Устройство для цементирования скважин

(5)5 Е 21 В 33/14 ГОСУДАРГТПГНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПГИ КНТ СГСР ВОЮЮТ 3 ЦЯЩЦУРРРУ 1;- Л ЯТЕЙ/, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОс, СО 4 О(71) Ивано-Франковский институт нефти игаза(56) Авторское свидетельство СССРР 151 4910, кл. Е 21 В 33/14, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементи-. ровании обсадных колонн, Цель изобретения -упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства, Устройство включает корпус 1, внутри которого установлен диск (Д) 2 с осевым каналом (ОК) 3 и втулка-перекрыватель (В-П). В Д 2 выполнены радиальное отверстие 5 и переферийный канал б, Канал б гидравлически соединяет пространство над Д 2 с отверстием 5, В отверстии 5 установлена В-П, вьполненная в виде прямоугольной пластины и подпружиненная относительно корпуса 1 пружиной 7, Внутри отверстия 5 установлен ограничитель 8 перемещения В-П, выполненный в виде выступа. ОК 3 имеет прямоугольную форму, Со стороны ОК 3 может Ы 31687769 А 1 иметь Т-образную форму, а сдм ОК 3 может выполняться со сквозными пдзом 9 нд боковой поверхности. Устройство устанавливают в башмаке осадной колонны, которую опускают в скважину до проектной глубины, и приступают к закачке цементного раствора, При циркуляции жидкости через ОК 3 давление в нем зависит от скорости движения жидкости. Это давление действует через ОК 3 на боковуо поверхность В-П, установленную внутри Д 2. С другой стороны В-П через канал б действует давление, равное давлению ндд Д 2. При скорости движения цементного раствора в начале цементирования разность давлений компенсируют жесткостью пружины 7. При увеличении скорости движения цементного раствора за счет гравитационных сил скорость движения жидкости через ОК 3 увеличивается и В-П смещается влево за счет превышения давления на В-П со стороны канала б. Таким путем уменьшается скорость движения жидкости, и В-П возвращается в исходное положение, вследствие чего автоматически регулируется площадь ОК 3 и скорость движения раствора, что предупреждает разрыв сплошности потока цементного раствора, а также позволяет проводить процесс закачки и продавливания цементного раствора с меньшим давлениси. 2 з,п.ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей,и может использоваться прицементировании обсадных колонн.Цель изобретения-упрощение конструкции и повышение надежности работыустройства.На фиг.1 представлено устройство продольный разрез; на фиг.2-сечение А-А нафиг,1.Устройство включает полый корпус 1,внутри которого установлены диск 2 с осевым каналом 3 и втулка-перекрыватель 4,Осевой канал 3 диска 2 имеет прямоугольную форму. Диск 3 выполнен с радиальнымотверстием 5 и периферийным каналовл б,гидравлически соединяющим пространствонад диском 2 с радиальным отверстием.5,Втулка-перекрыватель 4 выполнена в видепрямоугольной пластины и установлена врадиальном отверстии 5. Она подпружинена гпносительно корпуса 1 пружиной 7 ивзаимодействует с ограничит"лем 8 перемещения, выполненным в виде выступа в ра-.диальном отверстии 5 диска 2,Втулка-перекры ватель 4 со стороны осевогоканала 3 может иметь Т-образную форму,что позволяет увеличить силу давления жидкости на нее.Кроме того, для предотвращения возможности полного прекращения движенияжидкости внутри колонны боковая поверхность осевого канала может быть выполнена со сквозным пазом 9,Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливают в башмакеобсадной колонны, которую спускают вскважину до проектной глубины, и послепроведения подготовительных работ приступают к закачке цементного раствора.Двигаясь внутри обсадной колонны, цементный раствор проходит через осевой канал3, При этом давление в осевом канале 3согласно закону Бернулли зависит от скорости движения жидкости в этом сечении,Давление действует на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4 со стороныосевого канала 3. На противоположную ейбоковую поверхность со стороны периферийного канала б действует давление, величина которого определяется давлениемвнутри обсадной колонны выше диска 2,При скорости движения цементногораствора в начале цементирования разность давлений, действующих на боковыеповерхности перекрывателя 4, компенсируется жесткостью пружины 7, и втулка-перекрыватель 4 остается в исходномположении.5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Однако наступает момент. кода за счет гравитационных сил, вызванных разностью плотностей цементного и бурового растворов в колонне и затрубье, происходит разрыв сплошности потока цетлентного раствора, и скорость его движения внутри обсадной колонны увеличивается. Соответственно увеличивается скорость движения жидкости в осевом канале 3, что согласно закону Бернулли приводит к уменьшению давления и, соответственно, силы, действующей внутри осевого канала 3 на его боковые поверхности, в том числе и на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4, Поскольку сила, действующая на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4 со стороны периферийного канала б, увеличивается за счет увеличения потерь давления в осевом канале 3, то это приводит к перемещению втулки-перекрывателя 4 в осевой канал 3 и уменьшению его сечения, Величина выдвижения втулки-перекрывателя 4 и, следовательно, сечения осевого канала 3 будет зависеть от увеличения скорости движения жидкости в местном сопротивлении.Уменьшение сечения осевого канала 3 приводит к уменьшению скорости движения цементного раствора в колонне и выравниванию давлений, действующих в осевом 3 и периферийном б каналах. При этом происходит перемещение втулки-перекрывателя 4 в исходное положение под действием пружины 7 и, следовательно, увеличиваются сечение осевого канала 3 и скорость движения цементного раствора. Горизонтальное перемещение втулки-перекрывателя 4 вправо больше допустимого предотвращает. ограничитель 8 перемещения втулки-перекрывателя 4,Данный циклический процесс продолжается до момента стабилизации скорости движения цементного раствора и продавочной жидкости внутри обсадной колонны.Снижение расхода жидкости в момент увеличения скорости ее движения. внутри обсадной колонны позволяет предотвратить разрыв сплошности потока цементного раствора.Жесткость пружины 7, площади боковых поверхностей втулки-перекрывателя 4 и сечение осевого канала 3 в каждом конкретном случае выбирают такими, чтобы добиться оптимальной скорости движения жидкости и предотвратить разрыв сплошности потока цементного раствора.Постоянно изменяющаяся площадь осевого канала 3 позволяет предотвратить разрыв сплошности потока цементйого раствора, а также проводить процесс закачки1687769 оставитель Н.Чепигаехред М.Моргентал Корр Т,Ко ковска едактор Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж,Раушская наб., 4/5 Заказ 3686 ВНИИПИ Гос роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 и продэвки цементного раствора с меньшим давлением и большей скоростью, а применение местного сопро 1 ивления с дросселирующей втулкой-перекрывателем упрощает конструкцию устройства и облегчает выбор 5 параметров и размеров его узлов. Формула изобретения1, Устройство для цементирования скважин, включающее полый корпус, 10 внутри которого установлены диск с осевым каналом и втулка- перекрыватель; о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, оно снабжено ограничителем пе-. 15 ремещения втулки-перекрывателя, при этом осевой канал дискэ имеет прямоугольную форму, диск выполнен с радиальным отверстием и периферийным каналом, гидравлически соединяющим пространство над диском с радиальным отверстием, э втулка-перекрыватель-в виде прямоугольной пластины, установленной в радиальном отверстии и подпружиненной относительно корпуса, а ограничитель перемещения втулки перекрывателя выполнен в виде выступа в радиальном отверстии диска.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка-перекрыватель со стороны осевого канала диска имеет Т-образную форму.3. Устройство и и. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что боковая поверхность осевого канала выполнена со сквозным пазом.