Муфта ступенчатого цементирования скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности и используется при строительстве скважин. Цель - повышение надежности работы муйты путем удаления из нее уплотнения после закрытия циркуляционных отверстий . Муфта включает корпус 1, золотниковую втулку 2 и контейнер 3 с циркуляционными отверстиями соответственно 4-6. Втулка 2 закреплена в корпусе 1 на срезной шпильке 7. Контейнер установлен в золотниковой втулке с помощью сжатых пружинных колец: верхнего 8 и нижнего 9. Кольцевой зазор между втулкой 2 и контейнером 3 герметизирован уплотнениями: верхним и нижним. Верхнее уплотнение 17 закреплено на контейнере с помощью тяг, выполненных в виде гибких нитей, скрепленных в нижней части упруго растянутым бандажом. Верхнее уплотнение выполнено составным из четного числа клиновидных секторов, так что половина секторов направлена клином вверх, а остальные - клином вниз. Секторы соединены в верхней части гибкими связями, скрепленными с упруго растянутым бандажом непосредственно над верхним торцом секторов, k ил. (Л С х| ел ю ю со СА

(l9) (11) СООЗ СОВЕТСНИХ

4 Ю

-=-mcnvsaw щ) Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,,;,,: ф ;.,: 1„ :.*;;." Р-::;. „". " н Авт0 снОму свидвтвльствм

1 (21) 4794472/03 (22) 21.02.90 (46) 07.08.92. Бюл. Н 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению сква" жин и буровым растворам (72) В.В.Еременко, В.Н.Гагин, А.А.Абрамов, 3.Ш.Ахмадишин, А.И.Вдовенко, R.R,t агина и В.С.Тихонов . (56) Авторское свидетельство CCCP

М 1379450, кл. Е 21 В 33/14, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 949160, кл. E 21 В 33/14, 1980. (54) НУФТА СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной . . промышленности и используется при строительстве скважин. Цель - повышение надежности работы муфты путем удаления из нее уплотнения после закрытия циркуляционных отверстий. Муфта включает корпус t

2 золотниковую втулку 2 и контейнер 3 с циркуляцйонными отверстиями сооТ ветственно 4"6. Втулка 2 закреплена в корпусе 1 на срезной шпильке 7.

Контейнер установлен в золотниковой втулке с помощью сжатых пружинных колец: верхнего 8 и нижнего 9. Кольцевой зазор между втулкой 2 и контейнером 3 герметизирован уплотнениями: верхним и нижним. Верхйее уплотнение 17 закреплено на койтейнере с помощью тяг, выполненных в виде гибких нитей, скрепленных в нижней части упруго растянутым бандажом.

Верхнее уплотнение выполнено составным из четного чйсла клиновидных секторов, так что половйна секторов направлена клином .вверх, а остальные - клином внйз. Секторы соединены в верхней части гйбкими связями, скрепленными с упруго растянутым бандажом непосредственно над верхним торцом секторов. 4 ил.

1752933

Изобретение относится к бурению скважин, ь частности к устройствам для цементирования в две ступени.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, в которой уплотнительный элемент принудительно утапливается (отжимается) в полость между корусом и подвесной заслонкой.

Недостатком этой муфты является низкая надежность из-за того, что ": кольцевой зазор под пакером забивается. цементом, а пакер после распакеровки сильно сужает зазор и препят" ствует освобождению контейнера и погружению его на забой.

Известна также муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, в которой контейнер с циркуляционными отйерстиями и уплотнением кольце-. вого за зора между золотниковой втулкой и контейнером, выталкивается перепадом давления и должен погружаться на забой под силой тяжести. . Недостатком известной муфты является низкая надежностЬ удаления уплотнения из выточки в золотниковой втулке. По этой прйчине теряется возможность .беспрепятственного прохода геофизических приборов через муфту» и ниже и о колонне.

Цель изобретения — повышение надежности работы муфтй стуйенчатого цементйрованйя скважин путем удаления из нее уплотнения после закрытия циркуляционных отверстий.

Принудительное удаление уплотнения позволяет избежать необходимости -спуска в скважину насоснокомпрессорных труб с целью проталкивания контейнера на забой.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена подпружи- . ненными тягами, размещенными -под уп лотнением, закрепленными соответственно нижним концом на контейнере, а верхним - на уплотненйи, при этом тяги выполнены в виде гибких нитей, скрепленных в верхней части упруго растянутым бандажом, а уплотненйе выполнено в виде эластйчной разьемной втулки, состоящей из четного числа секторов клинообразной формы, ориентированных вдоль оси контейнера и попарно соединенных в верхней части гибкими связями, соединенными с упруго растянутым бандажом у верх- него торца секторов уплотнения, ф направленных клином вверх и соединенных в нижней части с тягами, причем длина нитей от тбчки их крепления на контейнере до упруго растянутого бандажа под нижним торцом уплотнения больше расстояния от этой точки до верхнего торца контейнера, а длина гибких:связей секторов, 10 уплотнения от . упруго растянутого бандажа до точки креплейия на секторах уплотнения, направленных клином вниз, больше высоты уплотнения.

Новые структурные признаки обеспечивают последовательно разборку уплотнения. на части, размещение по-. следних над верхним торцом контейнера в поперечнике, меньшем диаметра контейнера, и удаление их из муфты . на забой вместе с контейнером.:

На фиг. 1 изображена муфта при цементировании первой ступени на фиг. 2 - то же, во время открытия цементировочных отверстий на фиг.32 . то же, по окончании цементирования второй ступени, на фиг.4 - узел I на фиг, 2.

Муфта ступенчатого цементирования состоит из корпуса 1, золотниковой

30 втулки 2 и контейнера 3 с циркуляционнйми отверстиями 4-6. Золотниковая втулка закреплена в корпусе на срезной шпильке 7 (фиг.1). Контейнер установлен в золотниковой

З втулке с помощью сжатых пружинных колец. верхнего 8, сжатого внутри золотниковой втулки,и нижнего 9, которое сжато с помощью упоров 10, опертых о стенки корпуса.

На половине рабочего хода (рабочий ход совершает золотниковая втулка в последовательном передвижении вниз, открывая и закрывая циркуляционные отверстия} под зо4g лотниковой втулкой в корпусе установлено на срезной шпильке упорное кольцо 11, а на полной длине хода проточена канавка 12 для взаимодействия с упорами l0, фиксирующими

10 положение золотниковой втулки при закрытии циркуляционных отверстий.

Контейнер выполнен с седлами - нижним 13 и верхним 14 для размещения и фиксации соответственно под откры" у вающую 15 (фиг.2) и закрывающую

16 пробки (фиг.3).

Кольцевой зазор между золотниковой втулкой и контейнером герметизирован уплотнениями - верхним 17 и маются к оси муфты упруго растянутыми бандажами 20, а затем с помощью гибких связей 23 и упруго растяну" тых бандажей 24 секторы 22 сжимаются к оси и увлекаются вниз за контейнером. Сборка из двух ярусов сжатых бандажами секторов уплотнения над контейнером погружается на забой, 10 Зкономический эффект складывается за счет повышения надежности удаления верхнего уплотнения из муфты ступенчатого цементирования. Исключается необходимость дополнительной шаблонировки колонны после ее цементирования и повторного спуска геофизических приборов; формупа изобретения

Муфта ступенчатого цвментирования скважин, включающая корпус, золотниковую втулку и контейнер с циркуляционными отверстиями, уплотнение кольцевого зазора между золотниковой втулкой и контейнером

25 над циркуляционными отверстиями, отличающаяся тем, что, t с целью повышения надежности ее в работе путем удаления из нее уплотнения после закрытия циркуляци 0 онных отверстий контейнера,она снабжена подпружиненными тягами, размещенными под уплотнением, закрепленными соответственно нижним концом на контейнере; а верхним35 на уплотнении, при этом тяги выполнены в виде гибких нитей, скрепленных s верхней части упруго растянутым бандажом, а уплотнение вы" полнено B виде эластичной разьемной

40 втулк, состоящей из четного числа секторов клинообразной формы, ориентированных вдоль оси контейнера и попарно соединенных в верхней части гибкими связями, соединенными с упруго растянутым бандажом у верхнего торца секторов уплотнения, направленных клином вверх и соединенных в нижней части с тягами, причем длина нитей тяг от точки их крепления на контейнере до упруго растянутого бандажа, под нижним торцом уплотнения больше Расстояния от этой точки до верхнего торца контейнера, а длина гибких связей . секторов уплотнения от упруго растянутого бандажа до точки крепления на секторах уплотнения, направленных клином вниз, больше высоты уплотнения...1752933 нижним 18 (фиг.2) . Верхнее уплотнение 17 закреплено на контейнере с помощью тяг 19, выполненных в виде гибких нитей длиной 1, например

1 5 плетенных капроновых, скрепленных в нижней части упруго растянутым бандажом 20. Уплотнение 17 выпопнено составным из четного числа клиновидных секторов, так что половина секторов 21 направлены клином вверх, а остальные секторы 22 - вниз (фиг.4). Зти секторы попарно соединены в верхней части гибкими связями 23 длиной 1„, скрепленными с упpyro растянутым бандажом 24 непосредственно над верхним торцом. секторов 21.

Муфта ступенчатого цементирования работает следующим образом. 20

По окончании первой ступени цементирования (фиг.1) и посадки открывающей пробки 15 на седло 13 (фиг.2) избыточным давлением срезают шпильку 7 и перемещают золотниковую втулку 2 с контейнером 3 до посадки на упорное кольцо 11 и совмещения ,циркуляционных отверстий 4-б. 3атем скважину выше отверстий 4 промывают и" цементируют вторую. ступень, продавливая тампонажный раствор закрывающей пробкой 16. В конце продавки пробка 16 входит в контейнер 3, складывает свои манжеты и садится на седло 14.

При этом за счет герметизации кольцевого зазора между золотниковой втулкой 2 и контейнером 3 с помощью уплотнения 17 повышенный перепад давления срезает шпильку упорного кольца

11 и перемещает золотниковую втулку и контейнер вниз до совмещения упоров 10 с канавкой 12 и полного разобщения циркуляционных отверстий 4 и

5. Далее упоры 10 расширяются в канавку 12, освобождают пружинное кольцо 8 и снимают контейнер 3 с упора на золотниковую втулку 2. 3олотниковая втулка фиксируется в этом положении, а контейнер продолжает двигаться вниз. При этом уплотнение

18 и пружинное кольцо 8, пройдя упорное кольцо 11, расширяются,и прячутся под его торцом.

Как только верхний торец контейнера окажется ниже верхнего уплотнения 17, последнее разбирается на части: сначала под действием тяг 19 выдергиваются вниз .секторы 21 и сжи1752933 .

1752933

Составитель В. Га гина

ТехредМ,Моргентал Корректор Jl.,Ëèâðèíö

° ВЪ ВЭФАМ ° М Ф еве еае

Тираж . Подписное . комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССбР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор Н.Яцола

Заказ 2743

ВНИИПИ Государственного

I 13035, Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101