Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветскикСоциенистическихРеспублик(22) За" влено 20,02,78 (21) 2582560/22-03с присоединением заявки Рет(51)М. Кл. Е 21 В 33/14 Пкуйерственнъй комитет ьь.ь.Р ао йелем изобретеннй и ттгкрытнй(72) Авторы изобретения Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (ВНИИБТ)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСА 1 ЛЫХ КОЛОНН 1-1 астоящее изобретение относится к буренттвскважин, в частноспт, к устройствам для их цементирования,Известно устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус,5срезную втулку и кожух, образующий полостьс корпусом, которая сообщена с затрубцым про.странством циркуляционцым каналом 1 т.Недостатком устройства является низкая надежность герметизации цементировочных отвер-.стий цементным камнем.Наиболее близким по технической сущностик данному изобретению является устройство дляступенчатого цементирования обсадных колонн,включающее корпус и дифференциальную втулку, образующие замкнутую полость между собой и выполненные с цементировочными отверстиями, толкатель, фиксатор и цереводник т 2.Недостатком известного устройства является невозможность его применения для обратногоцементирования второй ступени, повышающегокачество цементирования,Целью настоящего изобретения является по.вышение.качества цементировутия и обеспечениеЪ надежного перекрытия цементировоптт.тх отверстйй при обратном цементировании второй сту.пени,Поставленная цель достигается тем, что дифференциальная втулка подпружинена и выполнена с проточкой, образующей с корпусом ипереподттттком дополнительную полость, а корпус выполнен с дополнительными радиальнымикацаламтт, перекрытыми полыми срезнымц эле.ментами для сообщения дополнительттотт полостис заколонным пространством скважины.На фиг. 1 - общий вид устройства в ттериодцементирования первой ступени; на фиг. 2 - тоже,в период цементировация второйт стуттени.Устройство состоит из корпуса 1, соединенного с переводником 2 и имеющим радиальныеотверстия 3 для цементирования; дифференциальной втулки 4 с четырьмя торцовыми поверхностями А, В, С, Л, которая образует с корпусом 1 две замкнутые полости 1 и 1, полых срезных элементов 5, установленных в корпусе 1, и герметизирующих замкнутую полость П отзатрубного пространства; срезцых штифтов 6,удерживающих дифференциальнуюо втулку 4 от703650 20 3осевого перемещения; пружинного посадочногокольца 7 и пружинного толкателя 8, установлен 1 гых на дифференциальной втулке 4; пружинного фиксатора 9 и пружинного кольца,10, закреп.ленного на обсадной колонне 11 срезными шпонками, пружины 12, установленной на дифференциальной втулке.Устройство для двухступенчатого цементиро.ваищ скважин работает следующим образом,После окончания или и период цементированияпервой ступени обсадной колонны 11, бросаютшар 13, который падает на пружинное посадочное кольцо 7 и при перепаде давления над шаром срезает штифты б, Дифференциальная втулка 4 перемещается вверх (площадь торцовойповерхности Д бо)тьше площади торцовой поверхности А) до упора торцовой поверхностиВ в полые срезные элементы 5. При этом пру.жина 12 выполняет функции демпфера, предотвращая от преждевременного повреждения полые срезные элементы 5, Отверстия 3 в корпу.се и отверстия в дифференциальной втулке сов.пачкают, о чем свидетельствует падение, давле.ния в обсадной колонне,Для определения момента окончания цементирования второй ступени при обратном способе в первую порцию тампонажного раствора до.бавляют волокнистый наполнитель, которыйпри поступлении в обсадную колонну через раГдиальные отверстия 3 устройства забиваетфильтр; устанавливаемый во внутренней полости колонны (на фиг. 1, 2 не показано), В результате давление в .затрубном пространстве повышается, что свидетельствует об окончаниипроцесса цементирования. При дальнейшем повышении давления на расчетную величину в затрубном пространстве и в колонне между устройсйом-и цементиро. вочной пробкой дифференциальная втулка 4 срезает полый элемент 5, после чего замкнутая полость П сообщается с эатрубным пространством. Давление из затрубного пространства передается.на торцовую поверхность В диффе. ренциальной втулки 4 и последняя перемещается вниз (суммарная площадь двух торцовых поверхностей А и В больше площади торцовой поверхности Д) . При этом цементировочные отверстия 3 устройства герметично перекрывают.ся дифференциальной втулкой 4, которая фиксируется в крайнем нижнем положении пружин ным фиксатором 9.Технико-экономический эффект от исполь.10зования предложенного изобретения заключается в обеспечении возможности ступенчатого и манжетного цементирования глубоких скважин и скважин с высокими пластовыми давлениями без разрыва во времени с применением, напри.мер, заколонных накеров, устанавливаемых на больппи глубинах. Кроме того, цементирование скважин через кольцевое пространство обеспечивает качественное цементирование для устья при снижении мощности продавочной техники. Формула изобретения Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус идифференциальную втулку, образующие эам.кнутую полость между собой и выполненныес цементировочными отверстиями, толкатель,фиксатор, и переводник, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качествацементирования и обеспечения надежного перекрытия цементировочных отверстий при обратном цементировании второй ступени, дифференциальная втулка подпружинена и выполнена с проточксй, образующей с корпусом и пе.реводником дополнительную полость, а корпусвыполнен с дополнительными радиальными каналами, перекрытыми полыми срезными элементами для сообщения дополнительной полос 4 о ти с заколонным пространством скважины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мищевич В. И., Справочник инженера полбурению., - М., Недра, 1973, с. 416,2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2434262/22.03, кл. Е 21 В 33/14, 1977,