Устройство для цементирования скважины

(51)5 Е 21 В 33 1 ИЗ ЕН к, В,В.Т 512,1 раствора ипродавки,тельности нцементировНа фиг.рез устройсна фиг. 1. Изобретен ышлен ности,ющей, и испо бсадных колон ины. Цель изоб зрыва сплошшение давления его повышение чувствиения давления во время ументакжизмения.предса, на в дольны чение и авленфиг. 2 предупреждение тока цементного тения ности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ивано-Франковский институт нефтии газа(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к горной промышленности, а точнее - к нефтегазодобывающей, и используется при цементированииобсадных колонн, Цель - предупреждениеразрыва сплошности потока цементногораствора и уменьшение давления его продавки, а также повышение чувствительности на изменение давления во время. цементирования. Устройство включаеткорпус (К) 1 с местным сопротивлением,выполненным в виде втулки 2 с входнымотверстием 3 и эластичного рукава (ЭР) 4,закрепленного между втулкой 2 и К 1, Внутри К 1 размещен диск 5 с центральным отверстием 6. Между К 1 и ЭР 4 образованакольцевая полость 7, причем ЭР 4 выполнен е относится к горнои проточнее - к нефтегаэодобыьэуется гри цементировании в процессе сооружения сква,Ы 2 1668636 А 1 в виде овала и закреплен одним концом на диске 5, а другим концом - на втулке 2.Втулка 2 выполнена с периферийными каналами 8, гидравлически соединяющими пространство над втулкой 2 с кольцевой полостью 7. Устройство можно выполнить в виде нескольких параллельно установленных между диском 5 и втулкой 2 ЭР 4, Геометрические размеры и материал ЭР 4 выбирают с таким расчетом, чтобы при течении через него жидкости со скоростью больше заданной происходила его деформация, Устройство устанавливают в башмаке обсадной колонны и закачиван т цементный раствор. Если скорость течения раствора через устройство превышает заданную, при которой возможен разрыв сплошности потока, давление внутри ЭР 4 падает, а давление со стороны кольцевой полости 7 Я уменьшает площадь проходного сечения ЭР4. Это приводит к снижению скорости и выравниванию давлений и возвращению ЭР Я 4 в исходное положение. Процесс происходит циклически с постоянной автоматической регулировкой скорости закачивания ф цементного раствора. Выполнение ЭР 4 в О виде овала позволяет увеличить площадь О, воздействия на ЭР 4 со стороны кольцевой р полости 7, что позволяет более точно регу- О лировать изменение площади проходного отверстия ЭР 4, 1 э.п. ф-лы, 2 ил.Полый корпус 1 устройства имеет местное сопротивление в виде втулки 2 с входным отверстием 3 и эластичного рукава 4, закрепленного между втулкой и корпусом. Внутри корпуса 1 размещен диск 5 с центральным отверстием 6, Рукав 4 установлен внутри корпуса 1 с образованием между ними кольцевой полости 7, причем рукав выполнен в виде овала и закреплен одним концом на диске 5, а другим - на втулке 2, Втулка выполнена с периферийными каналами 8, гидравлически соединяющими пространство над втулкой 2 с кольцевой полостью 7.Корпус 1 в нижней и верхней частях имеет соединительные элементы соответственно 9 и 10. Устройство можно выполнить в виде нескольких параллельно установленных между диском 5 и втулкой 2 эластичных рукавов 4. Между втулкой 2 и диском 5 установлена приставка 11.Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливают в башмаке обсадной колонны, которую опускают в скважину до проектной глубины и после подготовительных работ приступают к закачке цементного раствора, Двигаясь по обсадной колонне, цементный раствор проходит через эластичный рукав 4 устройства, При этом на рукав, на внутреннюю и наружную поверхности действуют силы, величины которых определяются давлениями соответственно внутри рукава 4 и кольцевой полости 7. Давление внутри рукава согласно закону Бернулли зависит от скорости движения жидкости в этом сечении,В начале цементирования разность внутреннего и наружного давлений, действующих на стенки рукава 4, компенсируется его упругими силами, и форма рукава не изменяется,Однако наступает момент, когда за счет гравитационных сил, вызванных разностью плотностей цементного и бурового растворов, происходит разрыв сплошности потока цементного раствора, и скорость его движения внутри обсадной колонны повышается, Соответственно повышается скорость движения жидкости в рукаве 4, что приводит к уменьшению давления и силы, действующей внутри него, Сила, действующая на наружную поверхность рукава со стороны кольцевой полости 7, увеличивается, что приводит к деформированию и уменьшению сечения рукава, Уменьшение сечения рукава приводит к уменьшению расхода жидкости и, естественно, к замедлению движения жидкости. При выравнивании наружного и внутреннего давлений рукав воз 10203035 вращается в исходное положение, увеличивая его сечение и, следовательно, расход жидкости через устройство.Выполнение эластичного рукава 4 в виде овала позволяет увеличить площадьвоздействия на него со стороны кольцевой полости 7, что позволяет более точно регулировать изменение площади проходногоотверстия рукава,Данный циклический процесс происходит до момента стабилизации скорости движения цементного раствора и продавочнойжидкости внутри обсадной колонны.Снижение расхода жидкости в момент повышения скорости ее движения внутри обсадной колонны позволяет предотвращать разрыв сплошности потока цементного раствора.Необходимо отметить, что геометрические размеры эластичного рукава площадь сечения и длина) и его упругие характеристики в каждом конкретном случае выбирают такими, что при скорости движения жидкости внутри обсадной колонны больше заданной сечение проходного отверстия канала уменьшается.Если необходимо предотвращать разрыв сплошности потока цементного раствора при сравнительно малых скоростях движения жидкости и с целью повышениячувствительности устройства при незначительных изменениях давления, дросселирующий канал может быть выполнен в виденескольких параллельно установленныхэластичных рукавов.Таким образом, за счет увеличения площади боковой поверхности стенок дросселирующих каналовувеличивается действующая сила и, следовательно, повы 40 шается чувствительность устройства к изменениям давления,Формула изобретения1. Устройство для цементирования скважины, включающее полый корпус с местным45 сопротивлением, выполненным в виде втулки с входным отверстием и эластичного рукава, закрепленного между втулкой икорпусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью предупреждения разрыва сплошно 50 сти потока цементного раствора и уменьшения давления его продавки во времяцементирования, оно снабжено диском сцентральным отверстием, размещеннымвнутри корпуса, при этом эластичный рукав55 установлен внутри корпуса с образованиеммежду ними кольцевой полости, причем эластичный рукав выполнен в виде овала и закреплен одним концом на диске, а вторымконцом - на втулке, втулка выполнена с периферийными каналами, гидравлически.Кравцова Редактор Б.Ф Заказ 2638 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 при ГК,Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго соединяющими пространство над втулкой с кольцевой полостью.2.Устройство по п, 1, отл ича ю щее е я тем, что, с целью повышения чувствительности на изменение давления, оно выполнено в виде нескольких параллельноустановленных между диском и втулкойэластичных рукавов.