Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1618871 1)5 Е 21 В 33/14 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го на дочно епле. ПЕН- САДсквачатого адежие его ующей втул(21) 4446353/03(56) Булатов А. И. Справочник по книю скважин, - М.: Недра, 1977, сАвторское свидетельство СССР1099048, кл, Е 21 В 33/14, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТУЧАТОГО .ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБНЫХ КОЛОНН(57) Изобретение относится к бурениюжин и предназначено для их ступенцементирования. Цель - повышение нности работы устройства и повышенгерметичности. Внутри герметизирвтулки 3 помещена легкоразрушаемая 2ка 5, перекрывающая цементировочные от. верстия 2 корпуса 1 устройства и установленная с возможностью взаимодействия с самоуплотняющимися манжетами 4 втулки 3. В нижней части бурильных труб (БТ) помещен управляющий механизм, выполненный в виде двух концентричных труб с наружным диаметром внешней трубы, равным наружному диаметру втулки 5, и проходным диаметром внутренней трубы, равным соответст. вующему диаметру БТ. В корпусе 1 помещена полая пробка 6, выполненная с внутренней двухступенчатой расточкой под наруж ный диаметр втулки 5 и проходной диаметр внутренней трубы. После спуска БТ приступают к цементированию обсадной колонны. После закачки цементного раствора в БТ продавливают цементировочную пробку и закачивают продавочную жидкость. Для промывки колонны БТ приподнимают так, чтобы отверстия во внешней трубе оказа лись на уровне отверстий 2 корпуса 1, 5 ил.5 10 15 20 зИзобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и повышение его герметичности.На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 - управляющий механизм; на фиг. 3 - 5 устройство, положения в работе.Устройство включает корпус 1 с цементировочными отверстиями 2, герметизирующую втулку 3 с самоуплотняющимися манжетами 4 внутри нее, легкоразрушаемую втулку 5, перекрывающую цементировочные отверстия 2, полую пробку 6, помещенную в корпусе 1, цементировочную пробку 7 и управляющий механизм 8, помещенный в нижней части бурильных труб 9.При этом легкоразрушаемая втулка 5 помещена внутри герметизирующей втулки 3 и взаимодействует с самоуплотняющимися манжетами 4, Управляющий механизм выполнен в виде двух концентричных труб 10 и 11 с наружным диаметром внешней трубы 10, равным наружному диаметру легко- разрушаемой втулки 5, и проходным диаметром внутренней трубы 11,равным ссютветствующему диаметру бурильных труб 9. Полая пробка 6 выполнена с внутренней двухступенчатой расточкой 12 под наружный диаметр легкоразрушаемой втулки 5 и проходной диаметр внутренней трубы 11. Легкоразрушаемая втулка 5 закреплена в гайке 13 калиброванными шпильками 14. Герметизирующая втулка 3 закреплена в корпусе 1 калиброванными шпильками 15. Полая пробка закреплена в корпусе калиброванными шпильками 16. Герметизирующая втулка 3 выполнена с цементировочными отверстиями против соответствующих отверстий корпуса 1. Корпус 1 в средней части выполнен с проточкой 17 под фиксирующий элемент 18 герметизирующей втулки 3. Устройство работает следующим образом При спуске обсадной колонны с устройством могут осуществляться промежуточные промывки колонны, так как цементировочные отверстия 2 закрыты. После окончания спуска в колонну обсадных груб спускают колонну бурильных труб, низ которой оборудован инструментом, показанным на фиг. 2. Достигнув корпуса 1, внешняя труба 10 инструмента упирается в легкоразрушаемую втулку 5. При разгрузке части веса бурильной колонны срезаются калиброванные шпильки 14. Этот момент фиксируется на индикаторе веса. Герметизирующая втулка 3 при этом остается неподвижной, так как прочность калиброванных шпилек 15 значительно больше прочности шпилек 14. Движение бурильных труб продолжают до тех пор, пока его переводник-центратор не упрет 25 30 35 40 45 50 55 ся в гайку 13, что также отмечают по индикатору веса. Взаимное положение муфты и управляющего инструмента в этот момент показано на фиг. 3.В этом положении приступают к цементированию нижней ступени обсадной колонны через спущенные бурильные трубы, После закачки заданного объема цементного раствора в бурильные трубы продавливают цементировочную пробку 7 и закачивают продавочную жидкость. Цементировочная пробка 7 достигнув седла полой пробки 6, перекрывает его проходное сечение; срезаются калиброванные шпильки 16 и полая пробка продолжает движение по нижней ступени колонны обсадных труб. При достижении пробкой стоп-кольца в колонне (не показано) повышается давление, что свидетельствует об окончании продавки и завершении процесса цементирования нижней ступени. Следующей технологической операцией (фиг, 4) является промывка верхней ступени обсадной колонны с целью удаления излишков цементного раствора. Для этого бурильные трубы приподнимают так, чтобы отверстия в стенке внешней трубы 10 управляющего инструмента оказались на уровне цементировочных отверстий 2 корпуса. Высота, на которую нужно приподнять бурильные трубы, определяется исходя из конструктивных размеров устройства и может дополнительно контролироваться гидравлически. Для этого после получения момента стоп в системе сохраняют небольшое избыточное давление. Тогда при подъеме бурильных труб падение давления покажет, что управляющий инструмент находится на нужной высоте.После промывки верхней ступени колонну оставляют на период ожидания затвердения цемента (ОЗЦ), в течение которого производят постоянную или периодическую циркуляцию через открытые цементировочные отверстия 2. Затем, не изменяя положения управляющего инструмента, цементируют верхнюю ступень обсадной колонны в обычном порядке, Сразу же после продавки цементного раствора бурильные трубы разгружают. Величина разгрузки соответствует прочности калиброванных шпилек 15. При этом переводник-центратор управляющего механизма снова упирается в гайку 13. Под воздействием нагрузки калиброванные шпильки 15 срезаются и герметизирующая втулка 3 передвигается вниз до упора, герметично закрывая цементировочные отверстия 2 в корпусе. Фиксирующий элемент 18 входит в проточку 17. Это обеспечивает неизменность положения герметизирующей втулки 3 при дальнейших работах в колонне.Затем управляющий механизм извлека. ют из корпуса и поднимают на поверхность, Легкоразрушаемые детали разбуриваются.Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включаюцее корпус с цементировочными отверстиями герметизирующую втулку с самоуплотняющимися манжетами внутри нее, легкоразрушаемую втулку, перекрывающую цементировочные отверстия, полую пробку, помещенную в корпусе, цементировочную пробку и управляющий механизм, помещенный в нижней части бурильных труб, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и повышения его герметичности,6легкоразрушаемая втулка помещена внутри герметизирующей втулки и установлена с возможностью взаимодействия с самоуплотняющимися манжетами, управляющий механизм выполнен в виде двух концентричных труб с наружным диаметром внешней трубы, равным наружному диаметру легкоразрушаемой втулки, и проходным диаметром внутренней трубы, равным соответствующему диаметру бурильных труб, а полая пробка 10 выполнена с внутренней двухступенчатойрасточкой под наружный диаметр легкоразрушаемой втулки и проходной диаметр внутренней трубы.1618871 г.4 сТехреТира ленко ССС я а а, 10 Реда ктор.А. Шан Заказ 28ВНИ ИПИ Государственного комитета по и 113035, Москв а, Ж - 35 изводственно-издательский комбина авитель В. Кравчу57зобретенРау ьпсПатент шако вКорректор А. ОсаПодписноеоткрытиям при ГКНнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Гагари