Устройство для цементирования скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>876963 (61) Дополнительное к авт. саид-ву1 (22) Заявлено 1402ВО (21) 2883228/22-03 (5 (3 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Е 21 В 33/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретении и открытий

Опубликовано 30.1081. Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 301081 (53) УДК 622 ° 245 ° 4; (088. 8) ч

Л у, тиф;т I Jy

A.Â.Ëåòèöêèé и В.И.Сидоров

®®

r,g ф) 1,ф Щур,, хяцщр, 41 - 4.

- ®ив -„

Сибирский научно-исследовательский институт нн l нефтяной промжаленности

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ QENEHTHPOBAHHH СКВАЖИН

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

Известно устройство для цементирования скважин, включающее корпус с радиальными отверстиями, нижний и верхний цилиндры с седлами, закрепленные в корпусе на среэных штифтах 11 ).

Недостатком устройства является необходимость разбуривания седел цилиндров, цементировочных пробок и цементного стакана между пробками.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для цементирова, ния скважин, включающее корпус с радиальными цементировочными отверстиями, пружинное кольцо, дифференциапьную втулку, перекрывающую цементировочные отверстия корпуса и установленную на отрезных элементах, и подпружиненные упоры (21.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы. Для открытия устройства требуется предварительное срезание штифтов, удерживающих втулку, путем сбрасывания шара. Сброс шара и размещение его внутри коломны до устройства вызывает дополнительные затраты времени.

Цель изобретекия — повышение на,дежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что пружинное кольцо установлено над дифференциальной втулкой, а подпружиненные упоры — в дифференциальной втулке, причем последняя и пружинное кольцо выполнены с коническими взаимодействующими поверхностями, а подпружиненные упоры выполнены с возможностью их выдвижения внутрь дифференциальной втулки при ее перемеще1з нии,в верхнее положение.

На фиг. 1 изображено устройство, транспортное положение, на фиг. 2 то же, в процессе цементирования очередной ступени, на фиг. 3 — то же, 20 после цементирования, на фиг. 4 то же, сечение.

Устройство состоит из корпуса 1, с радиальными отверстиями 2, срезны" ми штифтами 3, подпружиненными срез25,ными штифтами 4, проточками 5 и б на его внутренней поверхности, проводника 7,. имеющего проточку 8 на внутренней поверхности и соединенного с нижней частью корпуса 1; дифферен-

30 циальной втулки 9, закрепленной на

876963 внутренней поверхности корпуса 1 при помощи срезных штифтов 3, имеющей на наружной поверхности выточку

10 и радиальные отверстия 11, подпружиненных упоров 12, размещенных в радиальных отверстиях 11 дифференциальной втулки 9, посадочного седла

13, выполненного в виде пружинного кольца со штифтами 14, расположенного в корпусе над дифференциальной втулкой. При этом сопрягающиеся торцы втулки и пружинного кольца выполнены конусными, передник 15 соединен с верхней частью корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

После окончания цементирования нижней ступени в колонне создают расчетное избыточное давление. Под действием этого давления дифференциальная втулка 9 перемещается вверх за счет превышения осевой си- 2О лы, действующей на торцевую поверхность втулки 9 снизу, над осевой силой, действующей на ее торцевую поверхность сверху. При этом она срезает калиброванные штифты 3, сжимает пружинное кольцо 13, которое входит внутрь втулки 9 до посадки нижним торцом на подвижные упоры 12.

Одновременно при движении втулки 9 вверх упоры 12, перемещаясь в конусной части выточки 5 корпуса 1, отжимаются внутрь втулки. Подпружиненный срезной штифт 4 заходит в проточку 10. Одновременно открываются отверстия 2, давление в колонне падает и начинается циркуляция промывочной жидкости из колонны в затрубное пространство. В этом положении устройства производится цементирование очередной ступени. Втулка 9 удерживается от перемещения вниз под- 40 пружиненным штифтом 4. После окончания процесса цементирования пробка

16 садится на пружинное кольцо 13 и при создании расчетного избыточного давления в колонне втулка 9 пере- 4 мещается вниз, срезая штифты 4. Подпружиненные упоры 12 входят в проточку 5. Далее срезаются штифты 14 и пробка 16 совместно с пружинным кольцом 13 перемещается вниз. Пру- щ жинное кольцо 13 попадает в проточку В и утапливается в ней. Перемещение втулки 9 вверх предотвращается за счет фиксации упоров 12 в проточке 5 °

При цементировании следующей ступени в колонне создают избыточное расчетное давление, которое больше давления, необходимого для срезания штифтов 3 устройства предыдущей сту пени. Процесс цементирования следующих ступеней повторяют.

Многоступенчатое цементирование скважин осуществляют путем установки необходимого количества предлагаемых устройств, в которых среэной штифт 3 подбирают на расчетное дав- ление-; При этом диаметр штифтов 3 каждого вышестоящего устройства принимают больше диаметра штифтов нижестоящего устройства. устройство позволит обеспечить проведение .как двухступенчатого так и многоступенчатого способа цементирования, заменить секционный способ спуска и цементирования колонн на спуск колонны за один прием со ступенчатым способом цементирования.

Такая замена дает экономический эффект при цементировании одной обсадной колонны 4150 руб.

Формула изобретения

Устройство для цементирования скважин, включающее корпус с радиальнывя цементировочными отверстиями, посадочное седло, выполненное в виде пружиннного кольца, дифференциальную втулку, перекрывающую цементировочные отверстия корпуса и установленную на срезных элементах и подпружиненные упоры, о т л и,ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, пружинное кольцо установлено над дифференциальной втулкой, а подпружиненные упоры — в дифференциальной втулке, причем последняя и пружинное кольцо выполнены с коническими взаимодейст-. вующими поверхностями, а подпружиненные упоры выполнены с возможностью их выдвижения внутрь дифференциальной втулки при ее перемещении в верхнее положение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иищевич В.И. Справочник инженера по бурению. M. "Недра", 1973, т. 1, с. 396-397.

2. Авторское свидетельство СССР

М 599053, кл. Е 21 В 33/14, 1976 (прототип).

876963

Составитель В. Гришанов

Редактор Е. Лушникова Техред л.Ыабинец Корректор у. Пономаренко, Заказ 9544/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4