Устройство для цементирования скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социапистическитт ртеспубпик (3I) 599053 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) заявлено 241276 (21) 2434262/22 — 03

2 (51) М. Кл.

Е 21 В 33/14 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 250378Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 020378

Гаердгретаанный номнтат

Соантг мнннетроа CCCP на,ганам азоврвтанна н отнрытнй (53) УДК 622. 245. 42 (088 .8) (72) Авторы изобретения

А. A. Цыбин, A. А. Гайворонский, Ю. Г. Апанович и Л. Х. Фарукшин

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕИЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН устройство касается крепления скважин, а именно устройств для двухступенчатого и манжетного цементирования скважин.

Известно устройство, состоящее иэ корпуса с радиальными отверстиями, нижней и верхней втулок, закрепленных на корпусе на среэных элементах, и приводится в рабочее положение шаром, а после окончания цементирования отверстия в корпусе закрываются верхней втулкой с помощью цементировочной пробки (1J

Недостатком указанного устройства является необходимость в разбуривании шара, пробки и цементного стакана между ними.

Наиболее близким иэ известных технических решений к изобретению является устройство для цементирования скважин, включающее корпус, дифференциальную втулку с радиальными отверстиями и срезной элемент (2)

Однако такое устройство обеспечивает только циркуляцию жидкости иэ затрубного пространства в колонну, а двухступенчатое и манжетное цементирование с помощью данного устройства невозможно.

Цель изобретения — обеспечение возможности двухступенчатого и манжетного цементирования скважин беэ последующего раэбуривания деталей устройства и цементного стакана.

Это достигается тем, что на внутренней поверхности дифференциальной втулки выполнены продольные пазы, сообщающиеся с радиальными отверстиями дифференциальной втулки, причем н ее верхней части установлен толкательфиксатор.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в исходном нерабочем положении; на фиг. 2 — то же, в период закачивания второй ступени цементного растворат на фиг. 3 — то же, после окончания цементирования скважины.

20 Устройство состоит из корпуса 1 с радиальным отверстием 2 и фиксатором 3 на ннутренней поверхностна переводника 4, соединенного с корпусом 1 и содержащего подпружиненный срезной

25 штифт 5„. дифференциальной втулки 6, имеющей пазы 7 на внутренней поверхности, сообщающиеся с радиальными отверстиями 8 во втулке, и продольные пазы 9 на наружной поверхности

80 срезного элемента 10, которым втулка

599053 ненный штифт 5 срезается, а пружин"ный, толкатель;фиксатор 12 убирается в паз переводника 4. Далее под давлением цементировочная пробка 16 садится на шар 15, при этом с того момента, когда пробка 16 перекрыла отверстия 2 и 8, цементный раствор из интервала между шаром 15 и пробкой 16 выдавливается в затрубное пространство через продольные пазы 7, сообщающиеся с радиальными отверстиями во

1 втулке. Под действием избыточного .давления на устье скважины Пробка 16 создает осевую нагрузку на шар 15, которйй срезает штифты, удерживающие пружинное кольцо 13 на обсадной колонне 14, "После этого пружинное кольцо попадает в проточку на внутренней поверхности колонны 14, а шар 15 под собственным весом-:падает в башмак обсадной. колонйы . :Сбрасывают; давление íà, устье:, Нри этоса втулка 6 переместится .в крайнее нижнее йоложениЬ и эафиксируется от перемещений вверх и вниз соответственно фиксатором 3 и толкателем -фиксатором 12.

При создании расчетного избыточно, го давления на устье скважины среэной элемент 10, удерживающий втулку б на корпусе 1 и кольцо 11 на втулке б, срезается, после чего пружинное кольцо 11 оказывается, между втулкой б и обсадной колонной:14, а шар 15 садится на пружинное кольцо 13, за-, крепленное с помощью срезных штифтом на колонне 14, перекрывая внутрен" ний канал обсадной колонны. При,О избыточном давлении на устъе скважины дифференциальная втулка 6 перемещается вверх за счет превышения weвой,силы, действующей на торцовУю по верхность Г втулки 6 над суммарйой осевой силой, действующей на торцовые поверхности A и Б (давление в колон не больше давления в затрубйом про странстве) . Подпружиненный срезной штифт 5 заходит в проточку 9 одноврв-.ь менно с совмещением радиальных отверстий 2 и 8, после чего давление на устье скважины падает и происходит переток промывочной жидкости из колон ны в затрубное пространство. В этом положении устройства.закачивается вторая ступень двухступейчатого цементировання. При снижениидавления в колонне 14 по каким-либо причинам втулка б удерживается от перемещения вагиз под" пружиненным срезным штифтом 5. После окончания процесса цементирования цементировочная пробка 16 садится на пружинный толкатель-Фиксатор 12 и прн создании расчетного избыточного давления на устье скважины подпружи. 65

Формула изобретения

6 удерживается..на корпусе 1 пружинного кольца ll удерживаемого на внутренней поверхности втулки б с помощью срезного элемента 10, пружинно-, го толкателя-фиксатора 12, закрепленного на верхней поверхности втулки б; пружинного кольца 13, удерживаемого срезньм штифтом на внутренней поверхности обсадной колонны 14;. шара

15, „предназначенного для среза эле- 10 мейта А01 цементировочной пробки 16.

Устройство работает следующим образом. Перед закачиванием второй ступени цементного раствора при двух ступенчатом цементировании или первой порции раствора при манжетном цементировании перекрывают затрубное просаранство ниже устройства с помошью одного иэ известяьп ааколоннЫх. гидравлических пакеров., не требующих разбуриваниа Его Деталей. Затем в обсадную. колонну 14 бросается шар 15, жоторый под собственным весом падает в продавочной жидкости и садится на 5 пружинное кольцо 11, перекрызая внутрен..ий канал обсадной колонны.

Так как суммарная площадь верхних торцовых поверхностей A и Б втулки б. больше, чем площадь нижней торцовой поверхности Г (нижняя торцовая поверх ность Б нерабочая), то для переме щения втулки в.крайнее нижнее пОложение после окончания процесса цементирования скважины давление на устье можно сбрасывать не до нуля.

При спуске в обсадную колонну насосио-компрессорных или других труб для освоения скважины или других работ цементировочиая йробка 16 проталкивается:дО, башмака обсадной колонны.

ПрЕдлагаемое устройство не требует рнэбуривание шара, пробки и цементного стакана между ними. Это позволяет сэкономить на двухступенчатом .или манжетиом цементировании одной обсадной колонны около 3500 руб.

Устройство для цемеитирования скважин, содержащее корпус, дифференциальную втулку с радиальными отверстиями,и срезной элемент, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности двухступенчатогои манжетного цементирования скважин без последующего разбуривания деталей устройства и цементного стакана, на внутренней поверхности дифференциальной втулки выполнены цродольйые

599053

Фиг. Л

ЦНИИПИ Закаэ 1365/27

Тираж 734

Подписное

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4 паэы, сообщаюциеся с радиальными отверстиями дифференциальной втулки, причем в ее верхней части установлен толкатель-фиксатор

Источники информации, принятые вр внимание при вкспертиэе1

1. Середа Н. Г. и др. Бурение нефтяных и газовых скважин, М., Нед.ра, 1974, с. 313-314.

2, Заявка М 2363539/03, М. кл Е 21 В 33/12, по которой при" нято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.