Устройство для обратного цементирования обсадных колонн

 

Изобретение: строительство нефтяных и газовых скважин. Устройство обеспечивает возможность прямой промывки скважин. Сущность изобретения : устройство содержит обратный тарельчатый клапан в полом корпусе. Над обратным клапаном установлен верхний перфорированный диск с возможностью взаимодействия со штоком обратного клапана. Под обратным клапаном установлен нижний перфорированный диск, жестко связанный с запорным элементом обратного клапана. Перед цементированием в обсадную колонну закачивают специальную полимерную композицию. Под ее воздействием на верхний перфорированный диск обратный клапан открывается . Перед цементом в заколонное пространство повторно закачивают полимерную композицию. Под ее воздействием на нижний перфорированный диск обратный клапан закрывается. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИМИ, РЕСПУБЛИК (я) s Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ мк

I» н к

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839881/03 (22) 18.06.90 (46) 30,03.92.Бюл.М 12 (71) Централ ь ная научно-исследовател ьская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" (72) С.В.Шумега (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1490255, кл; Е 21 В 33/14, 1989.

Авторское свидетельство СССР М

891892, кл. Е 21 В 33/14, 1981.

Авторское свидетельство СССР N.

1148976, кл. Е 21 В 33/14, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕ. МЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение: строительство нефтяных и газовых скважин. Устройство обеспечиваИзобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к технологической оснастке обсадных колонн при цементировании их обратным способом.

Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее золотниковую камеру нейтральной плавучести с дроссельным отверстием, кольцо "Стоп" и разделительную пробку с разрушаемой перегородкой, толкателем, фильтром и фиксатором.

Известно также устройство для обратного цементирован1я обсадных колонн, включающее корпус с отверстием, в котором на среэаемых элементах установлен башмачный патрубок, оборудованный рабочим клапаном с запорным органом, выполненным из материала с плотностью Ы „„1723309 A1 ет возможность прямой промывки скважин.

Сущность изобретения: устройство содержит обратный тарельчатый клапан в полом корпусе. Над обратным клапанам установлен верхний перфорированный диск с возможностью взаимодействия со.штоком обратного клапана. Под обратным клапаном установлен нижний перфорированный диск, жестко связанный с запорным элементом обратного клапана. Перед цементированием в обсадную колонну закачивают специальную полимерную композицию.

Под ее воздействием на верхний перфорированный диск обратный клапан открывается. Перед цементом в заколонное пространство повторно закачивают полимерную композицию, Под ее воздействием на нижний перфорированный диск обратный клапан закрывается. 1 ил. бурового раствора и меньшей плотности цементного раствора и обратным клапаном с 4 пружиной и отверстием над ним. Ю

Наиболее близким к отверстию являет- (, ) ся устройство для обратного цементирова- (1 ния обсадных колонн, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с седлом и запорным элементом на под- . пружиненном штоке.

Недостатком известного устройства яв- а ляется то, что оно имеет сложную конструкцию и не обеспечивает условий прямой промывки скважины.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его технологических возможностей путем обеспечения условий прямой промывки, Указанная цель достигается тем, что устройство для обратного цементирования

1723309

1 обсадном колонны, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с посадочным седлом.и запорным элементом на подпружиненном штоке, снабжено верхним и нижним перфорированными дисками и втулкой, установленной над посадочным седлом обратного клапана, жестко связанной с корпусом и выполненной с кольцевой проточкой-по внутренней поверхности, причем верхний перфорированный диск закреплен во втулке на срезаемых элементах, выполнен с пружинным фиксатором под кольцевую проточку втулки и воэможностью взаимодействия со штоком, а нижний перфорированный диск установлен под запорным элементом и жестко связан с последним.

На чертеже схематично изображено устройство для обратного цементирования обсадных колонн.

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн содержит корпус 1, в полости которого установлен обратный клапан, включающий посадочное седло 2 и эапорный элемент 3; закрепленный на штоке 4, жестко установленную в корпусе 1 над посадочным седлом обратного клапана втулку 5, с ограничительным буртом 6 и кольцевой по ее внутренней поверхности проточкой 7, Шток 4 обратного клапана снабжен пружиной 8. В верхней части штока 4 во втулке 5 установлен с возможностью ограниченного перемещения вдоль него перфорированный диск 9 с отверстиями 10, по обе стороны диска 9 на штоке 4 имеются ограничители 11 и 12 хода диска 9, причем диск 9 зафиксирован в верхней части центрального отверстия втулки 5 срезными элементами 13, а также содержит пружинные фиксаторы 14, взаимодействующие с кольцевой проточкой 7 при посадке диска 9 на ограничительный бурт 6, На нижнем конце штока 4 под запорным элементом 3 жестко закреплен перфорированный диск 15 с отверстиями 16.

Устройство работает следующим образом.

В обсадную колонну при промывке скважины перед цементированием вводят определенный обьем эластичной полимерной композиции, обладающей расчетным значением предельного напряжения сдвига (в дальнейшем полимерная композиция).

Полимерная композиция, двигаясь в колон не со скоростью движения промывочной жидкости, достигнув верхнего перфорированного диска 9 срезает срезные элементы

13, опускает перфорированный диск 9 который, надавливая на ограничитель 12 хода, сжимая пружину 8, опускает запорный элемент 3 и перфорированный диск 15, При посадке диска 9 на ограничительный бурт 6 подпружиненный фиксатор 14 входит в кольцевую проточку 7, фиксируя эапорный

5 элемент 3 в открытом положении, что обеспечивает возможность в дальнейшем производить обратное цементирование колонны. Полимерную композицию при дальнейшей промывке вымывают на повер10 хность.

При обратном цементировании перед закачкой тампонажного раствора в затрубное пространство вводят определенный обьем полимерной композиции, которая, 15 двигаясь перед тампонажным раствором как разделитель, достигнув перфорированного диска 15, срезает фиксаторы 14, после чего запорный элемент 3 под действием пружины 8 сдвигается в посадочное седло

20 2 и закрывает обратный клапан, При этом . дополнительная герметизация запорного. элемента 3 будет происходить и за счет надавливания полимерной композиции на диск 15.

25 При промывке скважины перед цементированием и при закачке тампонажного раствора промывочная жидкость без существенных сопротивлений потоку прокачивается через перфорированные диски 9 (или

30 15), так как суммарная площадь отверстий

10 (или 16) в диске 9 (или 15) незначительно меньше площади сечения внутреннего проходного канала колонны.

Срезание срезных элементов 12 (или

35 фиксаторов 14) обеспечивается за счет того, что при достижении полимерной композицией перфорированного диска 9(или 15) она надавит на него с силой, пропорциональной давлению в колонне (или заколонном про40 странстве), расчетному значению предельного напряжения сдвига полимерной композиции и площади отверстий 10 (или

16).

При дальнейшем увеличении давления

45 в колонне сила надавливания увеличится, полимерная композиция разрушится и продавится через отверстия 10 и 16 перфорированных дисков 9 и 15.

50 Сечение срезных элементов 13 и фиксаторов 14, количество и величину отверстий

10 и 16 в перфорированных дисках 9 и 15, скорость прокачки и полимерную композицию по величине предельного напряжения

55 сдвига подбирают из условий, чтобы усилия срезания срезных элементов 13 (или фиксаторов 14) были меньше усилий разрушения полимерной композиции, В качестве полимерной композиции используется композиция wa основе акрило1723309 вых полимеров, например гидролизованного полиакрилнитрила;

Составитель С.Шуумега

Техред ММоргентал Корректор(Л.БескидРедактор Ю.Середа

Заказ 1052 Тираж Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5

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

Формула изобретения

Устройство для обратного цементи ро.вания обсадных колонн, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с посадочным седлом и запорным элементом на подпружиненном штоке, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его технологических воэможностей путем обеспечения условий прямой промывки, оно снабжено верхним и нижним перфорированными дисками и втулкой, установленной над посадочным седлом обратного клапана, жестко связанной с корпусом и выполненной с кольцевой

5 проточкой по внутренней поверхности, причем верхний перфорированный диск закреплен во втулке на срезных элементах, выполнен с пружинным. фиксатором под кольцевую проточку втулки с возможностью

10 взаимодействия со штоком, а нижний перфорированный диск установлен под запорным элементом и жестко связан с последним.