Клапан для обратного цементирования обсадных колонн

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 13 Л 82 б(21) с присоединением заявки 99820/2 В ЗЗ/14 асударстеенный камнтеСааата Инннстраа СССРаа делан нзобретвннйн открьстий Приоритет -овано 05.06,78. Б 53) УДК 622.245,4(43) Опублнк (45) Дата оп летень ования описания 1005(71) Заявит НТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛО Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн обратным направлением циркуляцииИзвестно устройство, позволяющее це ментировать обсадные колонны обратным направлением циркуляции. В этом устройстве применяются волокнистые наполнители в первой порции закачиваемого в затрубье цементного раствора, которые эа-О купоривают фильтр-сетку, устанавливаемую в нижней части обсадной колонны Я .Однако это устройство ненадежно вследствие перемещивания наполнителя на значительном интервале эатрубного 6 пространства и потери наполнителя.по пути движения. Известен клапан для обратного цементирования обсадных колонн, содержащем 20 корпус, посадочное седхрэ и запорный .орган, выполненный иэ 4.материала, плотность которого больше плотности бурового раствора, но меньше плотности цементного раствора 2 .2Недостатком этого устройства являет" ся невозможность управления цементированием при .обратной циркуляции, так как оно не позволяет определить момент поступления цементного раствора в башмак 8 О ро на ся но 54) КЛАПАН ДЛЯ ОБРАТНО обсадной колонны или перекрыть поток в этот момент.Цель изобретения - повыдение надежности клапана в работе за счет использования структурных свойств раствора.Цель достигается тем, что клапан снабжен направляющим патрубкам, размещенным концентрично в корпусе под запорным органом, а эапорный орган выполнен в нижней части в виде цилиндра, а в верхней - в виде конуса.На чертеже изображен предлагаемый клапан.и разрез А-А.На любой рассчетной глубине в обсадной трубе 1 устанавливается обтекатель 2, концентрично уменьшающий внутреннее сечение обсадной трубы. Концентричность и неподвижность обтекателя достигается наличием ребер 3, к которьщ он крепится. Над обтекателем устанавливается эа-. порный орган 4, имеющий форму цилиндра, завершающегося конусом. Запорный орган 4 изготавливается из материала, имеющего плотность несколько меньшую, чем цементный раствор, но большую, чем бувой раствор, например иэ капрона с полнителем. Внутри обсадной трубы еется сужение, в котором располагаетконцентрично коническая часть запорго органа 4, образуя канал Б переменного сечения. Над сужением расположенпроточный канал В, имеющий цилиндрическое сечение, площадь которого равнаплощади сечения канала Г вокруг цилиндрической части запорного органа 4, Надканалом В располагается проточный канал 1), в котором на ребрах 3 крепится посадочное седло 5. Клапан работает следующим образом. )р При циркуляции через клапан нисходящего потока любой жидкости клапан открыт. При циркуляции через клапан восходящего. потока жидкости имеющей плотность меньшую, чем эапорный орган,)6 и стандартную вязкость,запорный орган остается в нижнем положении (клапан открыт) эа счет направленной вниз равнодействующей трех сил: силы трения (направлена вверх), силы тяжести (направлена вниз), гидродинамической силы в сужении канала (направлена вниз).При восходящем потоке жидкости, имеющей аномально высокую плотность (больше плотности запорного органа), или при аномальных вязкости и плотности равно действующая трех сил направлена вверх за счет увеличения силы трения или за счет уменьшения силы тяжести, или эа счет изменения обеих сил. Гидродинамическая сила становится меньше сил тре ЗО ния. Сила тяжести близка к нулю при аномальной плотности жидкости, Запорный орган всплывает, упирается в посадочное седло 5 и перекрывает полностью канал В. 35Выполнение запорного органа в виде цилиндра, завершающегося конусом и защищенного от скоростного напора восходящего потока обтекателем, исключает возможность зашламовывания клапана нефильтрованными вязко-пластичными жидкостями и позволяет использовать структурные свойства смесей, используемыхпри цементировании (структурированныктампонажных смесей, полимерных наполнителея, вязко-упругих смесей и высоковяэких буферных жидкостей) . Это расширяет диапазон применения обратногоцементирования, имеющего в определенных условиях ряд существенных преимуществ перед прямым способом цементирования: сокращается продолжительностьцементирования, сокращается стоимостьпроката специального оборудования в4-5 раз, увеличивается производитель-.ность труда. Формула изобретенияКлапан для обратного цементирования обсадных колонн, включающий корпус, посадочное седло и запорный орган, выполенный из материала, плотность которого больше плотности бурового раствора, но меньше плотности цементного раствора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности клапана в работе эа. счет использования структурных свойств раствора, он снаб" жен направляющим патрубком, размещенные концентрично в корпусе под запорным органом, а запорный орган выполнен в нижней части в виде цилиндра, в верх ней - в виде конусаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР 9 248589, кл . Е 21 В 33/14, 1966 .2. Авторское свидетельство СССР М 261313, кл. Е 21 В 33/14, 1968.609872 Составитель В.ГрииановТех ед Э. Чужик Ко ек Н. овале сноеистров СС аказ 2982 ог и4 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 25Т ИПИ Государственпо дела113035 МОскв 734 Под кмитета Совета Ми бретений и открыт 35 Ра нская наб,