Клапан для цементирования обсадных колонн

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Е 21 В 41/00 Вкударетаккаый комитет СССР ао делам иэооретений и открытий(54) КЛАПАН ДЛЯ ЦЕИЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХКОЛОНН Изобретение относится к бурениЮ нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для их цементирования. По основному авт, св. 1 815263известно устройство, включающеекорпус, подпружиненный полый поршень,перфорированную диафрагму и шток сограничителем перемещения 13. Недостатком известного устройстваявляется его невысокая герметичностьи то, что поршень в корпусе перемещается с усилием, что вызывает необходимость применения мощных пружин,усложняющих работу устройства. Крометого, известное устройство не позволяет осуществлять испытание на герметичность обсадной колонны, непо-,средственно после окончания цементирования, так как оно приводит к нарушению целостности цементного кольцаза колонной,Цель изобретения - повышение намдежности работы клапана путем предотвращения перетока цементного раствора и обеспечения возможности опрессовки колонн непосредственно послеокончания цементирования до затвердевания цементного раствора.Поставленная цель достигаетсятем, что клапан снабжен фиксаторами1 О.верхнего положения поршня,Кроме того, на взаимодействующихповерхностях корпуса и поршня размещены уплотнительные элементы,На чертеже изображено устройство,общий вид.Устройство состоит из корпуса 1с циркуляционными отверстиями 2, вкотором перемещается под действием 20.пружины 3 поршень 4 с циркуляционнымиотверстиями 5 и внутренней отбортовкой 6. Движение поршня ограничивается с помощью штока 7, который упип, 3 9611 рается с одной стороны в перфорированную диафрагму 8, а с другой стороны ограничителем 9 движения, расположенным на нем - в стопорное кольцо 10, в котором выполнены циркуляционные отверстия 11; само кольцо закреплено в верхней части корпуса на основании 12. В основании 12 размещен Фиксирующий узел, состоящий из фиксатора 13, пружины 11 и стопо О ра 15. На внешней поверхности поршня выполнены паз 16, соответствующий Фиксатору, уплотнительные элементы 17 и канавки 18, имеющиеся и на внутренней поверхности корпуса, Нижняя часть корпуса снабжена ограничительными буртиками 19, Устройство закрепляется в муфтовом соединении 20 обсадных труб 21 и взаимодействует с цементировочной пробкой 22 при ее посадке на опору 23, расположенную на ш-оке,Устройство работает следующим образом. 25В исходном рабочем положении поршень ч фиксируется в корпусе 1 таким образом, что циркуляционные отверстия 5 в нем и отверстия 2 в корпусе смещены относительно друг друга с образованием щелевого зазора, через который при спуске обсадной колонны происходит автоматический долив колонны промывочной жидкостью. Это смещение достигается с помощью пружины 3, отжимающей поршень вверх, и штока 7, который ограничивает это движение с помощью перфорированной диафрагмы 8, размещенной во внутренней отбортовке 6 поршня, и ограничи теля 9 движения, закрепленного на46 штоке.При проведении промежуточных промывок, а также процесса цементирования поршень под действием давления, возникающего при циркуляции жидкости, перемещается вниз, сжимая пружину до упора, в результате чего циркуляционные отверстия в поршне и корпусе совпадают, образуя канал .для циркуляции жидкости, При снижении давления на устье и дальнейшем спуске обсадной колонны после проме,жуточной промывки поршень под действием пружины возвращается в исходное положение с образованием щелевого зазора, что обеспечивает дальнейший автоматический долив обсадной коллоны.-После спуска колонны проис 10 фходит посадка цементировочной пробки 22 на опору 23 устройства, Приэтом давление передается на шток,который, воздействуя на перфорированную диафрагму, разрушает ее и освобождает поршень, который, в своюочередь, под действием пружины поднимается в крайнее верхнее положениеи перекрывает циркуляционные отверстия, препятствуя проникновению цементного раствора внутрь обсаднойколонны. При своем движении вверхпоршень перемещает стопор 15, в результате чего освобождается фиксатор13, который под действием пружины14 входит в соприкосновение с поверхностью поршня и при дохождениипоследнего до опорного кольца попадает в паз 16, чем обеспечиваетсяполное закрытие клапана. После этогов колонну дается давление и она испытывается на герметичность.Для того чтобы промывочные отверстия при проворачивании в корпусепоршня не перекрывались, последнийс помощью штока перемещается строгов осевом направлении, Уплотнительные элементы 17 служат для очисткисоприкасающихся поверхностей от дисперсных частиц цементного раствора,В том случае, если часть их все жепроникает за уплотнения, они скапливаются в канавках 18, что обеспечивает работоспособность устройства,Применение фиксатора и уплотнительных элементов позволяет повыситьработоспособность устройства и производить дополнительную операцию.При этом обеспечивается качественноеразобщение затрубного и внутритрубного пространств, а именно исключается обратный переток тампонажногораствора в колонну с образованиемцементных стаканов из-за возможногозаклинивания поршня и появляется возможность испытания на герметичностьобсадной колонны паоле цементирования, что исключает нарушение целостности цементного камня за колоннойпри ее опрессовке после ОЗЦ (засчет исключения этой операции) и,как следствие, исключается межпластовый переток флюидов,Экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства обеспечивается исключением изоляционных работ по ликвидации межпластовых перетоков, а также затрат, связанных964110 Формула изобретения 7 оставитель В. Гришановектор исн е тяга едактор Л. Филь Техред И. Надь Корраказ 757 /3 Тираж 23 ПодпВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,о Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектн 5с опрессовкой колонны после ОЗЦ исоставляет более 2 млн, руб. в год. 1. Клапан для цементирования об"садных колонн по авт. св. У 815263,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повыаения надежности его в вработе путем предотвращения перетокацеметного раствора и обеспечениявозможности опрессовки непосредственно после окончания цементирования до затвердевания цементного раствора, он снабжен фиксаторами верхнего положения поршня.2. Клапан по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что на взаимодействующих поверхностях корпуса и пори 1- ня размещены уплотнительные элементь.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 815263; кл. Е 21 В 33/14 1979 прототип).