Устройство для ступенчатого цементиро-вания обсадных колонн

 

1i ц 827752

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониллистических

Ревнублик (61) дополнительное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 14.05.79 (21) 2767310/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

E 21В 33/142 государственный комитет (53) УДК 622,245.42 (088.8) но делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Еременко и С. Г, Вартднянц

Всесоюзный научно-исследовательский институт по1крепл мюию. : скважин и буровым растиорам (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

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

Известно устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с цементировочными отверстиями, разделительные пробки, втулки, перекрывающие цементировочные отверстия и фиксаторы (1).

Недостатком устройства является низкая надежность цементирования и значительные затраты времени на открытие цементировочных отверстий.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с цементировочными отверстиями, золотниковую втулку с седлом и обратный клапан с зафиксированной на нем цементировочной пробой (2). ."0

Недостатком известного устройства является то, что после окончания цементирования под обратным клапаном остается избыточное давление. В результате качество цементирования первой ступени получается низким, так как при последующем снижении давления в колонне нарушается ее контакт с цементным камнем и образуются каналы в затрубном пространстве.

Целью изобретения является повышение качества цементирования за счет возможности стравливания избыточного давления из колонны под обратным клапаном.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дополнительной срезной втулкой, которая установлена концентрично на седле золотниковой втулки и выполнена в верхней части с посадочным седлом под обратный клапан, а в нижней части — с кольцевой проточкой по наружной поверхности, образующей циркуляционный канал между ступенями цементирования колонн в рабочем положении устройства.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фпг. 2 — то же, в процессе цементирования первой ступени; на фиг. 3 — то же, в процессе открытия цементировочных отверстий и стравливания давления из нижнего участка колонны; на фиг., 4 — то же, после окончания процесса цементирования второй ступени.

Предлагаемое устройство для ступенчатого цементирования скважины состоит из корпуса 1 с боковыми цементировочными отверстиями 2 и цилиндрической канавкой

3, переводника 4 с кулачками 5, золотниковой втулкой 6 с боковыми циркуляционными отверстиями 7, седлом 8, нижними и верхними кулачками 9 и 10, обратного кла827762 йана 11 с фиксаторами в виде срезной шпильки 12 и пружинного кольца 13, дополнительной срезной втулки 14 ступенчатой формы с цилиндрической канавкой 15 на внутренней поверхности и срезной шпилькой 16, стопорной втулки 17 с пружинным кольцом 18 и срезной шпилькой

19, разделительных продавочных пробок нижней 20 и верхней 21.

В исходном положении (фиг. 1) к нижней части корпуса 1 присоединен переводник 4.

Золотниковая втулка 6 занимает крайнее нижнее положение и ее кулачки 9 взаимодействуют с кулачками переводника.

На седло 8 золотниковой втулки посажена дополнительная срезная втулка 14 и зафиксирована в этом положении шпилькой

lo. < топорная втулка 17 находится в корпусе в крайнем верхнем положении и зафиксирована срезной шпилькой 19 (фиг. 1 и 2).

Контактные поверхности корпуса, распорной втулки, золотниковой и стопорной втулок, а также обратного клапана загерметизированы с помощью уплотнительных колец.

Устройство работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг. 1, его устанавливают в колонне так, чтобы после спуска последней оно находилось на заданнои глубине. Первую ступень цементирования проводят ооычным образом. При этом вместе с нижней продавочной пробкой 20 за первой порциеи цементного раствора движется и ооратный клапан 11, зафиксированныи шпилькой 12. Пробка 20 свободно проходит через промежуточную распорную втулку 14, а клапан 11 садится на нее и неподвижно фиксируется пружинным кольцом 13 в кольцевой канавке 15. Шпилька 12 срезается и пробка 20 продолжает движение вниз уже без клапана (фиг. 2).

После посадки пробки 20 на кольцо

«стоп», устанавливаемое, как обычно, в нижней части колонны, закачивают избыточный объем продавочной жидкости так, чтобы происходящее при этом повышение давления оставалось в допустимых пределах. Затем колонну на устье открывают.

При этом клапан 11 закрывается (фиг. 3), и перемещаясь вверх вместе с продавочной жидкостью, поднимают распорную и золот5

50 никовую втулки вверх до упора в топорную втулку 17, обеспечивая совмещение цементировочных и циркуляционных отверстий 2 и 7. Далее повышенное действие, действующее на обратный клапан, срезает шпильку 16, поднимает вверх клапан с дополнительной срезкой втулкой 14, Ступень втулки большего диаметра выходит из контакта с седлом, открывая переферийный кольцевой канал, по которому далее свободно перетекает продавочная жидкость до полного снижения избыточного давления (фиг. 3).

Дальше цементирование второй ступени осуществляют обычным образом. В конце процесса цементирования пробка 21 садится на стопорное кольцо 17, вызывает срез шпильки 19 и перемещает вниз до упора стопорную и золотниковую втулки и запирает их пружинным кольцом 18 и канавке 3.

Качество цементирования первой ступени существенно повышается, так как в процессе твердения цемента первой ступени в колонне ниже муфты нет избыточного давления.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементировання обсадных колонн, включающее корпус с цементировочными отверстиями, золотннковую втулку с седлом и обратный клапан с зафиксированной на нем цементировочной пробкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет возможности стравливания избыточного давления из колонны под обратным клапаном, оно снабжено дополнительной срезной втулкой, которая установлена концентрично на седле золотниковой втулки и выполнена в верхней части с посадочным седлом под обратный клапан, а в нижней части — с кольцевой проточкой по наружной поверхности, образующей внутренней поверхностью золотниковой втулки циркуляционный канал в рабочем положении устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3633671, кл. 166 †2, опубл. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2577064/03, кл. E 2 1В 33/14, 1978.

Составитель В. Гришанов

Техред Л. Куклина

Корректор О. Силуянова

Редактор E. Братчикова типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 731/10 Изд. № 313 Тираж 634 Подписное

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

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