Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз CosoTclcHx

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.01.80 (21) 2888500/22-03

Р1 М К з с присоединением заявки ¹

Е 21 В 33/14

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК 622.245 ° .42(088.8) Опубликовано 231082. Бюллетень ¹39

Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

Г.A.Ïoäoáèí и A.Ä.Áàðûøåâ (71) Заявитель (54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для ступенчатого цементирования колонн.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус и кожух с цементи ровочными отверстиями, образующие между собой полость, в которой помещена заслонка с расклинивающим материалом (1 ).

Недостатком устройства является невысокая надежность его работы из-за низкой герметичности.

Наиболее блиэкюи к изобретению является муфта для ступенчатого цемен тирования обсадных колонн, включающая корпус с цементировочньми отверстиями и выполненными выше и ниже них продольными каналами, кожух, установленный на корпусе и образующий с ним полость, верхнюю и нижнюю . втулки с штифтами, размещенные в полости между корпусом и кожухом, и посадочные элементы (2 ).

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность его работы иэ-эа необходимости разбуривания цементировочных пробок и це- . ментной перемычки между ступенями цементирования.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена контейнером, выполененным с цементировочными отверсти ями и продольными каналами,в которых размещены штифты верхней втулки, причем продольные каналы и цементировочные отверстия выполнены между посадочными элементами.

На фиг. 1 изображена муфта в транспортном положении; на фиг. 2 муфта при цементировании второй стуменир на фиг. 3 — устройство после окончания цементированияу на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1g на фиг. б - сече20 ние В-В на фиг. 1.

Муфта состоит из корпуса 1 в виде цилиндра 2 и кожуха 3, имеющего резь бы 4 для соедииения с обсадными трубами (не показаны), цементировочные отверстия 5 и б, уплотнительные. элементы 7 и 8. B цилиндре 2 выполнены по образующим продольные каналы 9 и

10, а в кожухе 3 - упор Г.

В корпусе 1 герметично .Установлен контейнер 11, на нижнем конце

968335 которого выполнен кольцевой упор l2, а выше - цементировочные отверстия

13 и продольные каналы 14. Верхняя часть контейнера 11 выполнена в виде седла-стакана 15, кчеющего уступ

Д для посадки верхней цементировочной пробки 16. Ниже седла-стакана 15 установлено седло 17, зафиксированное срезными штифтами 18 и снабженное уплотнительными элементами 19.

Нижний кольцевой упор 12, седло 17 .1О и седло-стакан 15 юлеют-проходное сечение для цементирования нижней .ступени. Контейнер 11 зафиксирован от осевого перемещения разрушаемыми. штифтами 20. 15

В кольцевой полости 21, образуе- мой цилиндром 2 и кожухом 3, размещены верхняя разъемная втулка, состоящая иэ внутренней 22 и наружной

23 втулок, .и нижняя втулка 24, снабженные уплотнительными элементами 25 и зафиксированные от осевого перемещения срезньми штифтами 26 и 27.

Наружная втулка 23 концентрично установлена в наружной цилиндрической проточке внутренней втулки 22, при этом верхний торец втулки 23 взаюлодействует с уступом К.

На внутренней поверхности втулки

22 выполнены выемки, .в которых установлены разрушаемые штифты 28 с возможностью осевого перемещения в продольных каналах 9и 14, а верхняя часть втулки 22 имеет с наружной стороны конусную проточку 29, поверхность которой образует с внутренней поверх- 35 ностью кожуха 3 кольцевую конусную полость, в которой размещен заклинивающий материал 30, например чугунная дробь. разрушаемые штифты 20 установлены 4р в выемках на внутренней поверхности нижней втулки 24 с возможностью осевого перемещения в продольных каналах 10.

Устройство работает следующим об45 разом.

В.исходном положении (фиг. 1) муфта устанавливается в компановке обсадной колонны, после спуска которой производится цементирование нижней ступени. Затем сбрасывают шар 31, который садится в седло 17, при повышении давления на устье срезаются штифты 27, и контейнер 11 вместе с втулкой 24 перемещаются вниз до упора втулки

24 в корпусе, при этом цементировочные отверстия 13 совмещаются с цементировочными отверстижли 5. При дальнейшем повышении давления на устье срезаются штифты 18, и седло 17 пе- бр ремещается вниз ниже цементировочных отверстий 13, и внутренняя полость колонны соединяется с затрубным пространством гидравлическим каналом, образуемым цементировочньми отверстия- 65 ми 13, 5 и 6. Затем происходит промывка колонны и закачка второй порции цементного раствора. Перед продавкой второй порции цементного раствора пускают верхнюю цементировочную пробку 16, которая в конце продавки садится в седло-стакан 15, и при соз:дании избыточного давления на устье

50-60 кгс/см разрушаются штифты 20, 2 контейнер 11 сдвигается вниз, пока не произойдет его взаимодействие со штифтами 28, в результате чего гидравлическое усилие, действующее на верхнюю цементировочную пробку 16, передается через штифты 28 на втулку 22 и через уступ Е - на втулку 23. При избыточном давлении на устье разрушаются штифты 26, втулки 22 и 23 перемещаются вниз до упора Г и перекрывают цементировочные отверсТия 5 и б, после чего втулки фиксируются от осевого перемещения вверх заклиниваю щим материалом 30.

Для освобождения контейнера 11 вновь повышают давление на устье, вследствие .чего разруыьются штифты

28 и за счет сжатия жидкости, находящейся во внутренней полости колонны ниже муфты, контейнер перемещается вниз до выхода иэ уплотнения 8, после чего контейнер имеет возможность перемещения в колонне под действием собственного веса с находящимися в нелл шаром и верхней цементировочной пробкой.

В процессе цементирования верхней ступени обеспечивается гидравлическая связь во внутренней полости колонны выше и ниже муфты, поэтому уплотнительные элементы верхней разъемной и нижней втулок не подвергаются воздействию гидравлического удара.

Применение предлагаемой муфты для ступенчатого цементирования позволит повысить качество крепления скважин и сократить время проведения этой операции за счет исключения разбуризания шара и верхней цементировочной пробки.

Срецнегодовой экономический эффект на одну скважину за счет применения предлагаемой муфты составит около 2 тыс. руб.

Формула изобретения

Муфта для ступенчатого целентирования обсадных колонн, включающая корпус c,öåìåíòèðîéo÷íûìè отверстиями и выполненными выше и ниже них продольными каналами, кожух, установленный на корпусе и образующий с нилл полость, верхнюю и нижнюю втулки с штифтами, размещенные в полости между корпусом и кожухом, и посадочные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежнос968335

Фиг,1 ти муфты в работе, она снабжена контейнером, выполненным с цементировочныки отверстиями и продольными кана-. лами, в которых размещены штифты верхней втулки, причем продольные каналы и цементировочные отверстия выполнены между посадочныги элементами.

Источники информации, принятые во внжлание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2844597,кл.E 21 В 33/14, 1979.

1. Авторское свидетельство СССР

Р 663821, кл E 21 В 33/14, 1978 (прототип).

968335

Я-А

Фиг.5

8Я

Составитель В. Гриша нов

Техред М.Коштура Корректор A. Ференц

Редактор В. Данко

° »ъ»

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

Заказ 8069/53 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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