Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

(21) 4015617/ (22) 31,01,86 (46) 07,03.88. Бю (71) Всесоюзный н ский институт по буровым растворам 22-0 УучнореплЕВНИН следовательию скважин иРнефть"(72) К.А.Ш В,В,Еремен (53) 622,2 (56) Автор М 855191,Авторск У 1090852,вченко, В.В.Се о и А,Ф,Коваль 5,42 (088.8) кое свидетельс л. Е 21 В 33/1 е свидетельств кл. Е 21 В 33/ нико во СССР 1979,СССР 4, 19823 Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН(57) Изобретение относится к областигорной пром-ти и позволяет повыситьнадежность муфты в работе путем принудительного утапливания уплотненияпосадочной втулки. Муфта включает кожух 1, подвижный корпус (К) 2 с вьгполненными в них циркуляционными отверстиями 3, посадочную 5 и дифференциальную 6 втулки. Уплотнение втулки5 размещено между ней и К 2, Кольцевая камера муфты расположена междунижним торцом К 2 и кожухом 1. В ка1379450 мере установлен ступенчатый элемент(Э) 9, жестко соединенный с нижнейчастью К 2. Внутри Э 9 установленаподвесная заслонка 10. Нижняя частьЭ 9 имеет внутренний буртик, а верхняя выполнена разрезной. Верхний торец заслонки 10 и разрезная частьЭ 9 выполнены коническими. Избыточнымдавлением срезаются штифты 7, и втулка 6 поднимается, открывая отверстия3. В процессе промывки ствота скваИзобретение относится к горной промьппленности, точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн, 5Пель изобретения - повьппение надежности муфты в работе путем принудительного утапливания уплотнения посадочной втулки,На фиг.1 изображена муфта в исход ном положении, общий вид; на фиг,2 сбрасываемый с устья скважины управляющий контейнер; на фиг,З - узел уплотнения посадочной втулки, исходное положение; на фиг.4 - то же, пос ле закрытия муфты.Муфта содержит составной кожух 1 и корпус 2 с циркуляционными отверстиями 3, В осевом канале корпуса на подпружиненных сухарях 4 установлена посадочная втулка 5, Между корпусом и кожухом установлена дифференциальная втулка 6, зафиксированная относительно кожуха штифтами 7, Корпус зафиксирован относительно кожуха срез 25 ными элементами 8, В нижней части корпуса 2 установлен ступенчатый элемент 9, нижняя часть которого жестко сединена с корпусом, а верхняя - выполнена разрезной. Во внутренней полости ступенчатого элемента 9 установлена подвесная заслонка 10.Верхняя масть ступенчатого элемента выполнена конической и опирается на посадочную втулку 5 и подвесную за слонку О Верхний торец подвесной .заслонки также выполнен коническим. Между ступенчатым элементом и кожухом 1 установлен уплотнительный элежин в колонну сбрасывают управляющийконтейнер (УК). В итоге циркуляцияжидкости производится через отверстияУК и отверстия 3. Закачивают цементный раствор второй ступени. Давлениев колонне повьппается. Усилие от перепада давления над и под муфтой передается на срезные Э 8. Они срезаются,и К 2 опускается, В итоге втулка 5 сУК и продавочной пробкой падают назабой, 4 ил. мент 11, герметизирующий зазор междукорпусом и посадочной втулкой, Сбрасываемый контейнер (фиг.2) состоитиз нижней 12 и верхней 13 коаксиальных втулок и размещенного между нимиэластичного элемента 14. Отверстия15 служат для закачивания цементавторой ступени. Кольцевые уплотнения16 служат для герметизации элементовмуфты.Между нижним торцом корпуса 2 икожухом 1 выполнена кольцевая камера17. Внутренний диаметр корпуса 2 равен внутреннему диаметру подвеснойзаслонки и внутреннему диаметру нижерасположенных обсадных труб с максимальной толщиной стенки. Ступенчатый элемент 9 в нижней части выполнен с внутренним буртиком 18, а подвесная заслонка - 10 с соответствующим выступом 19,Муфта работает следующим образом.В положении, показанном на фиг.1,муфта устанавливается в обсадной колонне в заданном интервале, Послеокончания спуска обсадной колонныпроизводится цементирование первойступени с применением эластичной цементировочной пробки (не показана). При посадке цементировочной пробки на упорное кольцо "Стоп , установленное в нижней части обсадной колонны, под действием избыточного давления на дифференциальную втулку 6 срезаются элементы и дефференциальная втулка 6 перемещается вверх до упора, при этом открываются циркуляционные отверстия 3, о чем свидетельствуетрезкое падение давления в обсадной колонне.В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора п рвон ступени в колонну сбрасывают е5 управляющий контейнер, который под действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до посадки 1 О нижней втулки 12 на посадочную втулку 5При этом перекрывается внутреннее сечение муфты ниже циркуляционных отверстий 3, а циркуляция промывочной 15 жидкости осуществляется через отвер стия 15 управляющего контейнера и отверстия 3 корпуса и кожуха. После выдержки технологически необходимого интервала времени приступают к за.20 качиванию цементного раствора вто рой ступени. После закачивания расчетного объема цементного раствора в колонну пускают верхнюю продавочную пробку (не показана). Во время продавливания цементного раствора в эатрубное пространство происходит рост давления в колонне, которое действует на перекрытый осевой канал муфты. Уплотнительный эле 30 мент 11 лежит на разрезной части ступенчатого элемента 9, которая, опираясь на подвесную заслонку 1 О и йосадочную втулку 5, позволяет уплотнению посадочной втулки продавиться в зазор посадочной втулки-заслонки.Усилие от перепада давления над муфтой и под ней передается через посадочную втулку 5, сухари 4 и корпус 2 на срезные элементы 8, В момент 40 окончания продавки цементного раствора второй ступени верхняя цементировочная пробка садится на контейнер, при этом прекращается циркуляция и начинает расти давление внутри колонны. Давление продолжают повьппать, при этом происходит распакеровка эластичного элемента 14, а продавочная пробка входит в верхнюю втулку 13 контейнера. Этот. момент отмечается резким повьппением давления. По достижении заданной величины давления происходит срезка элементов 8 и корпус 2 смещается вниз до упора в кожух 1,При этом подвесная заслонка 10упирается в кожухи смещается вверхотносительно ступенчатого элемента 9,а коническая часть заслонки 10 отжимает разрядную часть ступенчатого элемента 9 и уплотнительный элемент 11 в полость между корпусом и подвесной заслонкой.Отверстия 3 корпуса смещаются ниже уплотнения 16 в кожухе, а сухари 4 выпадают во внутреннюю полость кожуха 1, Посадочная втулка 5 совместно с контейнером и продавочной пробкой свободно падают на забой скважины,формула и з о б р е т е н и яМуфта для ступенчатого цементирования обсадных колоНн, включающаякожух, установленный с воэможностьюперемещения относительно него корпус с выполненными в них циркуляционными отверстиями, посадочную втулкуФразмещенную в осевом канале корпуса,дифференциальную втулку, уплотнениепосадочной втулки, размещенное междупосадочной втулкой и корпусом, кольцевую камеру, образованную между нижним торцом корпуса и кожухом, управляющий контейнер, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности работы путем принудительного утапливания уплотнения посадочной втулки, она снабжена ступенчатым элементом, установленным в кольцевой камере и жестко соединенным снижней частью корпуса и подвесной заслонкой, установленной внутри ступенчатого элемента с возможностью взаимодействия в нижнем своем положениис кожухом, при этом нижняя часть ступенчатого элемента выполнена с внутренним буртиком, взаимодействующим ссоответствующим выступом подвеснойзаслонки, а верхняя часть - разрезнойи установлена с воэможностью взаимодействия с посадочной втулкой и подвесной заслонкой, причем верхний торец подвесной заслонки и разрезнаячасть ступенчатого элемента выполнены коническими,/33 одписно го комитета СССРий и открытии кая наб., д,Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород,ектна ВНИИПИ Гос по дела 13035, Москва