Устройство для спуска и цементирования обсадных колонн

 

Использование1 спуск и цементирование обсадных колонн при креплении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: устройство снабжено подпружиненным штоком с фрезерованными пазами, ударник выполнен со сквозным осевым каналом и имеет дополнительный выступ на внутренней поверхности, при этом шток размещен о осевом канале ударника с возможностью взаимодействия своей цилиндрической поверхностью с дополнительным выступом ударника. Длины выступов корпуса и штока связаны соотношениями h hi и Н Hi. 1 з.п. ф-лы, 3 ил

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 ЕЯ1 В 4/14

ГОСУДАРСТРгНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804077/03 (22) 22,02.90 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (75) В.И.Назаров и С.В,Назаров (56) Авторское свидетельство СССР

hh 424957, кл. Е 21 В 4/14, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Использование: спуск и цементирование обсадных колонн при креплении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобре- .

Изобретение относится к нефтяной, газовой и геологоразведочной отраслям промышленности, а именно к устройствам для спуска и цементирования обсадных колонн.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет увеличения ударной мощности и КПД, На фиг. 1 изображено устройство в статическом состоянии; на фиг, 2 и 3 — сечения

А-А и Б-Б на фиг. 1.

Устройство включает корпус 5, внутренняя поверхность которого имеет цилиндрический выступ 7, верхний 1 и нижний 11 переводчики. В корпусе на пружине 9 установлен ударник 6 со сквозным осевым каналом и дополнительным выступом на внутренней поверхности. С верхним пере-: водчиком 1 жестко связан шток 4 с фрезерованными пазами, На штоке установлена пружина 2, взаимодействующая с ударником 6. В нижней части устройства размещена наковальня 10. Ударник на внешней поверхности имеет фрезерованные вазы 8.

Перекрытие потока раствора осуществляет. Ж 1824494 А1 тения: устройство снабжено подпружиненным штоком с фрезерованными пазами, ударник выполнен со сквозным осевым каналом и имеет дополнительный выступ на внутренней поверхности, при этом шток размещен о осевом канале ударника с возможностью взаимодействия своей цилиндрической поверхностью с дополнительным выступом ударника, Длины выступов корпуса и штока связаны соотношениями h < h1 и

Н < Н1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил ся по цилиндрическим поверхностям 3 и 7, имеющим гарантированный зазор., лины цилиндрических поверхностей ударника и штока и корпуса и ударника связаны соотношениями h 5 h1 и Н < Н1.

Устройство работает следующим образом.

Устройство перед спуском навинчивают на часть обсадной колонны. При движении колонны по стволу скважины буровой раствор давлением поднимает ударник 6 вверх и поток через фрезерованные пазы 8 в ударнике и штоке заполняет обсадные трубы.

При этом в зависимости от скорости спуска ударник может совершать колебательные процессы, сжимая верхнюю пружину 2 и перекрывая поток раствора, что приводит к образованию гидравлических импульсов давления, вызывающих колебания нижней части колонны, способствующие свободному прохождению ее в скважине, При возникновении прихвата или затяжке обсадной колонны прокачивают буровой раствор. Под действием давления раствора на верхнюю площадь ударника по1824494 следний начнет перемещаться вниз. сжимая пружину 9. При этом в начале открывается проход для раствора через пазы штока 4, а затем через пазы ударника 6 (h5 hi; Н S Н>). В последнем случае открывается большая площадь для выхода раствора, вследствие этого давление резко падает.

Ударник под действием силы сжатой пружины 9 перемещается вверх, перекрывая поток раствора вначале выступом корпуса, затем штоком. Так как длина ударника от места перекрытия 7 потока до верхней площади ударника достаточно велика, то волна повышенного давления придет одновременно с давлением, возникшим при перекрытии потока в месте 3. При этом ударник движется по инерции и сжимает верхнюю пружину. Вновь возникшее повышенное давление в результате перекрытия потока в двух местах резко перемещает удар вниз.

Здесь в работу вступают инерционные силы и процесс повторяется.

Создание высокочастотных динамических нагрузок приводит к резкому снижению трения между стенками скважины и прихваченным инструментом, что приводит к освобождению инструмента от прихвата.

Таким образом, особенностью работы предлагаемого устройства является возможнос-ь использования двух гидравлических ударов для перемещения ударника вниз, в результате этого увеличивается скорость его перемещения и частота ударов, что ведет к росту ударной мощности и КПД.

При изменении подачи раствора возможна работа устройства как в ударном, так и безударном режиме с регулируемой частотой. При цементировании скважины устройство позволяет работать при больших расходах раствора, Это важно. так как цементирование осуществляется за короткий промежуток времени.

Гидравлические импульсы давления, создаваемые устройством. способствуют лучшей очистке стенок скважины от глинистого

45 раствора перед ее цементированием. Высокочастотный режим работы устройства лучше диспергирует тампонажный раствор, уплотняет его. улучшает заполнение затрубного пространства и повышает прочность образуемого камня.

В устройстве отсутствуют уплотнительные элементы, Места перекрытия потока раствора армируют износостойким материалом, Все это позволяет повысить стойкость узлов при работе в агрессивных средах при повышенных давлениях и температурах, хранить устройство при низких температурах.

Предложенная система устройства может быть использована при проектировании гидроударника для бурения скважины. Для этих целей шпиндель, состоящий из наковальни и нижнего переводника, изготавливается подвижным, Экономический эффект будет получен эа счет широкого использования устройства для различных целей строительства скважин, Формула изобретения

1.Устройство для спуска и цементирования обсадных колонн, включающее корпус, подпружиненный ударник с взаимодействующими друг с другом цилиндрическими выступами и наковальню, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что, с целью расширения области применения устройства эа счет увеличения ударной мощности и КПД, оно снабжено подпружиненными штоком и фреэерованными пазами, ударник выполнен со сквозным осевым каналом и имеет дополнительный выступ на внутренней поверхности, при этом шток размещен в осевом канале ударника с возможностью взаимодействия своей цилиндрической поверхностью с дополнительным выступом ударника.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что длины выступов ударника корпуса и штока связаны соотношениями

h

Фиг, д

Составитель В. Назаров

Техред М.Моргентал Корректор М. Андрушенко

Редактор

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

Заказ 2219 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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