Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования

(21) (22) кости Вниз евеличивая СУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТ СССР .ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТ ПИСАНИЕ ИЗОБА ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬ 414287 2/22-0324.06.86(71) Всесоюзный научно-исследователь ский институт по креплению скважин и буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССР 1 р 823557, кл. Е 21 В 33/14, 1 978.Авторское свидетельство СССР В 871726, кл. Е 21 В 33/14, 1979, (54) ПРОБКА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МУФТОЙ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к горной а именно к нефтегазодобывающейлпром-сти, м,б. использовано при цементировании обсадных колонн методом ступенчатого цементирования и позволяет повысить его надежность. В корпусе 1 размещен с возможностью осево го перемещения эапорный элемент 2, состоящий из последовательно расположенных и связанных между собой верхнего поршня (П) 3 и нижнего П 4. В последнем выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратным клапаном 6, выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб (Ш). На наружной поверхности П 4 установлена пружинное кольцо ,К) 10, взаимодействующее с проточками 11,12 в корпусе 1 в крайнем верхнем и нижнем положениях, Фиксатор 3 элемента 2 установлен с возможностью обеспечения последнему одностороннего хода и состоит из упруго раскрытых пружинных К 14, расположепнь. в проточке 11 корпуса 1. Для взаимодействия с фиксатором 13 на верхне:т; торце П 4 выполнена проточка .5, для связи с у у- той ступенчатого цементирования проб"1й: ка снабжена стопорным К6, При га" падме в муфту Ке умервмвает преба:у 1 а,фтот перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает П 3 и 4 вниз до упора К 10 в бурт проточки 112 корпуса 1, Под действием напора жидкос- -нее положети Ш 8,9 опускаются в нижние и пропускают поток жидПри этом Ш 8 отгибается,проходное сечение. 7 ил.Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использова но при цементировании обсадных ко 5 лонн методом ступенчатого цементирования.Цель изобретения - повышение надежности ступенчатого цементирования . 10На фиг.1 показана предлагаемая пробка для управления муфтой, в ис. . ходном положении; на фиг.2 - то же, в процессе цементирования первой ступени (стрелками показано движение жидкости); на фиг.З - то же, в конечном положении; на фиг,4 = сечение А-А на фиг.1; на фиг.5 - Фиксатор запорного элемента, выключаемый заданным числом силовых импульсов в исход ном положении; на Фиг.6 - то же, после первого хода запорного элемента вверх; на фиг,7 - то же, после силового импульса вниз в результате повышения давления в скважине. 25Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования содержит полый корпус 1 с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения запорным элементом 2, состоящим из верх.30 него 3 и нижнего 4 поршней. В нижнем поршне 4 выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратным клапаном 6, установленным подвижно на штоке 7 и выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб, На наружной поверхности нижнего поршня установлено пружинное кольцо 10, которое может взаимодействовать с проточками 11 и 12 в корпусе в крайнем верхнем и нижнем положениях. Перемещению запорного элемента в крайнее верхнее поло" жение препятствует фиксатор 13, включаемый заданным числом силовых импульсов, состоящий из упруго Раскры" 45 тых пружинных колец 34, расположенных в проточке 11 корпуса 1. Для взаимодействий с фиксатором на верхнем торце нижнего поршня 4 выполнена проточка 15. ДлЯ сВЯзи с муфтой ступен чатого цементирования пробка снабжена стопорным кольцом 16.Пробка для управления муфтой работает следующим образом.Для управления муфтой пробку пускают в скважину самостоятельно или соединенную срезным элементом с верхней разделительной пробкой в процессе цементирования первой ступени,Припосадке в муфту стопорное кольцо 16(Фиг.1) Фиксирует пробку от перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает верхний и нижнийпоршни 3 и 4 вниз до упора пружинного кольца 10 в бурт проточки 12корпуса .1. Под действием напора жидкости шайбы 8 и 9 опускаются в нижнее положение и пропускают поток жидкости вниз. При этом эластичная шайба 8 отгибается, увеличивая проходное сечение как по периферии шайб,так и через отверстия в упорной шайбе 9, обеспечивая условия нормальнойциркуляции для цементирования первойс тупени,В случае аварийного или запланированного сброса давления нагнетанияна устье скважины эластичная шайбаперекрывает вход в полость пробки,Жидкость, сжатая давлением под пробкой, расширяется и поднимает нижнийпоршеньНижний поршень 4 (фиг.5) перемещается вверх до упора буртом проточки 15 в пружинные кольца 14 (фиг,6),После возобновления нагнетания нижний поршень 4 опускается, при этомпервое пружинное кольцо 14 в результате упора в бурт проточки 11 корпуса снимается с проточки 15 (фиг.7).Оставшееся кольцо 14 в нижнем поршне 4 позволяет еще один раз остановить насосы в процессе цементирования первой ступени. При очередномсбросе и восстановлении давления нижний поршень 4 освобождает последнеекольцо 14,Но окончании цементирования исброса давления на устье скважиныжидкость, перетекающая снизу вверх,поднимает нижний поршень 4 в крайнееверхнее положение, при этом стопорное кольцо 16 попадает в проточку 11в корпусе и фиксирует запорный элемент в крайнем верхнем положении, аверхний поршень 3 герметично перекрывает вход в полость пробки,Если цементирование первой ступени протекает без остановки, то дляотключения фиксатора запорного элемента необходимо произвести два цикла подъема и сброса давления,После закрытия пробки созданиемизбыточного давления в скважине открывают муфту ступенчатого цементирования и осуществляют цементированиевторой ступени, 143921Предлагаемая пробка позволяет обеспечить эффективность процесса цементирования независимо от глубины установки муфты, ввиду использования всего объема протекающей через проб 5 ку жидкости для привода запорного устройства обеспечивается включение муфты в условиях малого сжатия жидкости. Кроме того, пробка может быть использована для управления другими глубинными механизмами, применяемыми в бурении, исследовании,и ремонте скважин, исключает опасность преждевременного срабатывания управляемого механизма.Формула изобретенияПробка для управления муфтой ступенчатого цементирования, включающая г 4полый корпус с размещенным в нем свозможностью осевого перемещения запорным элементом и фиксатор запорногоэлемента, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения надежности ступенчатого цементирования,она снабжена обратным клапаном, а запорный элемент выполнен в виде по"следовательно расположенных и связанных между собой нижнего и верхнего поршней и установлен с возможностью его фиксации в верхнем положении, причем в нижнем поршне выполнены продольные каналы перекрываемымиобратным клапаном, а фиксатор запорного элемента установлен с воэможностью обеспечения последнему одностороннего хода,1439212 А-Д ЮУ оставитель Н,Чепиг Редактор О.Голо Корректор симишинец ехред и Заказ 6047/ одписн комитета СССи открытийкая наб., д. о ни Производственно-полиграфическое предприятие Тираж 531 ВПИИПИ Государствен по делам изобрет 13035, Москва, Ж, город, ул. Проектная, 4