Устройство для цементирования обсадной колонны

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 819987 я 5 Е 21 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ ный наутный инти ство СССР1978.во СССР1988,во СССР1980,тройст Известны вания скваж качество из бора отфиль понажного р ливоцных тр ементи овы сит Изобретение относи ству нефтяных и газов жет быть использовано вании обсадных колонн изоляции эон поглощени раствора в процессе бур ся к строительх скважин и мопри цементиро.а также при промывочного ения скважин,позволяющиеяции пластоврованной жидкотвора внутрь путем отй фазы тамколонны за ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(71) Башкирский государствно-исследовательский и проститут нефтяной промышленно. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ(57) Использование: при цементировании скважин, Обеспечивает возможност размещения фильтра в зоне цементирования. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус. В нем вы полнен Фильтр с цементировочными отверстиями. В корпусе размещены патрубок и продавочная пробка, Снизу к фильтру подсоединен башмачный патрубок, Он выполнен с башмаком. Патрубо выполнен с верхним и нижним герметизирующими Фланцами, В верхней его части выполнена кольцевая проточка,Она выполнена под верхний герметиэирующий фланец, Корпус выполнен с концевыми верхним и нижним упорами, Наних размещены кольцевые уплотнения,Между упорами выполнена кольцеваяпроточка. В кольцевой проточке размещен фиксатор. Продавочная пробкавыполнена с наконечником. Он имеетФиксирующие элементы. Они выполненыс возможностью герметичной фиксациинаконецника в отверстии верхнегофланца. Верхний Фланец зафиксировансрезным элементом в корпусе, Он зафиксирован выше Фильтра, Нижний Фланец герметично поджат к нижнему кольцевому упору корпуса. Патрубок установлен с возможностью осевого переме" Зщения в башмачный патрубок и посадкойверхнего фланца на верхний кольцевойупор корпуса. При этом обеспечивается размещение Фиксаторов корпуса вкольцевой проточке патрубка. Цементировочные отверстия выполнены в башмаке патрубка. При этом башмачный пат- , арубок выполнен в виде телескопических фрсекций. Каждая из последующих егодсекций прикреплена к наружной. Это0крепление выполнено в виде среэныхштифтов. 1 з,п. Ф-лы, 4 ил,00Недостатками этих, устройств являются охват небольшой зоны цементирования из-за малой поверхности фильтра и инертность ввода устройства вдействие из-за невозможности быстрогосбрасывания давления,Наиболее близким к изобретению является устройство, включающее корпус,полость которого сообщается его скважинным пространством, разделительнуюпробку и фильтр, размещенный в нижней части корпуса, патрубок с разрушаемой мембраной, толкатель и перепускной патрубок (в варианте исполнения) 1"3 .Недостатком данного устройства является то, что фильтр находится нижезоны цементирования, поэтому зонамаксимального упрочнения тампонажногокамня находится только в самой нижнейчасти цементируемого интервала, .а замена цементировоцных отверстий надфильтром на перепускной патрубок ведет к значительным потерям давления 25при значительной длине и малом диаметре нерепускного патрубка.Целью изобретения является обеспечение возможности размещения фильтрав зоне цементирования, 30Цель достигается тем, что устрой. ство снабжено башмачным пвтрубком сбашмаком, подсоединенным соосно снизу к фильтру, патрубок выполнен сверхним и нижним герметизирующимиФланцами и кольцевой проточкой вверхней части под верхним герметизирующим фланцем, корпус выполнен скольцевыми верхним и нижним упорамис размещенными на них кольцевыми уплотнителями и кольцевой проточкоймежду упорами с размещенным в нейфиксатором, а продавоцная пробка вы"полнена с наконечником с Фиксирующими элементами, выполненными с возможностью герметицной фиксации наконечника в отверстии верхнего Фланца,причем верхний Фланец зафиксировансрезным элементом в корпусе вышеФильтра, нижний фланец герметично 50поджат к .нижнему кольцевому упорукорпуса, патрубок установлен с возможностью осевого перемещения внизв башмацный патрубок с посадкой верхнего Фланца на верхний кольцевой упоркорпуса и размещением фиксатора корпуса в кольцввой проточке патрубка,а цементировочные отверстия выполненыв башмаке. Сопоставительный анализ с прототипом и с другими техническими решениями показывает, что устройство отличается наличием новых признаков: патрубок, перекрывающий фильтр, имеет наобоих концах герметизирующие Фланцы,Фланец на верхнем конце патрубка прикреплен к корпусу на срезных штифтах,Патрубок может быть выполнен в видетелескопически вставленных друг вдруга патрубков (секций), каждый последующий из которых прикреплен к наружному на срезных штифтах, Эти признаки обеспечивают соответствие предлагаемого устройства критерию "существенные отличия",На Фиг. 1 схематично показан продольный разрез устройства в моментзавершения процесса цементирования;на фиг. 2 - вид устройства после открывания Фильтра; на фиг, 3 и 4 - тоже, в варианте выполнения патрубка .ввиде телескопицески выдвижных секций,На корпусе 1 с соединительныминиппелями 2 и перфорированной стенкой 3 (или несущими планками) размещен Фильтр 4, Патрубок 5 в верхнейчасти имеет фланец 6, который насрезных штифтах 7 прикреплен к корпусу 1. Ниже фланца 6 на наружной поверхности патрубка 5 имеется кольцевая проточка 8 под пружинный фиксатор. В кольцевой проточке 9 корпуса1 размещен пружинный фиксатор 10.Фланец 11 на нижнем конце патрубка5 герметизирует упор А корпуса посредством кольцевого уплотнителя 12,Ниже Фильтра 4 внутренняя поверхностькорпуса образует кольцевой упор Б сразмещенным на нем кольцевым уплотнителем 13 для посадки фланца 6. Корпус 1 непосредственно под Фильтромсоосно соединен башмачным патрубком14 с башмаком 15, Цементировочнаяпробка 16 имеет наконечник 17, снабженный фиксатором-защелкой 18 дляФиксации пробки 16 к Фланцу 6,В варианте выполнения патрубка 5в виде телескопически выдвижных секций 5, 5 , 5 ф кольцевой Фиксатор10 удерживается выступами 19 в ниппеле 2, цастично перекрывающими повысоте кольцевую проточку 9, Штифты20 и 21 удерживают секции 5 " и 5 фна весу.Работает устройство следующим образом.5 18Устройство без продавочной пробки опускают в скважину на обсадной колонне, В конце процесса продавливания тампонажного раствора продавочная пробка 16 садится на фланец 6, а . наконечник 17 входит в отверстие фланца.Для беспрепятственного прохождения фиксатора-защелки, верхняя кромка отверстия фланца закруглена, Фиксатор-защелка 18 фиксирует пробку 16 к фланцу 6. Резиновый элемент пробки герметизирует полость патрубка 5.1По достижении расчетного давления штифты 7 срезаются. Патрубок 5 вместе с пробкой 16 уходит в башмачный патрубок 14 и фланец 6 садится на упор А корпуса 1, Патрубок 5 фиксируется в нижнем положении с помощью Фиксатора 10, находящегося в кольцевой проточке 9. Кольцевой уплбтнитель 13 герметизирует полость башмачного патрубка 14, предотвращая поступление тампонажного раствора в обсадную колонну,При выполнении патрубка 5 в виде телескопически выдвижных секций при ударе кромки фланца 11 о кромку башмачной насадки 15 штифты 20 и 21 срезаются и кромка секций 5 разрушает выступы 19. Секция 5 фиксируется Фиксатором 10.По окончании процесса цементирования производят разгерметизацию устья для снижения давления во внутриколонном пространстве. Из-за разности гидростатическихдавлений в колонне и затрубном пространстве происходит отфильтровывание жидкой фазы из тампонажного растворав колонну. Избыток жидкости переливает из колонны, Частичное обезвоживание тампонажного раствора в ближайшей к фильтру зоне способствует повышению герметичности затрубного прост 19987ранства и несущей способности цементного кольцаФормула изобретения1 Устройство для цементированияобсадной колонны, включающее полыйкорпус с выполненным в нем фильтром1 О с цементировочными отверстиями, размещенный в корпусе патрубок и продавочную пробку, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечениявозможности размещения фильтра в зоне15 цементирования, оно снабжено башмачным патрубком с башмаком, подсоединенным соосно снизу к фильтру, патрубок выполнен с верхним и нижнимгерметизирующими фланцами и кольце 20 вой проточкой в верхней части подверхним герметизирующим фланцем, корпус выполнен с кольцевыми верхним инижним упорами с размещенными на нихкольцевыми уплотнениями и кольцевой25 проточкой между упорами с размещеннымв ней фиксатором, а продавочная проб-ка выполнена с наконечником с фиксирующими элементами, выполненными свозможностью герметичной фиксации наконечника в отверстии верхнего фланца, причем верхний фланец зафиксирован срезным элементом в корпусе вышефильтра, нижний Фланец герметичноподжаТ к нижнему кольцевому упорукорпуса, патрубок установлен с возможностью осевого перемещения внизв башмачный патрубок с посадкой верхнего фланца на верхний кольцевой упоркорпуса и размещением фиксаторов корпуса в кольцевой проточке патрубка,а цементировочные отверстия выполненыв башмаке,2, Устройство по и, 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, чтопатрубок выполнен в виде телескопически выдвижных секций, каждая последующая из которых прикреплена кнаружной на срезных нтифтах.1819987 Составитель И.ЯнгироваРедактор Т,йрцикова Техред М.Моргентал Корректор В,Пе Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 Заказ 2011НИИПИ Госуд Тиражственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Ра Подписноеениям и открцтиям прй ГКНТ СС ская наб д. 4/5