Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн

 

О П И С А Н И Е ())768941

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.78 (21) 2693395/22-03 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет (51) М, Кл.з

Е 21В 33/14

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 622.245.42 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения В. В. Сережников, Е. А. Никитин, Г. Я. Сергиенко, А. Я. Глушаков и В. Д. Куртов (71) Заявитель

-=..с. - =с,д (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования.

Известно устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, верхний и нижний переводники и цементировочные пробки (1).

Недостатком устройства является то, что 1о с его применением не обеспечивается каче- ственное цементирование обсадных колонн., Наиболее близким к изобретению является устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащее 15 корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущую колонну, выполненную в нижней части с выступом на наружной поверхности, узел передачи вращения от несущей колонны корпусу, верхний и нижний переводники и цементировочные пробки (2).

Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы и недостаточно высокое качество цементирования из-за невозможности вращения нижней ступени обсадной колонны после выпадения шпонок в узле передачи вращения при открытии заливочных отверстий.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и повышения качества цементирования путем обеспечения вращения нижней ступени обсадной колонны в течение всего процесса ее цементирования.

Поставленная цель достигается тем, что узел передачи вращения от несущей колонны корпусу выполнен в виде шлицевого соединения, образованного нижним торцом верхнего переводника и верхней частью выступа несущей колонны и зафиксированного в транспортном положении устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 3 — устройство после окончания цементирования.

Устройство включает корпус 1 с заливочными отверстиями 2, перекрытыми срезной втулкой 3, укрепленной в корпусе срезными элементами 4.

К корпусу 1 присоединена несущая колонна 5, закрепленная с помощью срезных элементов 6. На выступе 7 несущей колонны 5 выполнена кольцевая выточка 8, в которую вставлены сегменты 9, поджатые плоскими пружинами 10. Нижняя часть несущей колонны 5 заканчивается кольцевой выточкой 11. На верхней части

76894!

Зо

65 выступа 7 несущей колонны 5 имеются шлицевые соединения 12, находящиеся в зацеплении со шлицевыми соединениями 13 верхнего переводника 14, ввернутого в корпус 1.

Снизу в корпус 1 ввернут переводник 15, имеющий резьбу для соединения с обсадными колоннами 16.

В корпусе 1 ниже срезной втулки 3 выполнены дополнительные окна 17, соединяющие замкнутую полость, образованную корпусом 1, срезной втулкой 3 и нижним переводником 15.

На внутренней поверхности корпуса 1 имеется кольцевая проточка 18 для захода подпружиненных сегментов 9.

На верхний конец несущего ствола 5 навернута муфта 19 для соединения с обсадными колоннами 16.

Герметичность устройства в сборе достигается с помощью радиальных уплотнений 20.

На верхнем торце переводника 15 прикреплено торцовое уплотнение 21, выполненное из металла или другого стойкого материала, способного при сжатии герметизировать соприкасающиеся поверхности.

Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн работает следующим образом.

В исходном положении устройство устанавливают в обсадной колонне на заданной глубине. После спуска колонны производят цементирование первой ступени с цементировочной пробкой (на чертеже пробка не показана). После посадки цементировочной пробки на упорное кольцо под действием силы от возросшего давления срезаются элементы 4 и срезная втулка 3 опускается вниз, вытесняя при этом жидкость, находящуюся в замкнутой полости, в затрубное пространство через дополнительные окна 17.

Как только заливочные отверстия 2 откроются, в скважине восстанавливается циркуляция. Об открытии отверстий 2 также свидетельствует резкое падение давления.

При промывке перед цементированием нижней ступени, а также при цементировании вращают всю обсадную колонну.

При этом вращение от несущего ствола к нижней ступени обсадной колонны передается за счет шлицевого соединения, образованного нижним торцом верхнего переводника 14, и верхней частью выступа 7 несущей колонны 5.

В случае неопускания срезной втулки 3 (например, при негерметичной посадке цементировочной пробки на упорное кольцо) ее можно опустить за счет воздействия несущей колонной 5.

После промывки от излишков цементного раствора, поднятого выше заливочных отверстий 2, и ОЗЦ нижней ступени опускают

4 верхнюю ступень обсадной колонны 16.

При заданной нагрузке на элементы 6 происходит их срез и несущий ствол опускается вниз. Как только происходит рассоединение шлицевого соединения 12 и 13, при провороте обсадной колонны вращается только верхняя ступень ее и несущая колонна 5.

Верхнюю ступень колонны опускают.до тех пор, пока на поверхности не будет замечено резкое повышение давления. Это будет говорить о перекрытии заливочных отверстий

2 корпуса 1 несущей колонной 5.

После этого приподнимают верхнюю ступень колонны. При некотором ее положении, когда проточка 18 окажется против кольцевой выточки 8, подпружиненные сегменты 9 заходят в проточку 18 и препятствуют дальнейшему подъему верхней ступени колонны. С этого момента начинают проворачивать верхнюю ступень колонны, При этом сегменты 9, зафиксированные в проточке 18, предотвращают перемещение несущей колонны 5 вверх и зацепление соединений 12 с соединениями 13, Тем самым обеспечивается вращение верхней ступени колонны.

Цементируют верхнюю ступень обсадной колонны. При этом также проворачивают обсадную колонну. После цементирования этой ступени опускают ее вниз так, чтобы несущая колонна 5 зашла своей кольцевой выточкой 11 на кольцевой выступ нижнего переводника 15. При этом верхнюю ступень обсадной колонны разгружают на расчетную величину, чтобы деформировалось торцовое уплотнение 21 и загерметизировало соприкасающиеся поверхности несущей колонны 5 и нижнего переводника

15. Так как наряду с герметизацией устройства радиальными уплотнениями дополнительно установлено торцовое уплотнение, то надежность герметичности устройства повышается.

Формула изобретения

Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащее корпус заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущую колонну, выполненную в нижней части с выступом на наружной поверхности, узел передачи вращения от несущей колонны корпусу, верхний и нижний переводники и цементировочные пробки, о тл и ч а ю щи е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем обеспечения вращения нижней ступени обсадной колонны в течение всего процесса ее цементирования, узел передачи вращения от несущей колонны корпусу выполнен в виде шлицевого соединения, образованного нижним торцом верхнего переводника и верхней частью выступа несущей колонны и зафиксированного в транспортном положении устройства.

768941

Составитель В. Гришанов

Техред А. Камышникова

Редактор С. Титова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2260/3 Изд. № 509 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 622966, кл. Е 21В 33/14, 24.12.75.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2623823/22-03, кл. Е 21В ЗЗ/14, 01.06.78 (прототип).