Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р ц 1002529 от ,.%(51 М. Кп.з с присоединением заявки Мо -Е 21 В 33/14 Государстйенный комитет СССР по делам изобретений и открытий.42(088,8) Дата опубликования описания 0703834) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАН ОБСАДНЫХ КОЛОНН боты устройства и при его отказеприводят к необходимости проведениядорогостоящих ремонтных работ илик ликвидации скважины. Убытки в этомслучае исчисляются от десятков до сотен тысяч рублей на скважину.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для ступенчатого цементгрованияобсадных колонн, включающее корпусс циркуляционными отверстиями, закрывающую втулку, упорные и неподвиж-ную разделительную втулки с посадочными седлами, шаровой фиксатор закрывающей втулки, контейнер с цементировочной пробкой и управляющую пробку 2 .Однако расположение втулки на вненей стороне может привести к ее преждевременному срабатыванию и перекрытию отверстий, а также отсутствиеразделяющего узла верхней и нижнейступени при цементировании снижаетнадежность работы устройства.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для ступенчатогоцементирования обсадных колонн, вклю чающем корпус с циркуляционными отвершИзобретение относится к горной промышленности, а точнее нефтегазодобывающей и может быть использовано при бурении скважин.Известно устройство для цементирования секций обсадных колонн, включащее корпус с циркуляционными отверстиями, открывающую и закрывающую втулки, образующие с корпусом кольцевую камеру, сообщенную с эатрубным пространством, пружинное кольцо, срезные штифты и продавочную пробку 11.Недостатками известного устройства являются: воэможноть преждевременного открытия циркуляционных отверстий при возникновении перепада давления в процессе спуска верхней секции и цементирования нижней секции ( ступени ); необходимость раэбуривания продавочной пробки и упорного кольца; необходимость строгой тарри- ровки большого количества среэных штифтов возможность разъединения секций при создании избыточного давления и необходимость разгрузки верхней секции на нижнюю, усложнение конструкции деталей - наличие зубьев на втулках для фиксации их от проворота при разбуривании. Эти недостатки существенно снижают надежность ра/ вательс Институт буровым раст мЪ, lстиями, закрывающую втулку, упорную и неподвижную разделительную втулки с посадочными седлами, шаровой фиксатор закрывающей втулки, контейнер с цементировочной пробкой и управпяющую пробку, верхняя часть закрывающей втулки выполнена с посадочным седлом в виде упругого кольца, а нижняя часть размещена между корпусом и разделительной неподвижной втулкой и образует с последней сооб щающуюся с затрубным пространством кольцевую камеру, внутри которой расположено срезное кольцо, причем контейнер выполнен в виде стакана с обратным клапаном в нижней части, 35 боковыми отверстиями и выступом на боковой поверхности для взаимодействия с посадочным седлом закрывающей втулки, при этом кольцевая камера заполнена смазкой и.перекрыта пробкой-заглушкой.Кроме того, посадочное седло неподвижной разделяющей втулки выполнено в виде кольца из легкоразрушаемого материала, 25На фиг.1 показано устройство в рабочем положении перед окончанием цементирования первой (нижней) ступенисекции)обсадной колонны, после посадки нижней управляемой пробки на упорную втулку, на фиг.2 - то же, перед окончанием цементирования второй верхней ) ступени обсадной колонны; на фиг3 - то же, в положении окончания цементирования колонны. 35Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из корпуса 1 с циркуляционными отверстиями 2, неподвижной разделитель- нойвтулки 3, закрепленной при помо щи гайки 4 и переводника 5 в корпусе 1 с образованием кольцевой полости б, закрывающей втулки 7 с циркуляционными отверстиями 8, установленной между корпусом 1 и неподвиж ной разделительной втулкой 3 при помощи шаров фиксаторов 9 и упорной втулки 10, закрепленной в гайке 4 при помощи разъемного подпружиненного кольца 11 и пружинного срезного кольца 12, посадочного седла 13, вы полненного в виде упругого кольца .с косым разрезом на стыке и установленного на верхнем торце закрывающей втулки 7 и посадочного седла 14,. расположенного на резделяющей втулке, выполненного в виде разрушаемого уплотняющего кольца. Устройство включает также контейнер 15, выполненный в виде стана на с обратным клапаном 16, боковыми отверстиями 17 и выступом на боковой поверхности установленной в седлах 13 и 14, вторую продавочную пробку 18 с обратным клапаном 19 и 65 срезное кольцо 20, разделяющее кольцевую полость б на две части и установленное в канавке корпуса 1. Для обеспечения герметичности между корпусом, втулками, контейнером, седлами и пробками установлены уплотнительные элементы 21, В конечном положении закрывающаяся втулка 7 зафиксирована седлом 13 в выточке 22 корпуса 1.Шары-фиксаторы 9 выступают эа внутренний диаметр разделительной втулки на величину зазора, достаточного для свободного падения упорной втулки 10 с управляющей пробкой 23 на забой скважины, а кольцевая полость б заполнена густой смазкой. Отверстие 24, сообщающее полость б с эатрубным пространством, в транспортном положении закрыто пробкой 25.Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливают . в заданный интервал обсадной колонны, Цементный раствор первой ступени продавливают первой продавочной пробкой, соединенной с управляющей пробкой 23 срезным фиксатором, После посадки пробки 23 в опорную втулку 10, дальнейшей прокачке жидкости продавочная пробка открывается от управляющей пробки 23 и движется к башмаку колонны.При 3-х кратном получении давления "Стоп" управляющая пробка 23 закрывается. Повышением давления жидкости в обсадной колонне срезается кольцо 12,и упорная втулка 10 вместе с разъемным кольцом 11 движется вниз. Подавая в выточку гайки 4 разъемное кольцо 11 раздается, освобождая опорыую втулку, которая получая возможностьпадения на забой вместе с пробкой 23. При этом освобождаются и выпадают шары-фиксаторы 9. В этот момент под действием перепада давления закрывающая втулка 7 смещается в кольцевой полости б до упора в среэное кольцо 20 и открывает циркуляционные отверстия 8 и 2, через которые промывают верхнюю часть скважины. Об открытии отверстий судят по падению давления на цементировочной головке.Перед окончанием промывки в колонну спускают контейнер 15, который садится на седло 13 и заходит в нижнее седло 14. При этом полость нижней ступени разобщается от верхней,При окончании цементирования второй ступени цемент также продавливают второй продавочной пробкой 18 с обратным клапаном 19, которая заходит в контейнер 15. При получении давления "Стоп" срезается кольцо 20 и закрывающаяся втулка 7 вместе с седлом 13 и контейнером перемещается вниз, ,закрывая циркуляционные отверстия 2,При этом седло 13 заходит в выточку 22 и фиксирует втулку 7. В этот момент седло 13 раздается; освобождая контейнер, который, смещаясь вниз, разрушает нижнее седло 14 и вместе с его остатками свободно 5 падаеТ на забой скважины.. Использование устройства обеспечивает надежное цементирование обсадных колонн беэ преждевременного открытия циркуляциониых отверстий, 10 оставления цементных мостов и необ" ходимости раэбуриваиия их и остав" шихся детелей (колец, пробок); что. позволяет повысить качество цементи" рования, сократить затраты времени и средства на ликвидацию осложнений и разбуривание цементного стакана и деталей устройства, также исключает возможность .повреждения обсад" ной колонны в результате раэбурива-. ния. Ожидаемый экономический эффект может превысить 10 тыс. руб. на скважину,25формула изобретенияУстройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн включающее корпус с циркуляционнымн отверстиями, закрывающую втулку, упорную ЗО и неподвижную разделительную втулки с посадочными седлами, шаровой фиксатор закрывающей втулки, контейнер с цементировочной пробкой и управляющую пробку,о т л и ч а ю щ е е с я тем,чтО с целью повышения надежности работы устройства, верхняя часть закрывающей втулки выполнена с посадочным седлом в виде упругого кольца, а нижняя часть размещена между корпусом и не.; подвижной разделительной втулкой и образует с последней;сообщающуюся с затрубным пространством кольцевую камеру, внутри которой расположено срезное кольцо, Причем контейнер выполнен в виде стакана с обратным клапаном в нижней части, боковыми отверстиями и выступом на боковой поверхности для взаимодействия с посадочным седлом закрывающей втулки, при этом кольцевая камера заполнена смазкой и перекрыта пробкойзаглушкой.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что посадочное седло, неподвижной разделяющей втулки выполнено в виде кольца иэ легкораэрушаемого материала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 589371, кл. Е 21 В 33/14, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 763581, кл. Е 21 В 33/14, 1976прототип 1."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,лнал П Тираж 601 НИИПИ Росударственного по делам иэобретений и 13035, Москва, Ж, Р П комитета СС открытий ушская н