Устройство для обратного цементирования обсадных колонн

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследоватский институт по креплению скважии буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССРУ 248589, кл. Е 21 В 33/14, 1966.Авторское свидетельство СССРВ 595490, кл, Е 21 В 33/14, 1974,(57) Из бурения Цель - Устр-во и распо го коль пробки родкой ти с от кателем нижней обретение относится к области нефтяных и газовых скважин,повышение надежности работы. состоит из кольца "Стоп" 1 ложенной ниже ограничительноца 9 нижней разделительной(НРП) 2 с разрушаемой перего 3, с фильтром 4 в верхней часверстиями диаметром Йф, с тол 5 с боковыми отверстиями 6 в части и фиксатором 7 пробки1490255 30 40Устройство для обратного цементирования обсадных колонн состоит из кольца "Стоп" 1, нижней разделительной пробки 2 с разрушаемой перегородкой 3, фильтром 4 в верхней части 45 с отверстиями диаметром Й и толкателем 5 с боковыми отверстиями 6 в нижней части, фиксатора 7 пробки на кольце "Стоп", наполнителя 8 для закупорки отверстий фильтра, ограничительного кольца 9, нижние кольца "Стоп", дросселя 10 и эолотниковой камеры 11 с глухими донышками 12 и 13, двумя ярусами отверстий 14 диаметром Й в ее боковых стенках с Упорными буртами 15, 16 на внешней поверхности и поплавковой камерой 7, Устройство в целом размещается в обсадной колонне 8 над ее башмаком 19. камер вместе взятых.Устройство работает следующим образом.При спуске в скважину обсадную колонну 18 оснащают в нижней части башмаком 19 и через одну две трубы 1 кольцом "Стоп" 1 и ограничительным кольцом 9 с установленной в нем эолотниковой камерой 11 с дросселем 10,Вьггесняемый колонной из скважины буна кольце "Стоп" 1. Устр-во имеетзолотниковую камеру 11, выполненнуюс глухими донышками 12 и 13, двумяярусами отверстий 14, с упорным буртом 15 между ярусами и буртом 16 нанижнем конце и поплавковой камерой17. В нижнем донышке 12 размещендроссель 10, Камера 11 размещена вертйкально в ограничительном кольце 9 10с возможностью осевого перемещенияи взаимодействия своим верхним донышком 13 с толкателем 5 НРП 2, а упорными буртами 15 и 16 - с ограничительным кольцом 9, Проходное сечение 15отверстий 14 больше сечения отверстийфильтра пробки, При спуске в скважинукамера 11 занимает верхнее положение,и буровой раствор разделяется на два Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для их цементирования способом обратной циркуляции жидкостей,Цель изобретения - повышение надежности работы. На фиг. 1 дано положение золотниковой камеры и дросселя при спуске обсадной колонны.в скважину, разрез; на фиг. 2 - то же и нижней раздели тельной пробки в колонне при промывке скважины; на фиг. 3 - положение устройства в процессе обратного цементирования обсадной колонны. потока; один по кольцевому эаколонному пространству, а другой - черезбашмак 19 и дроссель 1 О внутрь колонны, Это уменьшает поток через эатрубное пространство и снижает вероятность гидроразрыва пласта. При цементировании устанавливается НРП 2 в ограничительном кольце 9, толкатель 5удерживает камеру в нижнем положении,Этим обеспечивается беспрепятственное прохождение наполнителя 8 черезотверстия 14 и закупоривание отверстий фильтра 4. Это не поэволяет,цементному раствору подниматься вышекольца "Стоп" 1 и исключает дорогостоящие работы по раэбуриванию цементного стакана в колонне выше кольца "Стоп", 3 ил., 1 з,п.ф-лы. Бурт 13 расположен между ярусами отверстий 14, а бурт 16 " на нижнем конце золотниковой камеры 11.Золотниковая камера 11 размещена вертикально в ограничительном кольце 9 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия своим верхним донышком 13 с толкателем 5, разделительной пробки 2, а упорными буртами 15 и 16 с ограничительным кольцом 9. Боковые отверстия 14 в золотниковой камере выполнены диаметром, большим, чем диаметр отверстий фильтра 4.Дроссель 10 может быть выполнен в ограничительном кольце 9, но конструктивно предпочтительнее его выполнение в доньппке 12 эолотниковой камеры 11.Золотниковая камера выполнена с нейтральной плавучестью к окружающей среде, для чего объем поплавковой камеры 17 выбран таким, что в сумме с объемом материала золотниковой камеры 11, он равен объему бурового раствора массой не менее суммарной массы золотниковой и поплавковой5 1490ровой раствор, используемый в качестве промывочной жидкости, образует двавертикальных потока: один по кольцевому заколонному пространству, а дру 5гой через башмак и дроссель вовнутрьколонны. Золотниковая камера при этомзанимает верхнее положение (фиг. 1),Благодаря уменьшению расхода жидкости через заколонное пространствоснижаются пропорционально квадратурасхода гидравлические потери, а значит, и общая величина давления настенки скважины. Тем самым резко снижается опасность гидроразрыва пластов, вскрытых скважиной, а следовательно, и поглощение промывочной жидкости.В процессе промежуточных промывокскважины золотниковая камера занимает 20нижнее положение (фиг. 2), промывочная жидкость проходит через золотниковую камеру по каналам, образованным двумя ярусами отверстий 14 и через дроссель 1 О. На последней перед 25цементированием промывке скважины вколонну пускают разделительную пробку2 и продавливают ее до посадки накольцо "Стоп" 1. При посадке пробкина кольцо "Стоп" ее перегородка 3 З 0разрушается, освобождая центральныйканал для прохода жидкости (фиг, 2и 3), фиксатор 7 занимает пробку накольце стоп, а толкатель 5, взаимодействуя с эолотниковой камерой,35удерживает последнюю в нижнем положении (фиг. 3). При цементировании в первую порцию цемента добавляют наполнитель и40 закачивают его в заколонное пространство. Войдя через башмак в колонну, первая порция цемента с наполнителем свободно проходит через отверстия золотниковой камеры и толкателя и на45 входе в отверстия фильтра останавливается, так как наполнитель перекрывает эти отверстия. Циркуляция жидкости прекращается, свидетельствуя об окончании процесса цементирования. При этом, как и при цементировании с50 прямой циркуляцией, загрязненная порция цементного раствора образует в 255 6колонне между башмаком и кольцом "Стоп" цементный стакан в объеме одной-двух труб.Преимущество изобретения обусловлено тем, что из-за предупреждения гидрораэрыва пластов и поглощения промывочной жидкости исключается прилипание наполнителя к стенкам скважины и его неконтролируемое расходо ванне. Наполнитель надежно перекрывает отверстие фильтра, не позволяя цементному раствору подниматься выше кольца "Стоп", исключая дорогостоящие работы по разбуриванию цементного стакана в колонне вьппе кольца "Стоп". Формула изобретения 1. Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее кольцо Стоп, нижнюю разделительную пробку с разрушаемой перегородкой, с толкателем в ее нижней части и фильтром в верхней, фиксатор пробки на кольце "Стоп", ограничительное кольцо, размещенное в колонне ниже кольца Стоп, и наполнитель для закупорки отверстий фильтра, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено дросселем и золотниковой камерой с глухими донышками, двумя ярусами отверстий в ее боковых стенках и упорными буртами на внешней поверхности между ярусами отверстий и на нижнем конце, причем золотниковая камера размещена вертикально в ограничительном кольце с возможностью осевого перемещения и взаимодействия своим верхним доньппком с толкателем пробки, а упорными буртами - с ограничительным кольцом, при этом дроссель размещен на нижнем донышке золотниковой камеры, а проходное сечение отверстий золотниковой камеры больше сечения отверстий фильтра разделительной пробки.2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что золотниковая камера выполнена с нейтральной плавучестью к окружающей среде.1490255 б Фиг,2 Фивы Составитель П.ФроловРедактор М.Товтин Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк 7/ Тирам 514 ГКНТ СССР сударственного 113035, роиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 ЗакаэВНИИПИ 6 Й омитетМосква,Подписи по иэобретениям и открытиям