Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аЕ 2 ОП НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ. (7 1) Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (53) 622.248.42(088. 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР % 578438, кл. Е 21 Ь 33/14, 1975.2. Авторское свидетельство СССР % 697693, кл. Е 21 9 33/14, 1978 ( прототип),(54)(57) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО БЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая двухстенный цилинд рический корпус с впускными и выпускными отверстиями, первые из которых,.801055855 перекрыты полыми разрушаемыми палйами с переходниками, выполненными с упорами, и пробками, установленными в полостях разрушаемых пальцев на срезных фиксаторах и выполненными с выступами под упоры переходников, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения ее надежности в работе, она снабжена вибраторами гидравлического действия, установленными,на пробках и размещенными в полостях ра:нарушаемых пальцев, фиксаторы выполнены в виде отдельных сегментов н установлены за упорами переходников в противоположной от разрушаемых пальцев стороне, а пробки в нижней части выполнены с торцевыми ЕФ ;сегментными выемками на глубину установки в них фиксаторов..Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования.Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая двухстенный цилиндрический корпус с впускными отверстиями и фильтрующую кольцевую перегородку ЯНедостатком устройства является невысокая надежность его в работе при 1 О цементировании скважин с крупноразмерными наполнителями.Наиболее близкой к изобретению является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включаю щая двухстенный цилиндрический корпус с впускными и выпускными отверстиями, причем впускные отверстия перекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, выполненными с упорами, и пробками, установленными в полостях разрушаемых пальцев на срезных фикавторах и выполненными с выступами под упоры переходников 21 .Недостатком известного устройства 25 является трудность открытия впускных отверстий из-,эа недостаточно надежного выхода пробок, перекрывающих эти отверстия. Фиксатор, выполненный, напри мер, в виде пружинного кольца, подвержен, кроме знакопеременных срезающих и сжимающих усилий, знакопеременным изгибающим моментам с плечом не менее глубины канавки, в которой находится фиксатор. Наибольшая величина изгибающего момента возникает во время слома удерживающего кольца фиксатор в результате этих нагрузок теряет форму в связи с ограниченностью толщины стенки корпуса, в которой уста 40 новлены фиксаторы и пробки, и, как следствие, ограниченностью перемещения пробки, последняя может быть заклинена. й45Целью изобретения является повышение надежности в работе муфгы.Поставленная цель достигается тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая двухстенный цилиндрический корпус с впускными и выпускными отверстиями, первые иэ которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, выполненными с упорами, и пробками, установленными в полостях разруша емых пальцев на срезных фиксаторахи выполненными с выступами под.упсры переходников, снабжена вибраторами 55 Ъгидравлического действия, установленнымина пробках и размещенными в полостяхразрушаемых пальцев, фиксаторы выполнены в виде отдельных сегментов и установлены за упорами переходников в противоположной от разрушаемых пальцевстороне, а пробки в нижней части выполнены с торцевыми сегментными выемками на глубину установки в них фиксаторов,На фиг. 1 изображено устройство,общий вид; на фиг. 2 - узел 1 нафиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2(с сегментной выемкоф на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2 (с показом отдельных частей фиксатора),Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит иэ цилиндрического корпуса 1 и, например, закрепленных на нем продольных секций 2. Полость секции 2 разделена поперечной перегородкой 3 с фильтрами 4 и центральным каналом 5, имеющим гнездо 6 под задорный элемент 7. В корпусе 1, ниже перегородки 3, имеется впускное отверстие 8, перекрытое пробкой 9 и полым разрушаемым пальцем 10, а в секции 2 выше перегородки 3 имеется отверстие 11. Запорный элемент 7, выполненный в виде шара закреплен и герметизирован фиксатором 12 над выпускным отверстием 11, Участок полости 13 над запорным элементом 7 сообщен отверстием 14 с эатрубным пространством. Впускные отверстия 8 в корпусе 1 выполненные в виде переходника 15, имеющего упор 16, перекрыты пробкой 9, с герметиэирующим уплотнением 17. Пробка 9 с одного торца имеет гидравлический вибратор 18, а с другого - сегментную выемку 19, которая сообщена с канавками 20 и 21. В канавках 20 и 21 расположен фиксатор 22, выполненный в виде отдельных частей 23.Муфту свинчивают с обсадными тру,бами и устанавливают в скважине в нижней части интервала, цементируемого второй ступенью. Продавочная пробка первой ступени цементирования разрушает полью пальцы 10, но пробки 9 находятся во спускиых отверстиях 8 и удерживаются фиксатором 22. В конце движения продавочной, пробки, когда еще цементирование первой ступени не закончеКо, в обсадной колонне созда 1 ют .определенное технологией максимальное давление, обеспечивающее срезание2 3 1055 фий:аторов 22. После срезания фиксаторов 22 пробка 9 перемещается до торца упора 16 переходника 15 и останавливается. Остаток цементного раствора первой ступени после разрушения полых пальцев 10 и срезания фиксатс ров 22, продолжая двигаться в обсадной колонне, воздействует на гидравлический вибратор 18 и создает вибрацию, передающуюся непосредственно пробке 9,О у которой в канавке 20 находятся остатки (половинки) фиксатора 22. Остатки срезанного фиксатора 22 (остатки отдельных его частей 23) от вибрации пробки 9 легко и полностью удаляются нз ка . навок 20 и не тормозят пробку 9 при ее дальнейшем движении.в колонное пространство. После. получения "стоп- окончания цементирования первой ступени давление внутри колонны сбрасывают до рО минимума и пробка 9 беспрепятственно выдавливается иэ впускного отверстия 8 внутрь колонны давлением затрубного пространства, После удаления пробок 9 855 4из впускных отверстий 8 осуществляют. цементирование второй ступени, продавливая цементный раствор в затрубное пространство через открытые впускные 8 и выпускные 11 отверстия. После окончанйя цемеитирования второй ступени и снижения давления в обсадной колонне запорный шар 7 небольшим количеством цементного раствора, поступающим изза колонного пространства, извлекается из фиксатора 12 и перекрывает канал 5 в перегородке 3 - происходит уплотнение и обезвоживание цементного раствора на фильтрах 4, что приводит к образованию внутри секций 2 цементного камня повышенной прочности, т,е. закрытие оз верстий в муфте - герметизация обсадной колонны.Экономический эффект от применения изобретения достигается повышением надежности срабатывания муфты эа счет увеличения надежности открытия впускных отверстиЯ без увеличения габаритов устройства.