Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

Использование: при ступенчатом цементировании скважин, Обеспечивает возможностью селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в заколонное пространство двух порций тампонажной смеси с разрывом во времени. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с боковыми отверстиями. Снаружи корпуса установлена подвижная втулка с боковыми отверстиями. Она образует с корпусом кольцевую полость. В кольцевой полости помещена кольцевая перегородка, подпружиненная относительно корпуса. Кольцевая перегородка выполнена с возможностью перекрытия боковых отверстий корпуса в ее крайнем нижнем положении. Под подвижной втулкой на расстоянии ее рабочего хода установлена дифференциальная втулка-толкатель. Эта втулка установлена с возможностью возврата подвижной втулки в исходное положение. Перед закачкой первой порции тампонажной смеси создают давление в обсадной колонне. Под давлением кольцевая перегородка смещается и открывает боковые отверстия в кольцевой перегородке, что обеспечивает сообщение полости обсадной колонны с заколонным пространством. Под действием пружины кольцевая перегородка вместе с подвижной втулкой смещаются в нижнее положение и перекрывают боковые отверстия корпуса. Для закачки второй порции тампонажной смеси вновь создают давление в обсадной колонне и приводят в действие дифференциальную втулку-толкатель. Эта втулка перемещает подвижную втулку. Боковые отверстия корпуса открываются. После выполнения операций подвижная втулка возвращается в исходное положение . 1 з.п.ф-лы, 4 ил. XI XI Ю х| ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886242/03 (22) 29.11.90 (46) 07.12.92, Бюл. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Н.Х.Яхин, Ю.З.Цырин и В,И,Вэнифатьев (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1027368, кл, Е 21 В 33/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1501589, кл. Е 21 В 33/14, 1986. (54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Использование: при ступенчатом цементировании скважин, Обеспечивает возможностью селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в зэколонное пространство двух порций тэмпонажной смеси с разрывом во времени. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус с боковыми отверстиями. Снаружи корпуса устэновленэ подвижная втулка с боковыми отверстиями. Она образует с корпусом кольцевую полость. В кольцевой полости помещена кольцевая перегородка, подпружиненнэя относительно корпуса, Кольцевая перегородка выполнена с возИзобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, э именно к устройствам для селективной изоляции пластов в скважинах, прежде всего горизонтальных, Известна муфта для ступенчатого це, ментировэния скважин, включэющая корпус с боковыми отверстиями, снаружи которого против боковых отверстий установлена дифференциальная втулка, воспринимающая перепад внутриколонного и

Я2 1779742 А1 можностью перекрытия боковых отверстий корпуса в ее крайнем нижнем положении.

Под подвижной втулкой на расстоянии ее рабочего хода установлена дифференциальная втулка-толкэтель, Этэ втулка установлена с возможностью возврата подвижной втулки в исходное положение. Перед закачкой первой порции тампонэжной смеси создают давление в обсадной колонне. Под давлением кольцевая перегородка смещается и открывает боковые отверстия в кольцевой перегородке, что обеспечивает сообщение полости обсадной колонны с эаколонным пространством. Под действием пружины кольцевая перегородка вместе с подвижной втулкой смещаются в нижнее положение и перекрывают боковые отверстия корпуса. Для закачки второй порции тэмпонажной смеси вновь создают давление в обсадной колонне и приводят в действие диффе ренциал ьную втулку-тол кател ь.

Эта втулка перемещает подвижную втулку.

Боковые отверстия корпуса открываются.

После выполнения операций подвижная втулка возвращается а исходное положение. 1 з.п,ф-лы, 4 ил. зэколонного давлений, установленный внутри корпуса гидравлико-механический держатель втулки в начальном и конечном положениях, включающий кольцевой поршень, гидрэвлически сообщенный с втулкой, и пружинный фиксатор промежуточного и конечного положений поршня, причем поршень и фиксатор закреплены в корпусе разрушаемыми элементами, а боковые отверстия корпуса перекрыты обратными клапанами, 1779742

Наиболее близким решением иэ известных является муфта для ступенчатого цементирования скважин, устанавливаемая на обсадной колонне, включающая полый корпус с наружным кольцевым выступом и боковыми отверстиями в кольцевом выступе, подвижную втулку с боковыми отверстиями, размещенную снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую полость.

Недостатком известной муфты является невозможность .использования ее при селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в заколонное пространство двух порций тампонажной смеси с разрывом во времени.

Целью изобретения является возможность использования его при селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в.заколонное пространство двух порций тампонажной смеси с разрывом во времени.

Указанная цель достигается тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая полый корпус с наружным кольцевым выступом и боковыми отверстиями в кольцевом выступе, подвижную втулку с боковыми отверстиями, размещенную снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую полость, снабжена кольцевой перегородкой, подпружиненной относительно корпуса и зафиксированной на нем над его боковыми отверстиями, и дифференциальной втулкой-толкателем, установленной под подвижной втулкой на расстоянии ее рабочего хода и с возможностью ее возврата в исходное положение, а подвижная втулка между ее боковыми отверстиями и боковыми отверстиями корпуса выполнена с внутренним кольцевым выступом с воэможностью перекрытия им боковых отверстий корпуса в крайнем нижнем положении подвижной втулки, причем последняя и дифференциальная втулкатолкатель выполнены с фиксаторами их конечного положения, а корпус против дифференциальнойй втулки толкателя выполнен ступенчатым и с дополнительными боковыми отверстиями.

На фиг.1 изображена муфта в транспортном положении; на фиг,2 и 3 — соответственно в период закачки в заколонное пространство скважины первой и второй порций тампонажных смесей; на фиг.4 — в период подготовки для закачки второй порции, тампонажной смеси, Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн (фиг,1) содержит полый корпус 1 с наружным кольцевым выступом и боковыми отверстиями 2 в кольцевом выступе, подвижную втулку 3 с боко10

20

25 зует с ним кольцевую полость Б. Необходимая герметичность муфты обеспечивается

55 выми отверстиями 4, размещенную снаружи корпуса 1 и образующую с ним кольцевую полость А, Над боковыми отверстиями 2 корпуса 1 установлена кольцевая перегородка 5, подпружиненная относительно корпуса элементом 6 и зафиксированная штифтом 7. Под подвижной втулкой 3 установлена дифференциальная втулка-толкатель 8 на расстоянии ее рабочего хода и с возможностью ее возврата в исходное положение. Подвижная втулка 3 между ее боковыми отверстиями 4 и боковыми отверстиями 2 корпуса 1 выполнена с внутренним кольцевым выступом с возможностью перекрытия им боковых отверстий 2 корпуса 1 в крайнем нижнем положении подвижной втулки 3. Подвижная втулка 3 и дифференциальная втулка-толкатель 8 выполнены с фиксаторами 9 и 10 их конечного положения. Корпус 1 против дифференциальной втулки-толкателя 8 выполнен ступенчатым с дополнительными боковыми отверстиями

11. Втулка-толкатель 8 зафиксирована штифтом 12 относительно корпуса 1 и обрауплотнительными кольцами 13.

Предложенная муфта работает следующим образом.

Муфту на обсадных трубах спускают в скважину до необходимой глубины. В зону муфты на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) спускают внутриколонный пакер (например, типа ПРС) с обеспечением повышения давления в корпусе предлагаемой муфты подачей жидкости через колонну

НКТ, После этого. (фиг,2) при повышении давления в корпусе муфты до заданной величины происходит срез штифта 7, перемещение вверх по кольцевой полости А подпружиненной относительно корпуса 1 элементом 6 кольцевой перегородки 5, заякоривание фиксатором 9 ее в конечном положении относительно подвижной втулки 3 и сообщение между собой боковых отверстий 2 и 4 соответственно корпуса 1 и втулки

3, Промывка и цементирование заданной эаколонной зоны осуществляются через боковые отверстия 2, кольцевую полость А и отверстия 4 втулки 3.

После эакачивания расчетного объема тампонажной смеси и сброса давления в цементировочной головке (фиг.4) втулка 3 с заякоренной фиксатором 9 кольцевой перегородкой 5 перемещаются элементом 6 до втул ки-тол кателя 8. Таким образом боковые отверстия 2 конуса 1 оказываются герметично перекрытыми внутренним кольцевым выступом втулки 3.

1779742

Для закачки в заколонное пространство второй порции тампонажной смеси (фиг.3) давление в цементировочной головке повышают до заданной величины, необходимой для среза винта 12, Жидкость через отверстия 11, кольцевую полость Б, воздействуя на втулку-толкатель В, перемещает последний совместно с втулкой 3 и заякоренной фиксатором 9 кольцевой перегородкой 5, сжимая элемент 6 на расстояние, необходимое для открытия боковых отверстий 2. Цементирование осуществляется через боковые отверстия 2, кольцевую полость А и боковые отверстия 4 втулки 3. После закачивания второй порции тампонажной смеси и сброса давления в цементировочной головке втулка 3 с заякоренной фиксатором 9 кольцевой перегородкой 5, втулкой-толкателем 8 перемещаются элементом 6 в исходное положение, герметично перекрывая внутренним кольцевым выступом втулки 3 боковые отверстия 2 корпуса 1. Втулка-толкатель 8 в конечном положении удерживается фиксатором 10, взаимодействующим с упорными канавками, выполненными на корпусе 1.

Благодаря такому выполнению достигается возможность использования муфты при селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в заколонное пространство двух порций тампонажной смеси с разрывом во времени.

Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая полый корпус с наружным кольцевым выступом и

5 боковыми отверстиями в кольцевом выступе, подвижную втулку с боковыми отверстиями, размещенную снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую полость, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью возмож10 ности использования ее при селективной изоляции пластов с последовательной закачкой в заколонное пространство двух порций тампонажной смеси с разрывом во времени, она снабжена кольцевой перего15 родкой, подпружиненной относительно корпуса и зафиксированной на нем над его боковыми отверстиями, и дифференциальной втулкой-толкателем, установленной под подвижной втулкой на расстоянии ее рабо20 чего хода и с возможностью ее возврата в исходное положение, а подвижная втулка между ее боковыми отверстиями и боковыми отверстиями корпуса выполнена с внутренним кольцевым выступом с возможностью

25 перекрытия им боковых отверстий корпуса в крайнем .нижнем положении подвижной втулки, причем последняя и дифференциальная втулка-толкатель выполнена с фиксаторами их конечного положения, а корпус

30 против дифференциальной втулки-толкателя — ступенчатым и с дополнительными боковыми отверстиями.

1779742

Составитель Н.Яхин

Техред ЮМоргентал Корректор Е, Папп

Редактор С.Сухая

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

Заказ 4419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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