Устройство для комбинированного цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к горной промышленности и используется при строительстве скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Оно включает корпус с циркуляционными отверстиями, который соединяется с обсадной колонной при помощи патрубка и муфты Циркуляционные отверстия временно перекрыты. Элемент перекрытия циркуляционных отверстий выполнен в виде полых пробок с ослабленным сечением и кольца, установленного против циркуляционных отверстий корпуса На наружной поверхности корпуса установлен узел герметизации циркуляционного отверстия, выполненный в виде шарового клапанного механизма и крышки, имеющих осевые и кольцевые каналы Осевые каналы крышки смещены против соответствующих каналов клапанного узла Кольцевые каналы гидравлически соединяют осевые каналы шарового клапанного узла и крышки. 1 ил.

СОЮЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)1 Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4822081/03 (22) 03.05.90 (46) 23.08.92, Бюл. N 31 (75) Г.В,Гафаров. Г,С,Рамазанов, P,Ì.Ãèëÿзов и А. Ш.Заганшин (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1357546, кл. F 21 В 33/14, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1004614, кл. Е 21 В 33/14, 1980, (54) УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОЙН (57) Изобретение относится к горной промышленности и используется при строительстве скважин. Цель изобретения— повышение надежности работы устройства.

Оно включает корпус с циркуляционными

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к цементированию обсадных колонн, позволяющее цементировать нижнюю часть колонны прямой циркуляцией, верхйюю— обратной циркуляцией путем закачкй цементного раствора в заколонное пространство и выхода бурового раствора из колонны.

Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн; включающее полый корпус с выполненными на его внутренней поверхности верхней и нижней камерами, полую подвижную втулку с верхним, средним и нижним рядами радиальных каналов и выполненным в ней посадочйым седлом под бросовый элемент, перекрывающий элемент проходного канала полой подвижной втулки, фиксаторы нижнего и верхнего положения палой подвижной.втулки, оно снабжено фиксатором промежуточ. Ж, 1756539 А1

2 отверстиями, который соединяется с обсадной колонной при помощи патрубка и муфты, Циркуляционные отверстия временно перекрыты. Элемент перекрытия циркуляционных отверстий выполнен в виде полых пробок с ослабленным сечением и кольца, установленного против циркуляционных отверстий корпуса, На наружной поверхности корпуса установлен узел герметизации циркуляционного отверстия, выполненный в виде шарового клапанного механизма и крышки, имеющих осевые и кольцевые каналы. Осевые каналы крышки смещены против соответствующих каналов клапанного узла, Кольцевые каналы гидравлически соединяют осевые каналы шарового клапаннога узла и крышки. 1 ил. ного положения полой подвижной втулки и храповым механизмом, размещенным в нижней части корпуса и выполненным в виде пружинного кольца. установленного в проточке корпуса, и кольцевых проточек на наружной поверхности полой подвижной втулки в нижней ее части, при этом диаметры среднего и верхнего положения полой подвижной втулки выполнены в виде срезаемых штифтов, в полой подвижной втулке выполнена камера против среднего ряда радиальных каналов с размещенным в нем перекрывающим элементом, выполненным в форме шара и установленным с возможностью поочередного перекрытия верхнего и нижнего входных отверстий в камеру, причем плотность материала шара меньше плотности промывочной жидкости, Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее корпус с перегородкой и связанный с

1756539

50 риям

3 ней трубчатый фильтр, оно снабжено прямым каналом, установленным в верхней части трубчатого фильтра, причем перегородка выполнена с отверстиями на участке между корпусом и фильтром, а последний расположен под перегородкой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является устройство для обратного цементировайия верхней ступе. ни обсадной колонны, включающее корпус с цементировочными отверстиями, элемент временного перекрытия цементировачных отверстий на время прямого цементиравания нижней ступени и элемент окончательного перекрытия цементировочных отверстий после обратного цементиравания верхней ступени, обсадная колонна между верхней и нижней ступенями выполнен с телескопическим соединением, а элемент временнога и окончательного перекрытия цементиравочных отверстий выполнен в виде герметизирующей втулки с толкателем, выполненным из материала с тепловыми деформационными свойствами, обеспечивакццими осевое перемещение втулок, установленной выше или ниже цементировочных отверстий, Недостатками этого устройства я вля ют-. ся: применение термачувствительнай пружины, для действия которой требуется повышенная температура. Обеспечить соответствующую температуру на большой глубине не всегда возможно, поэтому не гарантируется сигнал об окончании обратного цементирования; требуется телескопическое осевое перемещение колонны для открытия и закрытия циркуляцианных отверстий. В наклонных скважинах, а и . число составляет 90 ат общего числа скважин, осевое перемещение колонны не выполнимо из-за прихватов обсадной колонны в скважине; циркуляцианные отверстия закрываются перемещением герметизирующей втулки вниз, а эта возма>кна лишь при посадке колонны на забой; в процессе спуска колонны отверстия ocTBlorcA открытыми, поэтому промежуточная промывка происходит через отверстия, а не через башмак, что приводит к осложнениям и аваЦелью изобретения является повышение надежности в работе устройства за счет автоматического перекрытия циркуля цианных отверстий в момент окончания обратного цементирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для комбинированного цементирования обсадной колонны, включающем корпус с циркуляционными каналами, элементы соединения с обсадной колонной, 5

40 элемент временного перекрытия циркуляционных отверстий и узел герметизации циркуляцианных отверстий, элемент временного перекрытия циркуляционных отверстий выпалцен в виде полых пробок с ослабленным сечением и кольца, установленного против циркуляционных каналов, при этом полые пробки установлены с возможностью перекрытия циркуляционных каналов корпуса и жестко соединены с кольцом, а узел герметизации циркуляционных отверстий выполнен в виде шарового клапанного механизл1а и крышки, размещенных на наружной поверхности корпуса и имеющих осевые и кольцевые каналы, при этом осевые каналы крышки и клапаннога узла смещены друг относительно друга, а кольцевые каналы гидравлически соединяют осевые каналы шарового клапанного узла и крышки.

На черте>ке изображено устройство, общий вид, разрез, Устройство содер>кит корпус 1 с циркуляционными каналами, элементы соединения с обсадной колонной, состоящие из патрубка 2, муфты 3, элемент временного перекрытия циркуляционных отверстий 4, состоящий из кольца 5, соединенный с полыми пробками 6 с ослабленным сечением, узел герметизации циркуляционных отверстий 7, содержащий осевые и радиальные циркуляционные отверстия 8 и 9, шаровые клапаны 10 и крышку 11 с кольцевым каналом 12 и осевыми циркуляцианными отверстиями 13. Между корпусом и узлом герметизации циркуляцианных отверстий установлен эластичный уплотнитель 14.

Устройство работает следующим образам, После спуска колонны в скважину производят цементирование нижней ступени до устройства комбинированного цементиравания известным способом — прямой циркуляцией. Цементиравочная пробка, двигаясь в колонне под действием продавачной жидкости, нижним концом входит в кольцо 5, Полые резьбовые пробки 6 ломаются по ослабленному сечению, открываются отверстия 4, цементировочная пробка с кольцом 5 уносится на забой.

Шаровые клапаны 10 потоком продавочнай жидкости прижаты к гнездам, обеспечивая герметичность циркуляционных отверстий 8 клапанного узла 7, Для цементиравания верхней ступени вызывается обратная циркуляция. При этом промывочная жидкость из заколоннаго пространства проходит внутрь колонны по циркуляцианным радиальным и осевым отверстиям 8, 13, далее через кольцевые

1756539

После прекращения закачки цемейтного раствора шаровые клапаны опускаются в свои гнезда. Скважину оставляют на затвердевание цементного раствора.

5 б

1

13

Я

Составитель А. Зиганшин

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор О, Юрковецкая

Редактор О. Хрипта

Заказ 3071 Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 каналы 12 клапанного узла 7, крышки 11 и ее осевые циркуляционные отверстия. Шаровые клапаны при этом приподняты к крышке 11. Скважина промывается.

Перед цементированием верхйей ступени закачивается вязкоупругий разделитель на основе: вода+ цемент+ латекс

+ хлористый кальций или вода + цемент+ полиакриламид + хлористый кальций и другие.

Вязкоуп ругий разделитель способствует наиболее полному вытеснению промывочной жидкости из заколоннОго пространства и прохода через отверстия и кольцевые каналы клапанного узла повышает давление прокачки, В процессе закачки расчетного коЛичества цементного раствора повышение давления является сигналом для прекращенйя цементирования верхней ступени.

Формула изобретения

Устройство комбинированного цементирования обсадных колонн. включающее корпус с циркуляционными отверстиями, 5 элементы соединения с обсадной колонной, элемент временного перекрытия циркуляционных отверстий и узел герметизации циркуляционных отверстий, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

10 надежности в работе, элемент временного перекрытия циркуляционных отверстий выполнен в виде полйх пробок с ослабленным сечением и кольца; установленного против циркуляционйых отверстий корпуса, при 15 этом полые пробки установлены с возможностью перекрытия циркуляционных отверстий корпуса и жестко соединены с кольцом, а узел герметизации циркуляцйонных от. верстий выполнен в виде шарового клапан20 ного узла и крышки, размещенных на наружной поверхности корпуса и имеющих осевые и кольцевые каналы, при этом осевые каналы крышки и клапанного узла смещены друг относительйо друга, а кольцевые

25 каналы гидравлически сообщены с осевыми каналами шарового клапанного узла и крышкй.