Устройство для цементирования секций обсадных колонн

,.801055 1) Е 21 В 33/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСНОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ ник инецра",ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Горячевоцское управление буровых работ Произвоцственного объецинения Грознефть"(53) 622,245.42 (088.8) (56) .1, Мицкевич В.И Справоч женера побурению. Т. 1, М "Н 1973, с. 397-398.2. Авторское свицетельство СССР Му 589371, кл, Е 21 В 33/14, 1975 ( прототип) .(54) (57) 1.УСТРОЙСТВО.ПЛЯ НЕМЕНТИРОВА НИЯ СЕКЦИЙ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающее корпус с осевым каналом и рациальными отверстиями, размещенную внутри него рабочую втулку, установлен ную на срезных элементах, гильзу. и коль цо, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нацежности его в работе, рабочая втулка размещена против рациальных отверстий корпуса и выполнена с ответными рациальными отверстиями, а гильза установлена внутри рабочей втулки и образует в ней с кожухом кольцевую полость, перекрытую поршнем и сообщенную с заколонным пространством, причем гильза в верхней части выполнена с,опорным уступом, а поршень выполнен с пазом поц опорный уступ и зафикси рован относительно гильзы.2.: Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что корпус на внутренней поверхности ниже рациальных отверс- Ж тий выполнен с конической боковой поверхностью, а рабочая втулка снаружи вы- %Ф Ф полнена с ответной конической поверхнос- С тью, причем угол наклона сопрягаемых конических поверхностей меньше их угла ф тренингФаей10551Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам пля цементирования обсадных колонн, спускаемых в скважину.Известно устройство пля цементиро вания секций обсадных колонн, содержащее уплотнительную муфту, башмачный патрубок и направляющую пробку Я,Недостатком денного устройства является то, что спускаемую в скважину сек цию вначале стыкуют с ранее спущенной секцией, а затем приподнимают для провепения цементироввния,.По окончании цементировании секцию необходимо опустить по полного закрытия боковых отверс 15 тнй и соединения уплотнительной муфты с верхней частью ренее спущенной секции пля создания требуемой герметичнос ти, которую можно проверить только после окончания звтверпеваиия цемента и щ его разбуривания в месте соединения секций. При негерметичности места стыковки необходимо произвести работы по исправительному цементированию под павлением, в связи с чем возрастают за траты, связанные с креплением скважины.Наиболее близким к изобретению является устройство пля цементирования секций обсадных колонн, включающее корпус с осевым каналом и радиальными отверстиями, размещенную внутри него рабочую втулку, установленную на срезных элементах гильзу и кольцо 2Опнако отсутствие уплотнений между нижней муфтой и кольцом, а также между кольцом и корпусом не позволяет проверить герметичность места стыковки до проведения работ по цементированию, таккак герметичность стыковки проверяется только после разбуривания раз 40 целительной пробки и стоп-кольца. При потере герметичности места стыковки требуется проведение исправительных работ по цементированию под давлением, в связи с чем возрастают затраты, связанные е креплением скважины.45Недостатком известного устройства для цементирования секций обсадных колонн является также то, что открытие боковых отверстий в корпусе не происходит полностью, так как по мере перемещения нижней муфты с кольцом относительно этих отверстий и их частичного открьггия через боковые отверстия, происходит выравнивание павления в устройстве с давлением в камере, вследствие чего, а также при наличии сил трении между нижней муфтой и уплотнением в корпусе отверстия полностью не откры-. 854 1ваются. Это приводит к разрушению верхних торцов муфты и кольца, а также боковых отверстий в корпусе при прокачивании промывочной жидкости и цементного раствора в затрубное пространство,При цементировании скважины во, время. промывки, закачки и пропавки цементного раствора через боковые отверстия, в интервале между торцами верхней и нижней муфт, а также между нижней и подвижной муфтой происходит оседание фазы вромывочного и цементного раствора. Эго не позволяет при перемещении вниз веркней и нижней муфтам по упора в неподвижную муфту по окончании процесса цементироввния пружинному кольцу попасть в кольцевую кайавку в корпусе, вследствие чего фиксация верхней муфты относительно корпуса не происходит, что приводит при дальнейшей эксплуатации устройства к погере герметичности при проведении работ по спуско-подъему и вращению инструмента в процессе бурения. Ликвидация негерметичности требует провепения дополнительных работ и затрат, связанных с исправительным цементированием.Целью изобретения является повышение надежности, устройства в работе.Поставленная. цель постигается тем, что в устройстве пля цементировании секций обсадных колонн, включающем корпус д осевым каналом и радиальными отверстиями, размещенную внутри него ра 1 бочую втулку, установленную на срезных элементах, гильзу и кольцо, рабочая втулка размещена против радиальных отверстий корпуса и выполнена с ответными радиальными отверстиями, в гильза установлена внутри рабочей втулки и образует в ней с кожухом кольцевую полость, перекрытую поршнем и сообщенную ,с заколоиным пространством, причем гильза в верхней части выполнена с :опорным уступом, а поршень выполнен с пазом поп опорный уступ и зафиксирован относительно гильзы.Кроме того, корпус на внутренней поверхности ниже рапиальных отверстий выполнен с конической боковой поверхностью, арабочая втулка снаружи выполнена с ответной конической поверхностью, причем угол наклона сопрягвемых конических поверхностей меньше их угла трения.Нв фиг. 1 показано устройство . в транспортном положении, общий вип; на фиг. 2 - то же, в процессе цементирования; на фиг. 3 - то же, после ; окончания цементирования; на фиг, 4 -3 1055момент фиксации подвижной втулки скорпусом.Устройство состоит из корпуса 1 срезьбовыми муфтами 2 и 3, В корпусевыполнены отверстия 4 и коническая боковая поверхность 5. Внутри корпуса 1установлена рабочая втулка 6, зафиксированная срезными штифтами 7, с радиальными отверстиями 8 и конической поверхностью 9, имеющей колиброванные 10цилиндрические проточки 10. Рабочаявтулка 6 имеет кожух 11 с радиальнымиотверстиями 12, пилиндрическая полостьмежду кожухом 3.2 и рабочей втулкой 6заполнена легкоразбуриваемым материалом 13, например цементным камнем.Внутри рабочей втулки 6 установленакоаксиально гильза 14 с поршнем 15,закрепленным срезными штифтами 16 иобразующим с кожухом камеру А, Легкоразбуриваемый материал 13 размещен вцилиндрической полости с целью жесткогокрепления кожуха относительно рабочейвтулки 6 и имеет радиальные каналы 17для сообщения камеры 1 с затрубным, 25пространством, Гильза 14, кожух 11 ипоршень 15 выполнены из легкораэбуриваемого материала, например, серого чу- -гуна. Рабочая втулка 6 имеет ограничительные кольца 18, выполненные из лег- З 0коразбуриваемого материала, напримерсерого чугуна. Герметичность подвижныхсоединений обеспечиваетск уплотнительными кольцами 19 - 22. Канал 23, образованный гильзой 14, предназначается35для осуществления) циркуляции и заполненни колонны промывочной жидкостью приспуске секции обсадной, колонны.Устройство работает следуккцим образом,К верхней части корпуса 1 посредствомрезьбовой муфты 2 присоединяется обсадная труба спускаемой секции (не показана), а посредством резьбовой мфты 3 присоединяется стыковочный патру 45бок Б, конструкция которого обеспечивает герметичность соединения спускаемойсекции после стыковки с ранее спущенной секцией.Момент соединения отмечается повышением гидравлического давления в нйтне50тательной линии насосов. При созданиив обсадной колонне гидравлического давления заданной величины происходит срез 854 4штифтов 16 и поршень 3.5 падает поддействием собственного веса на дно ка-меры А. При этом открываются отверстия 12, радиальные каналы 3.7 и отверстия 4 и восстанавливается связь с кольцевым пространствсю, Устройство приходит в положение, показанное на фиг. 2.При таком положении производится промывка кольцевого пространства с цельювыравнивания параметров промывочнойзащкости перед эакачиванием по обсадным трубам цементного раствора.После закачивания цементного раствора, разделительной цементировочной пробки и расчетного количества продавочнойжидкости получают повышение гидравли-,ческого давления, свидетельствующегоо том, что разделительная пробка остановилась на верхнем торце кожуха Х 1и ограничительном кольце 18.При дальнейшем повышении гидравлического давления в обсадной колоннепроисходит срез штифтов 7 и рабочаявтулка Й, перемещаясь вниз до сопряжвния конических поверхностей 5 и 9, герметично закрывает боковые отверстия 4 вкорпусе 1. Устройство приходит в положение, показанное на фиг. 3Сопряжение конических поверхностей5 и 9 обеспечивает клиновой эффект, приМотором происходит эаклинивание подвижной втулки 6 в корпусе 1, чем предупреждается ее осевое перемещение, Усилиезаклинивания пропорпионально площади сечения рабочей втулки 6 на величину гидравлического давления, создаваемого и1обсадных трубах в конце .дементирования,После опрессовки секции обсадной колонны разбуривают разделительную цементировочную пробку, гильзу 14, кожух 11, кольцевой поршень 15 й ограничительные кольца 18, а также легкоразбуриваемый материал 13, проверяют герметичность устройства и продолжают дальнейшее бурение скважины.Конструкпия устройства для пементирования секций обсадных колонн исключает затраты времени и средств, необходимых для проведения работ, связанных с исправительным цементированием при потере герметичности, в случае применения устройств иных конструкций.лиал П 11 П Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,/26 Тираж 603 Н ИИПИ Госупарственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноеомитета СССРи открытийРаушская наб., п. 4/5