Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования

но-исследовательскнй ййскважин и буровым раство тут.,(73) Заввитель сесоюзный н по креплени 4) ПРОБКА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МУФТОЙ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕИЕНТИРОВАНИЯ аИзобретение относится к бурению, скважин, в частности к устройствам. для их ступенчатого. цементирования.:.Известна пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования,включающая пустотелый корпус, заноЛ- ф ненный материалом с высокой плотностью например, свинцом. Для открытия це-. ментировочных отверстий пробку сбрасывают после вытеснения цемента первой ступени в затрубное пространство.Йод .действием силы тяжести пробка то нет в продавоыном растворе и, достигнув муфты, открывает ее цементировочные отверстия, путем перемещения втулки 1.Недостатком устройства является то, что с его применением необходим. значительные затраты времени на открытие цементировочных отверстий, .в течение которого возможно загустева 20 ние цементного раствора.Наиболее близкой к изобретению является пробка для управления мую". тои ступенчатого цементиров ния, вклю" чающая корпус с осевым каналом, радиальными цементировочными отверстиями и обратный клапан 2.Недостатком этой пробки является то, что она не может быть использована в цементировочных муфтах, в которых открытие отверстий осуществляютпутем перемещения золотниковых втулок вниз, а не вверх, как в извест ной конструкции. Кроме того, существует опасность преждевременного открытия отверстий в муфте при обратном движении жидкости в результате возможной остановки насосов или ра герметизации нагнетательной линии в процессе цементирования одной ступени. Также существует опасность неоткрытия отверстий в случае малого сжатия жидкости, например при близком расположении муфты к забою или недостаточной насыщенности жидкости газом. Значительные силы сопротивления при движении золотниковбй втулки муф-.30 3 87272ты вверх потребуют эакачивания в сква"жану жидкости под большим давлением,что не всегда допустимо по условиямпрочности колонны.Цель изобретения - повышение на. дежности.ступенчатого цементирования.Поставленная цель достигаетсятеи, что пробка снабжена замком ивтулкой, выполненной с ограничителяиихода обратного клапана, причем втулка установлена свободно в осевомканале корпуса с возможностью совмещения ее цементировочных отверстййс цементировочнымиотверстиями корпуса в крайнем верхнем положении и перекрытия отверстий - в крайнем нижнем положении.Кроме того, выполнен в виде набора пружинных колец, установленныходин над другим в верхней и нижнейчастях втулки с возможностью их последовательного срабатывания при осевыхперемещениях втулки,На фиг, 1 показано устройство впроцессе цементирования первой ступени; на фиг. 2 - то же, в иоиеитаварийного сброса давления; на фиг.3 то же, в конечном положении.Пробка содержит корпус 1 со сквозныи каналом 2 и обратный клапан 3.Внутри корпуса расположена втулка 4,ограничивающая своиии буртами хдобратного клапана. Втулка установлена, так, что при смещении в крайнееположение см. фиг. 3) она перекрывает боковые отверстия 5, выполненныев корпусе. Ход втулки в корпусе временно ограничен фиксаторами, раскрывающимися после осуществления втулкойзаданного числа возвратно-поступатель 40ных движений. Фиксаторы содержат разжатые пружинные кольца 6 и 7, установленные в проточках корпуса и одновременно по краям втулки 4. В конечномположении втулка 4 фиксируется пру 45жинныи кольцом 8. Для взаимодействияс золотниковой втулкой 9, перекрывающей эаливочные отверстия 10 в муфте,пробка содержит уплотнения 11 и стопорное кольцо 12.Устройство работает следующим об 50разом.Для управления муфтой пробку пускают в скважину в процессе цементирования первой ступени. При посадкепробки в муфту стопорное кольцо 12фиг. 1 1 фиксирует пробку от перемещения вверх, а уплотнение 1 герметизирует кольцевой зазор вокруг пробВ 1ки. Поток продавочной жидкости отжимает клапан 3 вниз и выходит через боковые отверстия 5, обеспечивая нормальные условия цементированияпервой ступени.В случае аварийного или вынужденного сброса давления на устье скважины клапан 3 нод действием обратноготока жидкости, сжатой под пробкой,перекрывает канал 2 вь 1 ше отверстий 5и перемещает втулку 4 вверх до упора верхними кольцами 6 замка в крайпроточки в корпусе, Нижнее кольцо 7,спадает с края втулки и освобождаетникнюю проточку ( фиг. 2), При этомбоковые отверстия 5 остаются открытыми.После устранения аварии и возоб,новления нагнетания клапан 3 опускается и открывает нормальный проходжидкости, идущей вниз через боковыеотверстия 5, При этом втулка 4 опус"кается до упора на оставшиеся в нижней проточке два кольца 7, а однокольцо оказывается за верхним правымкраем втулки и выходит из проточки,положение не показано),Оставшееся количество колец позволит предотвратить закрытие пробкив случае еще одного непредвиденн 6 гопрекращения нагнетания, После чегов замке останется только одно кольцо 7.Цементирование первой ступенизаканчивается повышением давления вскважине. После сброса давленянаустье жидкость, сжатая под пробкой,расширяясь поднимает клапан 3 и вместе с ним втулку 4 и освобождает ееот последнего нижнего кольца 7.Для открытия цементировочных отверстий в муфте теперь достаточно возобновления нагнетания, Под действием давления сверху втулка 4 вмес. те с клапаном 3 перемещается вниз вконечное положение, перекрывает боковые отверстия 5 и фиксируется пру"жинным кольцом 8 .(фиг. 3).Дальнейшее повьппение давленияприводит к перемещению золотниковойвтулки 9 и открытию заливочных от"верстий 10 в муфте.Если же закачка цемента первойступени происходит беэ вынужденныхостановок, то после посадки пробкипервой ступени следует произвести 2цикла подъема и сброса давления вскважине. При каждом повышении давления под пробку будет проходить оп26 6емыми- в бурении в ремонте скважин, нвпример забойными превейторами.Формула изобретения1, Пробка для управления муфтойступенчатого цементирования, включающая корпус с осевым каналом, радиальными цементировочными отверстиями иобратный клапан, о т л ич а ю щ ая с я тем, что, с целью пЬ%ыпениянадежности ступенчатого цементирования,пробка снабжена замком и втулкой,выполненной с ограничителями ходаобратного клапана, причем втулка установлена свободно в осевом каналекорпуса с возможностью совмещенияее .цементировочных отверстий с цемен-тировочными отверстиями корпуса в крайнем верхнем положении и перекрытияотверстий - в крайнем нижнем положении.2Устройство по п, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что замок выполнен в виде наборапружинных колец, установленных один над другимв верхней и нижней частях втулки с воэможностью их последовательного срабатывания при осевых перемещениях.втулки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США В 3633671,кл. 166-224, опублик. 1972.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке йф 2577064/03,кл. Е 21 В 33/14, 1978 (прототип). 5 8727 ределенная порция жидкости. А в момент сброса давления на устье сжатая под пробкой жидкость расширится и переместитсклапан 3 с втулкой 4 вверх 1, фиг. 3). При этом каждый раэ будут удаляться один эа другим кольца 6 и 7.После третьего повышения давления пробка окончательно закроется и, переместив эолотниковую втулку 9, от. о кроет заливочные отверстия 11 в муфте, через которые затем осуществляют цементирование второй ступени.Технико-экономическая, эффективность устройства складывается иэ следующих основных преимуществ предлагаемой конструкции: пробка позволит обеспечить эффективность процесса цеменжрования независимо от глубины установки муфты и управлять большинством известных в настоящее время муфт за рубежом; конструктивные Особенности пробки позволяют использовать ее,в неразбуриваемых муфтах; ввиду малого хода обратного клапана в пробке обеспечивается включение муфт в условиях малого сжатия жидкости; устройство исключит опасность преждевременного срабатывания управляемого устройства, даст возможность осуществить разгерметизацию устья скважины, выполняя роль дополнительного обрат;." ного клапана; устройство может быть использовано и для управления другими глубинными устройствами, применя872726 Й 7 д Ф ф Фиг.,Хакаэ 897.1/49 Тираж 63 ВНИИПИ одлисное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная