Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

53) УДК 622.2 .42 (088.8) публиковано 23,05 ата опубликовани 2. Бюллетень19 пв делам изобретений и открытийписания 28.05.8 72) Авторы изобретения Барыше одоби 1) Заявит(54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОННению сквадля их сту 20 Изобретение относится к буржин, в частности, к устройствампенчатого цементирования.Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными каналами и установленные в нем с возможностью перемещения верхнюю и нижнюю срезные втулки 1.Недостатком устройства является невысокая надежность герметизации заливочных каналов.Наиболее близкой к изобретению является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая цилиндрический корпус с кожухом, выполненные с цементированными отверстиями, золотниковую гильзу с уплотнительными элементами, размещенную в пространстве между корпусом и кожухом, срезные втулки с седлами и продавочные пробки 2.Недостатками муфты являются необходимость высокой точности обработки двух сопряженных цилиндрических поверхностей двух стенок корпуса и золотниковой гильзы, а также обеспечение из строгой соосности при сборке; необходимость установки множества уплотнении, которые могут быть нарушены при сдвиге втулок и гильзы; возможное преждевременное перекрытие золотниковой гильзой цементировочных отверстий в случае нарушения уплотнений внутренней верхней втулки.Цель изобретения - повышение эффективности работы муфты за счет обеспечения ее герметичности при эксплуатации скважины.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено запорным органом и фиксирующими золотниковую гильзу элементами, причем запорный орган установлен в нижней части золотниковой гильзы и выполнен в виде самоуплотняющегося поршня кольцевого сечения, верхняя часть гильзы выполнена конической и образует с корпусом полость, в которой размещены фиксирующие золотниковую гильзу элементы, а нижняя часть корпуса в пространстве между корпусом и кожухом выполнена с насадочным седлом и проточкой ниже его под запорный орган.Кроме того, муфта снабжена дополнительным запорным органом, размещенным5 1 О15 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 между корпусом и кожухом под посадочным седлом и выполненным в виде само- уплотняющейся подпружиненной втулки.На фиг. 1 изображена муфта в транспортном положении; на фиг. 2 - то же, в процессе цементирования второй ступени; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - положение муфты после цементирования второй ступени.Муфта включает двухстенный цилиндрический корпус, имеющий резьбы 1 для соединения с обсадными трубами, стенки которого, внутренняя 2 и внешняя 3, образуют кольцевое межстенное пространство, в котором размещены прямой клапан 4 и обратный клапан 5, имеющие запорные органы 6 ии седла 8 и 9, Оба клапана выполнены кольцевого сечения и перекрывают кольцевую полость межстенного пространства по всему периметру, В внутренней стенке 2 выше прямого клапана 4 выполнены по касательной к ее окружности впускные отверстия 10, перекрытые подвижной втулкой 11, снабженной уплотнительными элементами и закрепленной срезными штифтами 12, и сквозные щели 13, перекрытые золотниковой гильзой 14, снабженной уплотнительными элементами. Золотниковая гильза 14 соединена с внутренней подвижной втулкой 15, закрепленной срезными штифтами 16, посредством штифтов 17, свободно установленных в сквозных щелях 13 и входящих в выемки, выполненные на внутренней поверхности золотниковой гильзы 14. Нижняя часть золотниковой гильзы 14 жестко связана с запорным органом 6, выполненным в виде самоуплотняющегося поршня кольцевого сечения, боковая поверхность которого с наружной и внутренней стороны также, как и внутренняя поверхность седла 8, снабжена по всему периметру упорной кольцевой площадкой, плоскость которой составляет с продольной осью клапана угол, равный или близкий к прямому. Запорный орган 7 подпружинен пружиной 18 и выполнен в виде самоуплотняющейся тарели кольцевого сечения. В внешней стенке 3 ниже седла 9 выполнены выпускные цементировочные отверстия 19, Верхняя часть золотниковой гильзы 14 с наружной стороны расточена на конус и образует с внутренней поверхностью внешней стенки 3 кольцевую полость, в которой размещена фиксирующая золотниковую гильзу материалом 20, например чугунная дробь. Внутренняя стенка 2 корпуса выполнена без нижнего упора, вследствие чего втулка 11 имеет возможность перемещаться вниз по обсадной колонне.Муфта работает следующим образом.Межстенное пространство муфты заполняют вязкой жидкостью, например, глинистым раствором, затем муфту свинчивают с обсадными трубами и устанавливают в скважине в нижней части интервала, цементируемого второй ступенью, После окончания цементирования первой ступени - получения момента Стоп - в скважину помещают шар, например, из чугуна, который перекрывает проходное сечение в втулке 11, За счет создания избыточного гидравлического давления в колонне разрушаются штифты 12 и втулка 11 перемещается вниз, открывая впускные цементировочные отверстия 10. Цементный раствор из колонны продавливается в заколонное пространство через впускные отверстия 10 и выпускные отверстия 19. При этом запорный орган 7 клапана 5, сжимая пружину 18, перемещается в нижнее положение (фиг. 2). После закачки цементного раствора в колонну помещают продавочную пробку, которая перекрывает проходное сечение во втулке 15. За счет создания избыточного гидравлического давления в колонне разрушаются штифты 16 и гильза 14, взаимодействуя с втулкой 15 через штифты 17, перемещается в нижнее положение, при этом запорный орган 6 перекрывает кольцевой канал в седле 8. Запорный орган 6 фиксируется в закрытом положении боковыми упорными площадками Б. Дополнительно фиксирование запорного органа 6 вместе с гильзой 14 происходит за счет заклинивания ее верхней конусной части заклинивающим материалом 20. Надежность заклинивания повышается от воздействия вибрации обсадной колонны в процессе разбуривания в ней деталей 21 и 22. После закрытия клапана 4 за счет силы сжатия пружины 18 закрывается клапан 5, перекрывая кольцевой канал в седле 9. В закрытом положении на клапан 5 действует, помимо силы сжатия пружины 18, также гидростатическое давление столба жидкости в заколонном пространстве, повышая надежность герметизации муфты. формула, изобретения1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая цилиндрический корпус с кожухом, цементировочными отверстиями, золотниковую гильзу с уплотнительными элементами, размещенную в пространстве между корпусом и кожухом, срезные втулки с седлами и продавочные пробки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы муфты за счет обеспечения ее герметичности при эксплуатации скважины, она снабжена запорным органом и фиксирующими золоти иковую гильзу элементами, причем запорный орган установлен в нижней части золотниковой гильзы и выполнен в виде самоуплотняющегося поршня кольцевого сечения, верхняя часть гильзы выполнена конической и образует с корпусом полость, в которой размещены фиксирующие золотниковую гильзу элементы, а нижняя часть корпуса в пространстве между корпусом икожухом выполнена с посадочным седлом и проточкой ниже его под запорный орган.2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным запорным органом, размещенным между корпусом и кожухом под посадочным седлом и выпол ненным в виде самоуплотняющейся подпружиненной втулки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Булатов А. И, и др. Проектирование конструкций скважин М., Недра, 1979, с. 161 - 162.2. Булатов А. И. и др. Проектирование конструкций скважин. М., Недра, 1979, с. 170 - 171 (прототип).929816 иаФ итель В.А. Бойкас24 Редактор О. ЮрковецкЗаказ 3264/40 ВНИИПпо113035, МФилиал ППП Составя ТехредТираж 6Государственелам изобретесква, Ж - 35,Патент, г. ного коми о Раушска Ужгород,риша новКорректоПодписноеитета СССРткрытийя наб., д, 4/5ул. Проектная,