Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

) 1111 1) 4.Е 2 В 33/ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ У 41но-исследов атепленню скважин К.А.Шев мнатный тельство СССР 33/14, 1977.льство СССР 33/14, 1979. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научский институт по креи буровым растворам(54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН(57) Изобретение относится к областинефтегазодобывающей пром-ти и позволяет повысить надежность работы устройства путем исключения зависанияуправляющих деталей и осложнений,связанных с разрушением эластичныхманжет разделительных пробок (РП) .Муфта включает полый цилиндрическийкорпус 1 и годвижную втулку (В) 2 свыполненными в них циркуляционнымиотверстиями (О) 3. Корпус 1 противО 3 имеет внутреннюю расточку, в ко1350332 торой установлена В 6, перекрывающаяО 3. Нижняя и верхняя РП муфты имеютпосадочные седла 5. Внутри седла подверхней РП размещено срезное кольцо 9,снабженное тягами 1 О, Причем нижняяРП выполнена со стержнем с проточками и выступает ниже эластичных манжет14 нижней РП. А В 2 имеет радиальныеотверстия с полыми стопорами 11 внутри них. При цементировании первой 1Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем исключения зависания управляющих деталей и исключения осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок.На фиг. 1 изображена муфта в исходном положении в процессе спуска в скважину; на фиг, 2 - нижняя разделительная пробка после срезки полых стопоров в процессе движения по обсадной колонне; на фиг, 3 - верхняя разделительная пробка, выполненная в виде контейнера.Муфта содержит составной корпус и подвижную втулку 2 с. выполненными в них циркуляционными отверстиями 3. В окнах, выполненных в подвижной втулке 2, установлены подпружиненные сухари 4, которые удерживают посадочное седло 5 под нижнюю разделительную пробку относительно корпуса посредством внутренней треугольной резьбы на сухарях и ответной ей наружной резьбы на посадочном седле 5. Подпружиненные сухари 4 представляют собой секторы, выполненные из реэьбового кольца с внутренней резьбой, снабженные пружинными элементами (не показаны), прижимающими сухари из окон подвижной втулки наружу к внутренней поверхности корпуса 1. Между корпусом 1 и подвижной втулкой 2 во внутренней расточке корпуса установлена перекрывающая втулка 6, эафиксированступени в колонну спускают нижнюю РП.Давление повышается и срезаются стопоры 11, а тяги 10 сжимаются. Далеенижняя РП движется вниз и стопорится,Избыточным давлением срезаются стопоры 7 В 6, и она поднимается. При промывке сбрасывают верхнюю РП. Цементируя вторую ступень, увеличивают давление в колонне. В истоге В 2 опускается до упора в корпус 1. 3 ил. 2ная относительно корпуса 1 стопорами 7. Подвижная втулка 2 зафиксирована относительно корпуса 1 срезнымиэлементами 8. Во внутренней полости5 посадочного седла 5 установлено срезное кольцо 9, снабженное тягами 10,В верхней части тяги контактируют сподвижной втулкой 2 и жестко связаныс ней полыми стопорами 11, установленными в радиальных отверстиях подвижной втулки, Стопоры 11 и кольцевое уплотнение 12 исключают доступизбыточного давления в обсадной колонне к перекрывающей втулке 6. Сто 15 поры 11 предохраняют перекрывающуювтулку 6 от случайных повышений давления внутри обсадной колонны во время спуска ее в скважину с промывками.Зазор между посадочным седлом 5 и2 О корпусом 1 герметизируется уплотнением, состоящим из разрезного пружинного кольца 13 и эластичного элемента14, установленного выше него. Кольцо 13 предварительно сжато и после25закрытия муфты утапливается совместно с элементом 14 в кольцевой полости 15 подвижной втулки 2,Нижняя разделительная пробка 16,кроме основной функции, предназначеЗО на также для срезки полых стопоров 11и получения сигнала "Стоп" в процессецементирования первой ступени. В нижней части она выполнена с удлиненнымстержнем 17, посадочным седлом 18Зби фиксатором 19 для размещения на немсрезного кольца 9 с тягами 10.Верхняя разделительная пробка 20выполнена в виде контейнера 2 1, эластичного элемента 22, установленного в40 телескопическом соединении.Э1350332Устройство работает следующим образом.В положении, показанном на фиг.1,муфта устанавливается в заданном ин 5тервале обсадной колонны. Стопорыисключают доступ избыточного давления в колонне к перекрывающей втулке 6 и предохраняют ее от преждевременного срабатывания во время промежуточных промывок при спуске обсадной колонны,После окончания спуска обсадной колонны производится цементирование первой ступени в обычном порядке с применением нижней разделительной пробки 16, После закачивания цементного раствора в колонну пускают разделительную пробку 16 и прокачивают продавочную жидкость, При этом продавочная пробка доходит до зоны муфты и садится на срезное кольцо 9 своей носовой частью. В колонне повышают давление до заданной величины, что приводит к срезке полых стопоров 11 по контактной поверхности тяга - внутренняя полость подвижной втулки 2. Под действием сил упругости тяги 10 сжимаются и разделительная пробка 16 совместно с кольцом 9 и тягами 10 беспрепятственно проходит осевой канал посадочного седла 5 и движется по обсадной колонне. При посадке нижней разделительной пробки 16 на упорное кольцо Стоп, установленное в нижней части обсадной колонны, под действием избыточного давления на перекрывающую втулку 6 снизу срезаются стопоры 7 и перекрывающая втулка 6 перемещается вверх до упора, при этом открываются циркуляционные отверстия 3, о чем свидетельствует резкое падение давления в обсадной колонне.В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора первой ступени в колонну сбрасывают верхнюю пробку, которая под действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до посадки пробки 20 на посадочное седло 5. При этом перекрывается внутреннее сечение муфты ниже циркуляционных отверстий 3, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через циркуляционные отверстия контейнера и отверстия 3 корпуса и подвижной втулки. После выдержки технологически необходимого ин те рв ала в реме ни приступаю к закачиванию цементного раствора второй ступени. После откачиваниярасчетного объема цементного раствора в колонну пускают цементировочнуюпробку (не показана). В момент окончания продавки цементного растворавторой ступени цементировочная пробка садится на контейнер 2 1, при этомпрекращается циркуляция и происходитраспакеровка эластичного уплотнительного элемента 22, а пробка заходит 35 в контейнер 21. Этот момент отмечается резким повышением давления в колонне. По достижении заданной величины давления происходит срезка элементов 8 и подвижная втулка 2 смещается 20 вниз до упора в корпус 1. При этомотверстия 3 подвижной втулки смещаются ниже уплотнения 12 в корпусе, асухари 4 выпадают во внутреннюю полость корпуса 1Посадочное седло 5 25 совместно с контейнером и продавочнойпробкой падают на забой скважины.Пружинное кольцо 13 и эластичный элемент 14 утапливаются во внутреннейполости подвижной втулки, 30Формула из обретения Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая 35 полыи цилиндрическии корпус и подвижную втулку с выполненными в них циркуляционными отверстиями, перекрывающую циркуляционные отверстия втулку,посадочное седло под нижнюю раздели тельную пробку, выполненную со стержнем, выступающим киже эластичных манжет пробки, посацочное седло под верхнюю разделительную пробку, срезноекольцо с тягами, стопоры, фиксирую щие подвижную и перекрывающую втулкиотносительно корпуса, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надевяости работы устройства путем исключения зависания управляющих 50 деталей и исключения осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок, корпус против циркуляционных отверстий выполненс внутренней расточкой, в которойУстановлена перекрывающая втулка с Образованием над и под ней верхней инижней полостей, подвижная втулкавыполнена с радиальными отверстиями,совпадающими при верхнем ее положеСоставитель Н. МепигаРедактор Н.Бобкова Техред А,Кравчук Корректор М,Демчик Заказ 5237/3 Подписноетета СССРкрытийая наб.,Тираж 53 НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушс4/5 фическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,.Производственно-пол 5 13503326 нии с нижней полостью, в которых ус- внутренним после расфиксации срезного тановлены полые стопоры, фиксирующие кольца, причем срезное кольцо устасреэное кольцо и связанные посредст", новлено внутри посадочного седла вом тяг с последним, при этом пере 5под верхнюю разделительную пробкуВ крывающая втулка установлена с воз- а стержень нижней разделительной можностью перемещения и гидравличес- пробки выполнен с проточками для кой связи верхней полости с внешним фиксированного размещения на нем пространством, а нижней полости " с срезного кольца с тягами.