Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

СОЮЗ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) (11) 72646 1)4 Е 21 В 3 зо ко о-иссле; трукторс оког ков СССР1981.ССР 1984 ТОГОННобластинно к леразряд ментом на доп е ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ Св(4 ) 15,04.89. Бюп. Ф 14 (71) Западно-Сибирский н довательский и проектнокий институт технологии разведочного бурения(5 б) Авторское свидетельство У 977710, кл. Е 2 1 В 33/14,Авторское свидетельство С Ф 1232784, кл. Е 21 В 33/14,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛ(57) Изобретение относитсягорной промышленности, а им бурению скважин, и может быть испольвано при цементировании обсадныхлонн. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство для ступенчатого цементирования колонн содержит корпус 1 из немагнитного материала с осевым каналом 21 и кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3, Корпус 1 и кожух 2 выполнены с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В полости 3 расположена подпружиненная относительно корпуса 1 втулка б с циркуляционньми отверстиями 7. Надвтулочная часть полости 3 заполнена флюидом под давлением и сообщена с внешним пространством м каналом 8 с запорным1472646 10, В ней размещен электронный узелуправления ЗЭ 9, содержащий магнитоуправляемый герметичный контакт(МУГК) для отверстия ЗЭ 9, схемууправления, исполнительный механизм,источник питания, дополнительныйэлектрический контакт (ДЭК) и толкатель, установленный с возможностьювзаимодействия с втулкой 6 и замыкания ДЭК для закрытия ЗЭ 9 при сонмещении отверстий 7, 4, 5. В комплектустройства входит бросовый стаканс кольцевым постоянным магнитом.После окончания цементирования первой ступени сбрасывается стакан с 1Изобретение относится к горнойпромышленности, а именно к бурениюскважин, и может быть использованопри цементировании обсадных колонн.Цель изобретения - повышение надежности работы,На фиг.1 изображено устройствов транспортном положении, общийвид; на фиг.2 - сечение А-А нафиг. 1; на фиг.3 - схема электронного узла; на Фиг.4 - сечение Б-Б наФиг.2; ка Фиг,5 - стакан с постоянным магнитом.Устройство содержит корпус 1 изнемагниткого материала, кожух 2,образующие между собой кольцевуюполость 3 и выполненные (каждая изних соответственно) с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В кольцевойполости 3 помещена втулка 6 с цир. куляционньпя отверстиями 7. Корпус1 против кольцевой полости 3 выполнен с разрядным каналом 8, перекрытым запорным элементом 9, сообщающий кольцевую полость над втулкойс внешним. пространством. Кроме того,кожух образует с корпусом дополнительную полость 10 (герметичную),в которой помещен электронньй узелуправления запорным элементом 9,При этом основная кольцевая полость3 (надвтулочная часть) заполненаФлюидом, например маслом для гидравлических цилиндров, под давлением,магнитом, который, проходя через корпус 1, замыкает МУГК. Сигнал с МУГК поступает на схему управления. Исполнительный механизм открывает ЗЭ 9. Втулка 6 перемещается вверх, отверстия 7 совмещаются с отверстиями 4 и 5, а толкатель замыкает ДЭК и исполнительный механизм закрывает ЗЭ 9, Втулка 6 останавливается. Через открытые отверстия 4 и 5 цементи 1 руют вторую ступень. Затем сбрасывается второй стакан и открывается ЗЭ 9, а втулка 6 перемещается вверх до упора и перекрывает отверст 1.я 4 и 5. 5 ил. 2а втулка 6 подпружкнека с помощьюупругого элемента, например пружины11, Кольцевую. полость 3 заполняютфлюидом под давлением через клапан 12, 5 Электронный узел управления запорным элементом содержит магнитоуправляемый герметичный контакт(геркон) 13 для открытия запорногоэлемента разрядного канала 8, схему14 управления, исполнительный ме-.ханизм 15, источник 16 питания, дополнительный электрический контакт17 и толкатель 18 механизма, следящего за движением втулки б, установленного с воэможностью. взаимодействия с втулкой 6 и замыкания дополнительного электрического контакта 17для закрытия запорного элемента 9разрядного канала 8 при совмещениициркуляциокных отверстий 7, 4 и 5,втулки 6, корпуса 1 и кожуха 2,В комплект устройства входит бросовый стакан 19 .с кольцевыж постоян. -ным магнитоьг 20. В корпусе 1 выполнен осевой канал 21.Устройство работает следующим образом.Перед спуском муфты в скважинучерез клапан 12 закачивают жидкостьв кольцевую полость 3, втулка 6 перемещается вниз, сдавливая упругий элемент, например пружину 11.Осуществляют спуск устройства вколонне обсадных труб, промывку сква- .жины. Ввиду отсутствия деталей,уменьшанщих сечение внутреннегоканала, цементирование первой ступени осуществляют с применением раз 5делительной пробки, что обеспечиваетнадежное разделение цементного раствора и продавочной жидкости и повышает качество цементирования. Послеокончания цементирования первой ступени и проверки герметичности обрат-.ного клапана (отсутствие переливатампонажного раствора из эатрубногопространства) в колонну сбрасываетсябросовый стакан 19 с кольцевым пос,5тоянным магнитом 20, который, проходячерез корпус 1, замьпсает контактыгеркона 13 под действием магнитного,поля постоянного магнита 20.Работа запорного элемента 9 управляется исполнительным механизмом 15по сигналу срабатывания геркона 13и механизма, состоящего из электрического контакта 17, толкателя 18,который следит за совпадением циркуляционных отверстий 4, 5 и 7.Сигнал срабатывания с геркона 13поступает на схему 14 управления исполнительным механизмом, которыйоткрывает запорный элемент 9. Жидкость под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11, вытекает из кольцевой полости 3 черезразрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка б перемещается вверх, 35циркуляционные отверстия 7 совмещаются с 4 и 5. В момент совмещенияциркуляционных отверстий 4, 5 и 7втулка 6 перемещает толкатель 18,который замыкает контакт 17, По сигкалу контакта 17 схема 14 управленияподает команду на исполнительный механизм 15, запорный элемент 9 перекрывает разрядный канал 8, течениежидкости из кольцевой полости 3 45прекращается, втулка 6 останавливается. Через открытые циркуляционныеотверстия производится промывкаскважины, а затем закачивание цемент.ного раствора обратной циркуляциейв заколонное пространство (вторая50ступень) . После закачки расчетногоколичества тямпонажного растворапо окончании цементировании второй ступени сбрасывается второй канал 19 с кольцевым постоянным магнитом 20. Сигнал срабатывания с геркона 13 поступает на схему 14 управления, исполнительный механизм 15 вновь открывает запорный элемент 9 и работа электронного узла на этом заканчивается. Жидкость иэ полости 3 под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11 вытекает через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка б перемещается вверх до упора, циркуляционные отверстия 4 и 5 герметично перекрываются.Формула изобретенияУстройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с осевым каналом и кожух, образунщие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, подпружиненную относительно корпуса втулку с циркуляционными отверстиями расположенную в кольцевой полости, надвтулочная часть которой заполнена 4 дюидом под давлением, выполненный в корпусе разрядный канал с запорным элементом, сообщающий кольцевую полость над втулкой с внешним пространством., и электронный узел управления запорным элементом с исполнительным механизмом, размещенный в дополнительной кольцевой полости корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено бросовым стаканом с кольцевым постоянным магнитом и включенным в схему управления исполнительным механизмом магнитоуправляемыьг. герметичным контактом для открытия, запорного элемента разрядного канала и. дополнительным. электрическим контактом с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с втулкой и замыкания дополнительного электрического контакта для закрытия запорного элемента разрядного канала при совмещении циркуляционных отверстий втулки, кожуха и корпуса, причем последний выполнен из немагнитного материала,688/35 Тираж 514 Подписное,Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Зак Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина, 1 Юиа 4Составитель П.фроловРедактор А.Долинич Техред Л.Олийнык, Корректор С.Черни