Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 67 9) ПП 1 Е 21 Вз ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗО И КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ДВТОРСНОМЪГ СВИД 1( 21) (22) (46) (72) В.Н. нин, (71) ский елн(прототип). 3361080/22-0308.12.8123.03.83, Бюл. Р 11В.В. Еременко, В.В. Гагина,Кокаев, А.К. Куксов, М.Ф. ЛукВ.П. Неудачин и М.ПДудкоВсесоюзный научно-исследоватинститут по креплению скважиовым растворам622,245.42(088.8)(54) (57) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТ 1 РОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включаюцая корпус с боковыми циркуляцион-. ными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, продавочную и запорную разде лительные пробки и клапан с седлом и шаровым запорным элементам, связанныи с продавочной пробкой и имею.- щий фиксатор для взаимодействия с золотниковой втулкой, о т л и ч. а ю Ш а я с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе клапан снабжен эластичной диафрагмой, седло выполнено в верхней части диафрагмы, а запорный элемент установлен под эластичной диафрагмой.1 аИзобретение относится к гехникеи технологии строительства буровыхскважин и может быть использованопри ступенчатом цементировании обсадных колонн,Известен способ ступенчатого цементирования скважин путем последовательного продавливания тампонажногораствора эа обсадную колонну черезее нижний конец на первой ступеницементирования и через бокогые циркуляционные отверстия - на Второйступени. Причем открытие циркуляционных отверстий осуществляют путем перекрытия центрального канала в муфтес помощью пробки - бомбы гравитационного типа, которую бросают в колонну после окончания цементированияпервой ступени и дают выдержку времени на погружение этой пробки отустья до муфты.Известна муфта для ступенчатогоцементирования обсадных колонн, Вклкчающая корпус с боковыми циркуляционными отверстиями и подвижную втулку,которая передвигается, открывая цир скуляционные отверстия, и подающуюпробку-бомбу, перекрывающую проходво втулке (11.Наиболее близким к изобретениюявляется муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с боковыми циркуляционными Отверстиями, верхнюю и нижнюю втулку, проданочную и запорнуюразделительные пробки и клапан с сед.слом и шаровым запорным элементом, снявзанный с продавочнои пробкой и имеющий фиксатор для взаимодействия сзолотниковой втулкой г 2 1,Недостатком известной муфты является невысокая надежность срабатывания применяемого устройства,особенно н тех случаях, когда восхсдящийпоток, образующийся после срабатыва-,ния давления,за счет расширения столба продавочной жидкости не создает 45давления снизу на обратный клапан,.достаточного для срабатывания среэныхшпилек нижней втулки. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что н муфте для ступенчатогоцементирования обсадных колонн, включающей корпус с боковыми циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюювтулки, продавочную и запорнун разделительные пробки и клапан с седлом ишаровым запорным элементом, связанный с продавочной пробкой. и имеющийфиксатор для нзаимодействия с,.эолотниковой втулкой, клапан снабжен эластичной диафрагмои, седло Выполненоверхней части диафрагмы, а эапорныйэлемент установлен под эластичной диафрагмой, 65 На фиг,иэобра(ень муфга дляступенчатого цементирования обсадныхколонн, общий Вид; на фиг, 2 - устройство в процессе Фиксации клапана,на фиг. 3 в . то же, в про(,есое цементировании Второй студен,.; на фиг, 4то же, после окончания процесса цементтироваиия,Устройство состоит из корпуса 1с боковыми циркуяГгионньгми отверстиями 2; нижней втулки 3 ссо среэнымштифто;1 4; верхнеи Втулки 8 со срез -НЫМИ ЭТ 1 СГсС Н тасИ ( И Пру:(И ИНЫМ КОЛЬцом-фиксатором 7 клапана 8 с эластичной диа(рагмой 9 и седлом 10 вВЕРХНЕЙ ЧсСТИ М(сХаНИЭМОМ ВКЛЮЧЕния его В работу и стоп(рным ко.ьцом11. Под власти:Гно( дисафтагмой раз(1 С -щен шаровой эапорный э;1 е (ент2,. Уст -РОЙСТВО ГРИВО,ИТСЯ В,ГсЙСТВИС ПРОдавочной раз,т;елитсльной пробкой 13И Э агОРГОЙ Ра ЗДСЛИТС Нс НОЙ ПРОбКОЙУстрой( тво работ а(:т след;ющим образом.За поппи(;и цемснгногс растворапервой ступени, как обьс(но, В колонну пускют разделительную пробку1 3 С Э а КРЕЕНН:"М На НОЙ Елсапс.НОМ 8И П 1 ОКс.ЧИВсаЮт 1 РОЦс:.НОЧНУЮ ЖДКОСТЬ,(Огда пробка ГГОКОи через муфт;с,клапан 8 отсосдиняе:ся от пробки1 3 и Фи к с иРУстс; с ТОПО " ныл Г(ОГЯс ЦОГч 111 на Втслке 3,. Г 1,и этом Г:о; - , деЙствием избыточного давления пробка1 3 продолГ(ает движение Вни "., ПО колонне, Процесс цементирсвания перВой ступени заканчивают Говышениемдавления в колонне В момент .о. адкипробки на порное кольцо, Повышенное давлен 1 е сжимае: столб проданочной кидкостг и перс ает сг.Иал наповерхОстт об окоч ании цсментирования первой с:упени, Далее давлениена устье сбрасывают, "толб продавочной жидкост. ниже муфты расГиряется.Образующийся Восходящий поток жидкости в колонне Г:р(ходит через механизм включения клапана и свободно проталкивает шар:,лапана вверх черезэластич(ую дигФ 1 агму 9 В ГГрОстранство над седло. 10, тем самьм приводя клапан в рабочее Г:оложение,Затеи закачивают В ког(онну пог( иэбыточн.м давлснием дополнительный объем продавочной жидкости, При этом шар Г(лапа (а пср емещае тся Вни 3 и с адится на седло 10 эластичной гиафрагмы 9,Таким образом, клапан закрывается и герметично перекрывает центральный канал нижней втулки 3, Обусловленная перепадом давления нагруз" ка на клапан 8 и втулку 3 срезает штифты 4, Втулка 3 перемещается вниз, открывает циркуляционные отверстия 2 и занимает положение, показанное на фиг, 3. При эт.м (ит.;кос -ь из1006722 Заказ 2078/51 Подписное ВНИИ ал ППП "Патент",город,ул.Проектная,4 фил г колонны устремляется через циркуля-ционные отверстия в затрубное пространство, и давление в колонне резко снижается.Далее скважину промывают вьпаемуфты и цементируют вторую ступеньобычным способом.Закрытие циркуляционных отверстийосуществляют с помощью запорнойпробки 14, пускаемой в колонну надцементным раствором. В конце процесса продавки пробка садится на верхнюю втулку 5, штифты б,срезаются,втулка перемещается вниз, герметично закрывает циркуляционные отверстия и фиксируется в положении, показанном на фиг. 4, с помощью пружинного кольца 7, и кольцевой канавки в корпусе 1.На этом процесс цементированиязаканчивается,Надежность работы предлагаемогоустройства обеспечивается за счеттого, что механизм включения клапана практически не требует избыточного давления для его срабатывания,а открытие циркуляционных отверстий,осуществляется под действием практически неограниченного перепададавления сверху вниз. Кроме того,даже если и сам клапан выйдет иэстроя, все равно остается возможностьоткрытия отверстий давлением сверхупутем предварительного перекрытия,центрального канала клапана шаром10 или пробкой-бомбой, сбрасываемымив колонну с поверхности и тонущимив продавочной жидкости до посадкина клапан,Учитывая, что затраты на ремонтно-восстановительные и изоляционные работы иэ-за отказа в работе муфт ступенчатого цементирования, как правило, превышают 10-12 тыс.рублей, то применение устройства обеспечит получение среднего экономического эффекта на одну цементируемую колонну в размере от 2,5 до 40 тыс. рублей .