Устройство для ступенчатого цементирования

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(22) Заявлено 05.09.77 (21) 2524635/22-0 Я. Кл.Е 21 В 33/14 исоединением заяв Государственный камкт СССР по делам нэобрвтвннй н открытнйпубликовано 05. та опубликования описания 15.12.7 А нов и В. И. Миши врус, А. В(72) Авторы иэобретени сесоюзный научно-исследовательский институт по крепленик скважин и буровым растворам(54) УСТРОЙСТВО Устройство для ступенчатого цементирования скважин относится к . изделиям, используемым в нефтегазовой промышленности лля пементирования обсалных колонн в лве и более ступеней.Известна цементировцчная муфта, содержащая корпус, цилиндрическую шторку, наружный кожух, верхнюю и нижнюю полвижцье втулки с уплотцительцыми кольцами и отверстиями лля пемецтцрцвация. Герметичность шторки посл сраодпгывдцця обеспечивается кольцевыми резиновыми уцлцтцчиями 1 .11 сдцстатком такой муфты является тц, что в условиях ллительцои эксплуатации црц высоких давлениях и температурах це обеспечивается надежность рдбцты устройства.11 истгц также устроиствц лля стуцецчатогц пемецти рова ция, содержа гцее впцлценцыс с отверстиями корпус, жестко связанный с цим экран, перскрьвдющуо втулку, ирхшцю и нижцкк подвижп,с втулки с кцьсвыми проточками ца цяружццй ш- Рн рхц к и, уплотнитсльцыс кцльпд и щ мсц.ирцвц пыс пробки 2. ТУГ 1 ЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ Нсдостдткцъ тцГц устрцйствд является возможность образования псрекосд при посадке перекрывающей втулки ца кцрцус, что це обеспечивает надежность работы устройства в условиях высоких температур ц лавлеций.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет предотвращения перекоса при посадке перекрывающей втулки на корпус.Поставленная цель достигается тем, что шлицлрический экран имеет наклонные сквозные прорези и скобы, установленные в них с возможностью взаимодействия с перекрываюпей и верхней полвижной втулками.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, исхолное положение; цд фцг. 2 го же, после срабатывания; ца фцг. 3 экран с наклонными сквозшлми црцрсзямц.Предлагаемое устройство с остцт из корпуса 1, цилиндрического экрана 2, церекрывдкнцей втулки 3, верхней втулки 4, нижней втулки 5.Крцус 1 в своей пкнсР чдсти и экран 2 ц ирхней части выполненырезиой длясоединения с обсадными трубами. В верхней части корпуса 1 выполнена резьба для соединения с экраном 2, Дополнительно для обеспечения соосности корпуса 1 и экрана 2 в корпусе 1 выполнена внутренняя проточка, в которую введен нижний торецэкрана 2.В корпусе 1 и экране 2 выполнены соосные отверстия 6 для цементирования. Между корпусом 1 и экраном 2 установлена перекрывающая втулка 3, в которой также выполнены отверстия 7 для цементирования, В исходном положении перекрывающей втулки отверстия 7 соосны с отверстиями 6.Внутри экрана 2 расположены верхняявтулка 4 и нижняя втулка 5, закрывающая отверстия 6 экрана 2. 13Перекрывающая втулка 3 и нижняя втулка 5 зафиксированы на экране 2 срезными штифтами 8. Верхняя втулка 4 также фиксируется на экране 2 с помощью срезных штифтов 9.Над отверстиями 6 для цементированияв экране 2 выполнены с равномерным шагом по периметру наклонные прорези 10, в которых установлены скобы 11, опирающиеся одним своим выступом на перекрывающую втулку 3, а другим выступом введены в коль цевую проточку 12 верхней втулки 4. На фиг. 1 и 2 прорези 10 условно расположены вдоль оси устройства.В районе расположения отверстий 6 свнутренней стороны корпуса 1 выполнена конусная поверхность 13. На наружной по 36верхности перекрывающей втулки 3 также выполнена конусная поверхность 14, сопрягающая после срабатывания перекрываюшей втулки 3 с конусной поверхностью 13 корпуса 1, На конусной поверхности 14 Зу перекрывающей втулки 3 нанесены кольцевые выступы 15 из мягкого металла, например меди, Кольцевые выступы 15 распо-.ложены на конусной поверхности 14 таким образом, что после срабатывания перекрывающей втулки и закрытия отверстий 6 корпусакольцевые выступы 15 оказываются расположенными над и под отверстиями 6, обеспечивая их герметизацию.Для обеспечения герметичности втулки 4и 5 снабжены кольцевыми уплотнениями 16. 4 й Герметизацию перекрывающей втулки 3 в исходном положении обеспечивают кольцевые уплотнения 17. Для предотвращения загрязнения конусных поверхностей 13 и 14 в отверстиях 7 перекрывающей втулки 3 установлены кольца 18, внутренний диаметр которых равен диаметру отверстий 6 корпуса 1 и экрана 2, а их ширина не менее расстояния между корпусом 1 и экраном 2.В транспортном положении отверстия 6 для цементирования закрыты пробками 19.Для обеспечения фиксации после сраба тывания перекрывающая втулка 3 в ее верхьзл:,. -,ней части выполнена в виде цангового замка 20, а на внутренней поверхности корпуса 1 имеется насечка 21, обеспечивающаянадежное защелкивание замка 20 и, темсамым, фиксацию перекрывающей втулки 3.Для выравнивания давления в кольцевомпространстве между корпусом 1 и экраном 2в последнем, в его нижней части, выполнены отверстия 22. Устройство снабжено также управляющими пробками 23 и 24.Устройство для ступенчатого цементи-,рования скважин работает следующим образом,После окончания процесса цементирования первой ступени обсадной колонны бросают пробку 23, которая доходит до нижней втулки 5 и плотно садится на нее. Повышая давление в колонне над пробкой 23 довеличины, при которой срезаются штифты 8,передвигают нижнюю втулку 5 ниже отверстия 6 на экране 2. При этом под воздействием избыточного давления из отверстий 6 удаляют пробки 19.Через открывающиеся отверстия 6 осуществляют закачку тампонажного растворавторой втупени, по окончании которой пускают вторую пробку 24, которая садитсяна верхнюю втулку 4. Повышают давлениев колонне и, срезав штифты 9, передвигаютверхнюю втулку 4 вниз. При этом втулка 4,взаимодействуя через скобы 11 в перекрывающей втулке 3, принуждает последнююдвигаться вниз.Перекрывающая втулка 3, передвигаясьвниз, благодаря наличию наклонных прорезей 10, одновременно с поступательным движением совершает вращательное движение,Это обеспечивает надежное сопряжение конусных поверхностей корпуса 1 и перекрывающей втулки 3. При этом кольцевые выступы 15 из мягкого металла позволяют обеспечивать герметичность соединения, сохраняющуюся в условиях высоких температури давлений. Цанговый замок 20 перекрывающей втулки 3 защелкивается на насечке 21 корпуса 1 и предотвращает разгерметизацию отверстий 6. Уплотнительные кольца 18 передвигаются совместно с перекрывающей втулкой 3, не препятствуя ее движению.Втулки 4 и 5; а также пробки 23 и 24 удаляют из обсадной колонны известным способом с помощью известных устройств. При этом экран 2 препятствует повреждению перекрывающей втулки 3 и способствует сохранению высокой герметичности колонны в зоне отверстий для цементирования.Таким образом, обеспечивается герметичность колонны в процессе ее длительной эксплуатации в условиях высоких температур и давлений.702156 Формула изобретения Фиг.д В. Миа Составнтел Техред О. Л Редактор С, Титова Заказ 7560/34 по 113035, М филиал П П Пор М. Внгула гова нраж 6 ПодписноеСССРий комитета и открыскан на од, ул. ударствеиного изобретений Ж - 35, Рауентэ, г. Ужго елам кв Па 5аи, 4 1 дПроек Устройство для ступенчатого цементирования, включающее выполненные с отверстиями корпус, жестко связанный с ним экран, перекрывающую втулку, верхнюю и нижнюю подвижные втулки с кольцевыми проточками на наружной поверхности, уплотнительные кольца и цементировочные пробки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет предотвращения перекоса при посадке перекрывающей втулки на корпус, цилиндрический экран имеет наклонные сквоз ные прорези и скобы, установленные в нихс возможностью взаимодействия с перекрывающей и верхней подвижной втулками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США265%38,кл. 166 - 154, опублик. 1953.2, Булатов А. И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин, М.,