Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (И 33 1 51) Е д,"гф О АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР СН ь,аево скважиефть" во ССС978,СССР976 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исслетельский институт по креплениюи буровым растворам "ВНИикр(57) 1.МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕТИ РОВАНИ Я ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом каналекорпуса, контейнер, перекрывающуюпробку и упорные шары, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности закрытия циркуляционных отверстий, контейнер выполнен ввиде стакана с эластичным уплотнителным элементом на его боковой поверхности и радиальными отверстиями нижеуплотнительного элемента, выполненнымс возможностью гидравлического сообщения с циркуляционными отверстиямикорпуса и кожуха, а упорные шарыустановлены с возможностью фиксацииими посадочной втулки относительнокорпуса,1090852 2. МуФта по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что контейнер выполнен в ниде двух втулок с телескопиИзобретение относится к бурениюскважин, в частности к устройствамдля их ступенчатого цементиронания.Известно устройстно двухступенчатого цементирования скважин, содержащее корпус, дифференциальную втулку, срезной элемент,шар и цементироночную пробку 1,Недостатком указанного устройства 1 Оявляется необходимость проталкиваниицементировочной пробки до башмакаобсадной колонны насосно-компрессорными или бурильными трубами с цельюосвобождения внутреннего сечения 15колонныпосле окончания процессацементиронания.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для ступенчатогоцементирования обсадных колонн,20включающее патрубок и внутреннююгильзу с заливочными отверстиямина них, посадочное седла, контейнери продавочную пробку 21Недостатком известного устройстваявляется его низкая надежность из-занеобходимости вращения и движенияЬбсадной колонны в осевом напранле 1нии с целью закрытия заливочныхотВерстий игерметизации устройствачто не всегда удается осуществить ЗОиз-за возможности прихвата обсаднойколонны выше устройства н открытомстволе скважины,Целью изобретения является повышение надежности закрытия циркуляционных отверстий.Поставленная цель достигаетсятем, что в муфте для ступенчатогоцементирования обсадных колонн, вклю.чающей корпус и кожух с циркуляцион Оными отверстиями, посадочную втулку,установленную в осевом канале корпуса, контейнер, перекрывающую пробкуи упорные шары, контейнер выполненв виде стакана,с эластичным уплотнительным элементбм на его боковойповерхности и радиальными отверстияминиже уплотнительного элемента, выполненными с возможностью гидравлического сообщения с циркуляционнымиотверстиями корпуса и кожуха, а упор.ные шары установлены с воэможностьюфиксации ими посадочной втулки относительно корпуса.Кроме того, контейнер выполнен ввиде двух втулок с телескопическим 55 ческим соединением, а уплотнительный элемент размещен в телескопическом соединении. соединением, а уплотнительный элемент размещен в телескопическом соединенииНа фиг. 1 изображено устройствон исходном положении, общий вид; наФиг. 2 - то же, после цементированияпервой ступени и открытия циркуляционных отверстий; на фиг. 3 - то же,в момент окончания проданки второйступени и посадки цементировочнойпробки в контейнер; на фиг. 4 - тоже, после окончания процесса цементирования скважины; на фиг. 5 - контейнер, общий вид,Устройство фиг.1 и 2) содержиткорпус 1 и кожух 2 с циркуляционными отверстиями 3 и дополнительнымиотверстиями 4, выполненными н кожухе: коаксиально расположенные посадочную втулку 5, установленную восевом канале корпуса 1 дифференциальную втулку 6, ограничительнуювтулку 7, нажимную втулку 8, уплотнительный элемент 9 из эластичногоматериала. Посадочная втулка 5 удерживается относительно корпуса 1упорными шарами 10. Устройство содержит также упорную втулку 11,сбра"ываемую перекрывающую пробку12 и контейнер 13.Корпус 1 и втулки б и 7 имеюткольцевые уплотнительные элементы14, обеспечивающие герметичностьустройства.Корпус 1 имеет дополнительныеотверстия 15 и конические отверстия16 под упорные шары 10, стопорноекольцо 17, Дифференциальная втулка 6, имеющая возможность перемещаться в кольцевой полости междукорпусом и кожухом, фиксируетсяотносительно корпуса срезными элементами 18,Нажимная втулка 8 телескопически взаимодействует ограничительнойстулкой 7, торцом поджимает уплотнительный элемент 9 и фиксируетсясрезными элементами 19 относительно перенодника,Посадочная втулка 5 имеет нанаружной поверхности кольцевую канавку под упорные шары 10, а на:внутренней поверхности - конусноеседло для посадки контейнера 13.Сбрасываемый контейнер 13 выполнен и виде стакана, состоящегоиз двух коаксиально размещенных вту 1090852лок 20 и 21, телескопически взаимодействующих между собой, соединенных,штифтами 22, и эластичного уплотнительного элемента 23, размещенногов телескопическом соединении втулок20 и 21,Нижняя часть втулки 21 выполненаВ виде конусной пробки 24, выше которой в нем имеются радиальные отверстия 25Устройство работает следующимобразом.Э положении, показанном на фиг1,оно устанавливается в обсадной колонне в заданном интервале, После окончания спуска обсадной колонны про-.изводится цементирование первой ступени в обычном порядке с применениемэластичной цементировочной верхнейпробки (не показана).При посадке цементировочной пробки на упорное кольцо стоп, установленное в нижней части обсаднойколонны, под действием избыточногодавления на дифференциальную втулкуб срезаются элементы 18 и втулка бперемещается вверх до упора, приэтом открываются циркуляционные .отверстия 3, о чем свидетельствуетрезкое падение давления в обсаднойколонне,Ь процессе промывки ствола скважины от излишков цементного растворапервой ступени в колонну сбрасываютконтейнер 13, который под действиемсобственной массы и энергии потокапромывочной жидкости движется пообсадной колонне вниз до моментапосадки конусной пробки 24 в седлопосадочной втулки 5.При этом перекрывается внутреннее сечение устройства ниже циркуляционных отверстий, а циркуляция промывочной жидкости осуществляетсячерез отверстия 25 и 3 (фиг. 1 и 2).После выдержки технологическинеобходимого интервала времени приступают к закачке цементного раствора второй ступени. После закачки расчетного объема цементного растворав колонну бросают пробку 12 (фнг.3),Б момент окончания продавки цемент 5 ного раствора второй ступени пробка 12 садится на контейнер 13, приэтом прекращается циркуляция и начи.нает расти давление внутри колонны.Давление продолжают повышать, при10 этом происходит распакеровка эластич- ного уплотнительного элемента 23, апробка 12 начинает входить в контей.нер 13. При полной посадке пробки12 в контейнер 13 ее движение останавливается, и этот момент отмечается резким повышением давления.При возрастании давдения до расочетной величины происходит срез эле.ментов 19, Корпус 1 (Фиг. 3 и 4) перемещается вниз до упора вместе сдифференциальной втулкой б и контейнером 13 с сидящей внутри контейнера пробкой 12,Б процессе этого перемещения 25 происходит перекрытие циркуляционныхотверстий 3 дифференциальной втулкойб, выключение упорных шаров 10 ивосстановление эластичных уплотнительных элементов 9 и 23 до своихпервоначальных размеров, а освободившийся контейнер 13 с запрессованной внутрь перекрывающей пробкой 12и посадочной втулкой 5 свободно подают на забой скважины,35 Предлагаемое устройство длядвухступенчатого цементирования обсадных колонн позволяет повысить на дежность работы устройства за счет замены процесса управления закрыти ем и герметизацией устройства с помощью движения обсадной колонны на процесс управления закрытием и гер-, метизацией устройства давлением через специальную пробку - пакер контейнер.