Муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1ц896236 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заивлено 04.04.80(2!) 2905620/22 08 с присоединениете заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 07.01.82. Бюллетень М 1

Дата опубликовании описания 07.01,82 (51)М. Кл.

Е 21 В 33/14

1Ьвударетеаниый комитет

СССР ао делам изе4ретений н открытий (53) УД К 622.245. ,42(088,8) (54) МУФТА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО БЕМЕНТИРОВАНИЯ

OBCALlHbIX КОЛОНН пусом (2).

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

Известна муфта для двухступенчатого . цементирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями и втулки, нижняя из которых перекрывает заливочные отверстия(1).

Недостатком устройства является не:— возможность раздельного вращения ступе о ней цементирования обсадной колонны.

Наиболее близкой к изобретению является муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включаю15 щая корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми дифференциальной втулкой, верхний и нижний переводники и несушую трубу, телескопически соединенную с кор Недостаток устр ояства — невысокая надежность работы в случае срыва разделительных пробок.

Бель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена узлом захвата дифференциальной втулки, размещенным в . нижней части несущей трубы, а дифференциальная втулка размещена на верхнем торце нижнего переводника в .кольцевом зазоре между корпусом и несущей трубой.

Узел захвата дифференциальной втулки выполнен цанговым, а на внутренней поверхности втулки выполнена проточка ttoa цанги угла захвата.

При срыве обеих подвесных пробок дифференциальная втулка остается на мес те, так как она упирается в нижний переводник. При отсутствии давления стоп при цементировании первой ступени, т. е, неоткрытии по этой причине заливочных отверстий, их открытие производят опус>. канием несущей трубы с последующим ее подъемом. В случае прихвата второй ступени обсадной колонны (т. е. при невозможности ее опускания) также имеется

3 89623 запасной вариант. При посадке разделительной пробки на упорное кольцо цанга разрывается и приподнятая вверх дифференциальная втулка опускается вниз, пере крывая при этом заливочные отверстия в корпусе. При опускании ее пространство над ней запол тяется цементным раствором, что предотвращает ее самопроизвольное движение при проведении различных работ в скважине. 10

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении на фиг, 2то же, после окончания цементирования верхней ступени, разбуривания цементно- го стакана и разделительных пробок.

Муфта содержит корпус 1, имеющий заливочные отверстия 2, перекрытые дифференциальной втулкой 3, укрепленной в корпусе срезными элементами 4.

Корпус подвешен на несущей трубе и зафиксирован с помощью срезных элементов 6. Йля передачи вращения от несущей колонны 5 корпусу 1 и дальше первой ступени обсадной колонны в устройство имеется узел передачи вращения, выпол- 25 ненный в виде шлицевого соединения, образованного нижним торцом 7 верхнего переводника 8 с верхней частью 9 выступа 10 несущей колонны 5.

На выступе 10 выполнена кольцевая выточка 11, в которую вставлен пружинный фиксатор 12.

Снизу к корпусу присоединен нижний переводник 13.

На внутренней поверхности корпуса 1

35 выполнена кольцевая проточка 14 для фиксатора 12. Выше дифференциальной втулки 3 в корпусе 1 выполнены дополнительные окна 15, соединяющие замкнутую полость 16, образованную корпу40 сом 1, несущей трубой 5 и верхним тор. цом дифференциальной втулки 3.

На нижнем конце несущей трубы 5 укреплена цанга 17, выполненная с возможностью ее отсоединения от HecytneA

45 трубы 5 при определенном осевом усилии.

В нижней части дифференциальной втулки 3 жестко закреплено упорное кольцо

18, выполненное таким образом, что разделительная пробка предназначенная

50 для цементирования первой ступени (не показана}, свободно проходит через кольцо 18, а разделительная пробка (не показана), предназначенная для цементиро— вания второй ступени, не проходит через него.

Выше упорного кольца 18 во втулке 3 выполнена кольцевая проточка 19.

11ифференциальная втулка 3 установлена в корпусе 1 с упором на верхний торец нижнего переводника 13. Между сопри-:

1 касающимися торцами дифференциальной втулки 3 и нижнего переводника 13 размещено торцовое уплотнение 20.

На верхнем конце несущей трубы имеется резьба для подсоединения второй ступени 21 обсадной колонны.

B качестве разделительных пробок применяют: для первой ступени эластичную пробку, для второй — пробку с жестким сердечником.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают в заданном интервале обсадной колонны (фиг. 1).

После спуска обсадной колонны произвс дят цементирование первой ступени с применением эластичной разделительной пробки. После посадки этой пробки на упорное кольцо, установленное в башмаке первой ступени обсадной колонны (не показано), под действием силы от возросшего давления срезаются элементы 4 и дифференциальная втулка 3 поднимается вверх. вытесняя при этом жидкость, находящую-ся в полости 16, через дополнительные окна 15 в затрубное пространство.

Как только заливочные отверстия 2 откроются восстанавливается циркуляция.

Об их открытии свидетельствует резкое снижение давления.

При необходимости проворота обсадной колонны при .спуске, а также при цементировании первой ступени, ее вращают, что обеспечивается, благодаря шлицевому соединению. После окончания цементирования первой ступени колонны вторую ступень ее 21 опускают вниз, чтобы рассоединить шлицевое соединение и ввести фиксатор 12 в кольцевую проточку 14. Это дает возможность вращать только вторую ступень 21 обсадной колонны, После промывки скважины от излишне закачанного цементного раствора и

ОЗЦ первой ступени цементируют вторую . ступень 21 обсадочной колонны с применением верхней разделительной пробки, после посадки которой на упорное кольцо

18 втулки 3 опускается вниз до посадки на торцовое уплотнение 20. После этого опускают вниз вторую ступень 21. вместе с несущей колонной 5 до посадки на верхний торец дифференциальной втулки 3. За счет осевой нагрузки, созданной на торцовом уплотнении 20, дости36 6

Применение муфты позволит повысить надежность работы в скважине,при возникновении аварийных ситуаций, также со кратить затраты на проведение дополнительных работ и ликвидацию негерметичности в месте установки муфты в оЬсадной колонне и ускорить ввод скважин в эксплуатацию.

Формула изобретения

1. Муфта для двухс гупенчатого цемен тирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями, пере крытыми дифференциальной втулкой, верх» ний и нижний переводники и несущую чру бу, телескопически соединенную с корпусом, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что,i с целью повышения надежности работы устройства, она снабжена узлом захвата дйфференциальной втулки, размещенным в нижней части несущей трубы, а диф. ференциальная втулка размещена íà верхнем торце нижнего переводника в кольцевом зазоре между корпусом и несушей трубой.

2. N a по п. 1, о т л и ч а ю m а» я с я тем, что узел захвата дифференци« альной втулки выполнен цанговым, а на внутренней поверхности втулки выполнена проточка под цанги узла захвата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов А. И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин.

М., Недра, 1973, с. 259.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2693395/03, кл.Е 21 В 33/14 (прототип) .

5 8962 гается дополнительное уплотнение заливпчных отверстий 2.

После эатвердевания .цемента второй ступени обсадной колонны производят разбуривание цементного стакана, разде- з лительных пробок и упорного кольца 18.

В результате в обсадной колонне остает-: ся равнопроходный канал.

В случае негерметичной посадки разделительной пробки на упорное кольцо 10 первой ступени и неопсрытии заливочных отверстий 2 опускают вторую ступень 21 обсадной колонны вниз. При определенной величине разгрузки срезаются элементы

6 и несущая труба получит возможность 1В опуститься вниз. После полного опускания вторую ступень 21 поднимают вверх.

При этом цанга 17 захватывает втулку

3 за кольцевую проточку 19. При заданной нагрузке происходит разрушение эле- ðtt ментов 4. и втулка 3 получает возможность движения вверх. После полного подъема второй ступени 21, ограниченной зашедшими в кольцевую проточку 14 фиксаторами 12, заливочные отверстия 2 25 открываются полностью и через них промывают скважину и производят цементирование второй ступени 21. После посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо 18 силой возросшего давле- зп ния цанга 17 отрывается от несущей трубы 5 и опускает втулку 3 до посадки . ее в торцовое уплотнение 20. После этого опускают вниз вторую ступень и разгружают ее на заданную величину, что->> бы обеспечить надежную работу торцового уплотнения 20.

896236

7У

/У

Ф

Х

/Х

Р

f7

Ю

/Ю

Составитель В. Гришанов

PBABKTop P. видика Техред Т.Маточка Корректор М. Шарощи

Заказ 11656/18 Тираж 623 Подп исн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4