повышая давление в цементировочной головке, проводят промывку и цементирование следующей ступени. При этом под действием избыточного давления в обсадной колонне обратные клапаны 12 выдавливаются в затрубное пространство скважины, и цементирование осуществляют через боковые отверстия корпуса 1 и боковые отверстия дифференциальной втулки 3.

После закачивания расчетного объема тампонажного раствора в обсадную колонну (фиг. 3) пускают цементировочную пробку, которая при посадке на втулку 15 срезает элемент 16, перемещая втулку 15 вниз до упора, выполненного в верхней втулке 7, выводя при этом из взаимодействия с корпусом шарики, При дальнейшем повышении давления н обсадной колонне происходит перемещение системы втулок с образованным неразъемным телескопическим соединенлем до фиксации пружинного замка в проточке 18. При этом жидкосгь из кольцевой камеры 5 поступает в рабочую полость

4, перемещая при этом дифференциальную втулку 3 в исходное положение, и, таким образом, боковые отверстия корпуса 1 оказываются перекрытыми нижней втулкой 8 изнутри и дифференциальной втулкой 3 снаружи. В результате обеспечивается повышенная надежность герметизации боковых отверстий корпуса, которая необходима в случае проведения последующих внутриколонных работ (например, разбуривания элементов, перекрывающих проходной канал колонны, спуска различных инструментов в скважину и др.).

Дифференциальная втулка взаимодействует с остальными подвижными элемента1625977

Раг. 2 ми таким образом, что открытие боковых отверстий корпуса происходит автоматически при возникновении определенного перепада давления между заколонным и внутриколонным пространствами, При этом дифференциальная втулка защищена от преждевременного перемещения, например, в процессе спуска и цементирования колонны.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементирования скважин, включающее корпус с боковыми отверстиями, дифференциальную втулку, помещенную снаружи корпуса против боковых отверстий и образующую с ним рабочую полость, дифференциальную гильзу, помещенную внутри корпуса и образующую с ним кольцевую полость, гид5 равлически связанную с рабочей полостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения преждевременного срабатывания, дифференциальная гильза образует с корпусом герметичную кольцевую полость и

10 выполнена в виде верхней и нижней втулок, зафиксированных на корпусе разьемными соединениями и образующих между собой неразьемное телескопическое соединение в крайнем верхнем положении нижней

15 втулки, 16259 17 л»

1/9

Составитель В. Гри ванов

Редактор R. Бугрен лва Техред М.Моргентал Корректор A. Долинич

Заказ 2Г5 Тираж 361 Подписное

В )Й!1 И, осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС.С;

113035, Москв, Ж-35, Раушскал наб., 4/5

Прои водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород ул.Гагарина, 10,