Цементировочная муфта

 

(71) заявители (54} ЦЕНЕН ИРО ОЦНАЯ НУФ Д

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

Известна цементировочная муфта, состоящая из двухстенного корпуса с

5 циркуляционными отверстиями, втулки и посадочного седла из разгружаемых штифтов 11 $

Недостатком устройства является то, что после окончания цементирова- t0 ния второй ступени циркуляционные отверстия остаются неперекрытыми, а, герметизирующий их цементный камень не способствует достижению требуемой герметичности муфты, что может быть причиной проведения дополнительных изоляционных работ.

Наиболее близкой к предлагаемой является цементировочная муфта, вклю щв чающая внешний и внутренний цилиндры, образующие между собой кольцевую полость и включенные с циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, 2 установленные в коль це вой полости на срезных элементах 2 1.

Недостатком устройства являетсл то, что s процессе спуска обсадной колонны вследствие возможных техноло- гических нарушений, аварий, осложнений (высокие скорости движения обсадных труб, падение обсадной колонны в скважину из-за расстройства резьбовых соединений, неправильный долив колонны, возникновение нефтегазопро-. явлений) может возникнуть ситуация, при которой разность между давлениями в затрубном и трубном пространствах достигает величины большей, чем величина давления, на которое рассчитаны срезные элементы, удерживающие нижнюю срезную втулку. При этом шпильки срезаются, нижняя срезная втулка освобождается, что не позволяет обеспечить нормальное цементирование первой ступени и требует проведения дополнительных слож3 97771 ных работ с задалживанием значительных сил и средств на их выполнение.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет предотвращения преждевременного среза втулок.

Поставленная цель достигается тем, что цементировочная муфта, включающая внешний и внутренний цилиндры, образующие между собой кольцевую по- 16 лость и выполненные с циркуляцион4 ными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, размещенные в кольцевой по- лости и установленные на срезных элементах, снабжена упором, размещен- 1 ным в верхней части кольцевой полости над верхней втулкой, установленной с возможностью взаимодействия с упором в ее крайнем верхнем положении, причем верхняя втулка установлена 26 на нижней втулке и имеет сквозные торцовые выемки против циркуляционных отверстий внутреннего цилиндра, а каждая из втулок свободно подвешена на срезных элементах. 25

На чертеже изображена цементировочная муфта, общий вид.

Цементировочная муфта состоит из двух цилиндров: внешнего 1 и внутрен;

36 него 2 с циркуляционными отверстиями

3 и 4 и дополнительными отверстиями

5-7. Циркуляционные отверстия 3 внутреннеro цилиндра 2 расположены выше циркуляционных отверстий 4 наружного цилиндра 1. Между внутренним и наруж- 3S ным цилиндрами установлена верхняя втулка 8 с уплотнительными кольцами

9 и 10, расположенными соответственно на наружной и внутренней поверхностях втулки, и со стопорным элемен- 6 том 11, а также нижняя втулка 12 с уплотнительными кольцами 13 и 14, расположенными соответственно на внутренней и наружной поверхностях втулки. Втулка 12 установлена между от верстиями 3 и 4. В верхней части внутреннего цилиндра 2 установлен упор 15, прочность которого на срез рассчитана по меньшей иере на двухкратное максимальное избыточное давление, которое может возникнуть в затрубном пространстве на глубине нахождения муфты в случае осложнений или аварий в процессе спуска обсадной колонны. Втулка 8 установлены SS таким образом, что верхней поверхностью упирается в упор 15, а втулка 12 упирается верхней торцовой, 0 4 поверхностью в нижнюю торцовую по- . верхность втулки 8. Втулки 8 и 12 свободно с зазором подвешены на срезных элементах 1о и 17, которые в свою очередь жестко закреплены на внутреннем цилиндре 2.

В нижней торцовой части верхней втулки 8 выполнены выемки (окна ) 18, расположенные напротив циркуляцион ных отверстий 3 внутреннего цилиндра

2. Наличие выемок 18 обеспечивает возможность нормальной промывки через циркуляционные отверстия 3 и 4 после. срабатывания нижней втулки.

Во внутреннем цилиндре 2 установлено посадочное седло 19, которое крепится фиксатором 20. Седло выполнено из легкоразбуриваемого металла.

Устройство работает следующим образом.

В процессе спуска обсадной колонны нагрузка на втулки 12 и 8, создаваемая за счет возникновения избыточного давления в затрубном пространстве, передается на упор 15, благодаря отсутствию жесткой связи между втулками и удерживающими их срезными элемента-, ми 16 и 17. Этим обеспечивается предохранение элементов 16 и 17 от срезания в.процессе спуска обсадной колонны.

После закачивания в скважину порции тампонажного раствора для цементирования первой ступени спускают нижнюю разделительную пробку и заканчивают продавочную жидкость. Пробка проходит через цементировочную муфту. и достигает посадочного седла "Стоп", расположенного в башмаке колонны, после чего давление в колонне возрастает. Когда избыточное давление внутри колонны достигает величины, на которую рассчитаны срезные элементы

17, они срезаются, и втулка 12 вместе с уплотнительными кольцами 13 и 14 движения вниз. Открываются циркуляционные отверстия 4 и, благодаря наличию выемок 18 на втулке 8, восстанавливается циркуляция и производится вымывание из затрубного пространства излишнего тампонажного раствора. Затем закачивают объем тампонажного раствора второй ступени, .спускают разделительную пробку и закачивают продавочную жидкость второй ступени. В момент, когда разделительная пробка достигает посадочного седла !9, происходит

5 9777 перекрытие отверстий 3 и давление внутри колонны возрастает до величины, на которую рассчитаны срезные элементы 1á. Последние срезаются и втулка 8 с уплотнительными кольцами 9 и 10 и стс, орным элементом

11 движется вниз до момента, когда стопорный элемент достигнет специальных проточек на внутреннем цилиндре корпуса. о

Таким образом достигается преждевременное срабатывание устройства и надежная герметизация его канала, связывающего внутритрубное и эатрубное пространства, что исключает за- 1з траты на ликвидацию осложнений с применением известного устройства.

10 4 лости и установленные на срезны элементах, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет предотвращения преждевременного среза втулок, она снабжена упором, размещенным s,âåðõìåé части кольцевой полости над верхней втулкой, установленной с возможностью взаимодеиствия с упором в ее крайнем верхнем положении, причем верхняя втулка установлена на нижней втулке и имеет сквозные торцовые выемки против цир-; куляционных отверстий внутреннего цилиндра, а втулки установлены с возможностью осевого перемещения относительно срезных элементов.

Формула изобретения (ементировочная муфта, включающая вйешний и внутренний цилиндры, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, размещенные в кольцевой по"

Источники информации

29 принятые ао внимание при экспертизе

1. Сегаль В.А. Некоторые вопросы цементирования скважин. НТО. И., ВНИИТЭНГ, 1973, с.33.

2s 2. Авторское свидетельство СССР и б41075, кл..Е 21 B 33/1, 1977 (прототип) .