Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

,У 1ЬЩ 1 Цд,1ы 1тельсности ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ И ТОРСНОМУ СВИД(71) Сибирский научно-исследова .кий институт нефтяной прокпапен (53) 622.245.42(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 578438; кл. Е 21 В 33/14, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Р 697693, кл. Е 21 В 33/14, 1978 (прототип).(54)(57) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащая цилиндрический корпус с впускными отверстиями и установленный снаружи него кожух с выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, в которых на срезных фиксаторах установлены пробки с возможностью их ограниченного перемещения в сторону кожуха, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, она снабжена вибраторами гидравлического действия, установленными на пробках со стороны разрушаемых пальцев, срезные фиксаторы выполнены ь виде отдельных элементов и установлены в совмещенных кольцевых канавках, выполненных на переходнике и пробке, а пробки с этой же стороны выполнены с торцовыми сегментными выемками на глубин ну установки в них срезных фиксато- Я ров.Изобретение относится к бурениюскважин, в частности к устройствамдля их цементировання.Известна муфта для ступенчатогоцементирования обсадных колонн,содержащая двухстенный цилиндрический корпус с впускными отверстиямии фильтрующую кольцевую перегородку 1.Недостатком этого устройстваявляется невысокая надежность егоработы при: цементировании скважинс крупноразмерными наполнителями.Наиболее близким к изобретениюявляется муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащая цилиндрический корпус с впускными отверстиями и установленныйснаружи него кожух с выпускнымиотверстиями, первые из которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцамис переходниками, в которых на ареэных фиксаторах установлены пробкис возможностью их ограниченногоперемещения в сторону кожуха Г 23.Недостатком известного устройстваявляется трудность открытия впускных отверстий из-эа недостаточнонадежного выхода пробок, перекрывающих эти отверстия. фиксатор, выполненный например, в виде пружинногокольца подвержен, кроме знакопеременных срезающих и сжимающих усилий,знакопеременным изгибающим моментам с плечом не менее глубины канавки, в которой находится фиксатор.Наибольшая величина изгибающегомомента возникает во время сломаудерживающего кольца. фиксатор врезультате этих нагрузок теряетФорму, в связи с ограниченностьютолщины стенки корпуса, в которой.становлены Фиксаторы и пробки и,как следствие, ограниченностью перемещения пробки последняя может бытьэаклинена,Цель изобретения - повышение надежности муфты в работе,Поставленная цель достигаетсятем, что муфта для ступенчатогоцементирования обсадных колонн,содержащая цилиндрический корпусс впускными отверстиями и установленный снаружи него кожух с выпускными отверстиями, первые из которыхперекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, в которых насрезных фиксаторах установлены пробки с возможностью их ограниченногоперемещения в сторону кожуха, снабжена вибраторами гидравлическогодействия, установленными на пробкахсо стороны разрушаемых пальцев, срезные фиксаторы выполнены в виде отдельных элементов и установлены всовмещенных кольцевых канавках, выполненных на переходнике и пробке,а пробки с этой же стороны выполненыс торцовыми сегментными выемками на глубину установки в них срезныхфиксаторов.На фиг. 1 изображена муфта, общийвид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1;на Фиг. 3 - вид А на фиг. 2;на 5 фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.Муфта для .ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит изцилиндрического корпуса 1 и установленного снаружи него кожуха 2,который может быть выполнен, например, в вида закрепленных на корпусепродольных секций. Полость (илиполости) между корпусом и кожухомразделена поперечной перегородкой 153 с фильтрами 4 и центральным каналом 5, имеющим гнездо 6 под запорныйэлемент 7. В корпусе 1, ниже перегородки 3, имеется впускное отверстие 8, перекрытое пробкой 9 и полымразрушаемым пальцем 10, а в секции 20 выше перегородки 3 имеется выпускное отверстие 11, Запорный элемент7, выполненный в виде шара, закреплен и герметизирован фиксатором 12над выпускным отверстием 11. Участок 25 полости 13 над запорным элементом7 сообщен отверстием 14 с затрубнымпространством. Впускные отверстия8 в корпусе 1, выполненные в видепереходника 15, имеющего, например 3 О упор 16, перекрыты пробкой 9 с герметизирующим уплотнением 17. Пробка9 с одного торца имеет гидравлический вибратор 18, а с другого - сегментную выемку 19, сообщенную сканавками 20 и 21, в котоРых расположен срезной фиксатор 22, выполненный в виде отдельных элементов23.Устройство работает следующимобразом.40 Муфту свинчивают с обсадными трубами и устанавливают в скважине внижней части интервала, цементируемо. го второй ступенью. Продавочная пробка первой ступени цементирования 45 разрушает полые пальцы 10, но пробки9 находятся во впускных отверстиях8 и удерживаются срезным Фиксатором22. В конце движения продавочнойпробки, когда еще цементирование у первой ступени не закончено, в обсадной колонне создают определенноетехнологией максимальное давление,обеспечивающее срезание фиксаторов22, После срезания фиксаторов 22пробка 9 перемещается до упора 16переходника 15 и останавливается.Остаток цементного раствора первойступени после разрушения пальцев10 и срезания фиксаторов 22, продолжая двигаться обсадной колонне, ф воздействует на гидравлический вибратор 18 и создает вибрацию, пере- .дающуюся непосредственно пробке 9, укоторой в канавке 20 находятся остатки (половинки) фиксатора 22. Остатки 65 срезанногоФиксатора 22 (остатки от1101543 2 Иоя. 43 филиал ППП "Патентф г.Ужгород,ул.Проект дельных его частей 23 )от вибрации пробки 9 легко и полностью удаляются из канавок 20 и не тормозят пробку 9 при ее дальнейшем движении в колонное пространство. После получения сигнала "Стоп" (окончания цементирования первой ступени ) давление внутри колонны сбрасывают до минимума,и пробка 9 беспрепятственно выдавлива-ется из впускного отверстия 8 внутрь колонны давлением затрубного про О странства, После удаления пробок 9 извпускных отверстий 8 осуществляют цементирование второй ступени, продавливая цементный раствор в затрубное пространство через открытые впускные 8 и выпускные 11 отверстия. После окончания цементироьания второй ступени и снижения давления в обсадной колонне запорный шар 7 небольшим количествомцементного раствора, поступающимиз-за колонного пространства, извлекается из фиксатора 12 и перекрывает канал 5 в перегородке 3происходит уплотнение и обезвоживание цементного раствора на фильтрах4, что приводит к образованию внутри полости или полостей между корпусом и кожухом цементного камняповышенной прочности, т.е,закрытиюотверстий в муфте и герметизацииобсадной колонны.Экономический эффект от применения муфты достигается повышением надежности ее срабатывания за счет увеличения надежности открытия впускных отверстий без увеличения габаритов устройства.1 ВНИИПИ Заказ 4735/19Тираж 565 Подписное