Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колон

зный ордена Грудово вательский институт(УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕ/ возрения с вам для садныхИзв цемент чающее версти действ вочные ретение относится к области букважин, в частности к устройстступенчатого цементировании обколо ни .естно устройство для ступенчатого ирования обсадных колонн, вклю- корпус с цементировочнымв отями, две срезные втулки, вэаимоующие между собой и цементйро-" пробки 11 Недостатком этого устройства является возможность смятия корпуса и втулок под действием несбалансированного гидростатического давления.Наиболее близким аналогом,.: изобретения является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с цементировочньми окнами и перепускными каналами для " пакера, верхнюю и нижнюю среэные втулки с посадочными седлами,. взаимодействующие между собой, и цементировочные пробки 2 расного Знамени научновой техники Недостатком устройства является можность неперекрытия цеМентировочных отверстий корпуса из-.эа того, что в момент посадки верхней разделительной пробки при окончании цементирования последней ступени между ней и нижней пробкой образуется ограниченный объем жидкости, препятствующий перемещению втулки в крайнее нижнее положениБелью изобретения являетсяобеспечение безотказности срабатывания устройства за счет повышения надежности перекрытия цемеитировочных отверстий после окончания цементирования последней ступени. Поставленная цель достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса выше цементировочных отверстий выполнена ступенчатой, а верхняя втулка выполнена дифференциальной, взаимодействующей с уступами корпуса, и имеет кольпевую проточку в нижней части по наружной поверхности; причем полость под цементиродавлении не более 20 кг/см произойдет запакеровка уплотнительного элемента. После этого в обсадной колонне постепенно повышают давление до 70-100 кгс/см при котором срезается штифт 11 втулки 3 (см. фиг. 3).Втулка опускается вниз до упора в выступ корпуса 1 (выступ на чертежах не показан), открывая при этом цементировочные окна 12 в корпусе, через которые цементный раствор поступает в затрубное пространство. При опускании внизвтулки 3 перекрывается канал 13 ивнутренняя полость уплотнительного элемента запирается при его раздутом цоложенин.В конце цементирования в обсадную колонну нускают цементировочную пробку 19 (см. фиг. 4), при помощи которой цементный раствор выдавливают через окна 12 в затрубное пространство скважины. Пройдя всю обсадную колонну, пробка 19 садится на седло 4 втулки 2 и под пробкой, начнет перемещать втулку 2вниз к окнам 12. Дойдя до положения,изображенного на фиг. 4, втулка не остановится из-за замкнутого объема цементного раствора, образовавшегося междушаром 15 (нафиг. 4 непоказан) и пробкой19. Она будет продолжать двигаться вниз под действием осевого усилия, возникающего из-за того, что на втулку 2 в этомположении действует разность внутритрубного и затрубного давлений, а самавтулка оказывается гидравлически неуравновешенной (диаметр 2 ее нижней части меньше диаметра ) верхней части). При движении втулки 2 вниз (см.фиг. 5) между седлом 4 и пробкой 19образуется зазор, через который происходит переток жидкости из-под нижнеготорца втулки в полость над ее верхнимторцом. Движение втулки при этом облегчается благодаря кольцевой выемке 14,выполненной между ее различными поверхностями Ъ и Ъ. Цементный раствор,заключенный между этими поверхностямипри помощи выемки 14 выдавливаетсячерез окно 12 в затрубное пространство.Дойдя до втулки 3, втулка 2 перекроетцементировочные окна 12 и зафиксируется в корпусе 1 при помощи пружиннбгокольца 5,По окончании времени ОЗБ цементировочную пробку 19.(см, фиг. 4 и 5), седла 4 и 10 (см. фиг. 1), упор 16 (см. 3 717287 4вочной пробхой гидравлически связана сполостью над дифференциальной втулкой,На фиг, 1 изображено. устройстводляступенчатого цементирования обсадныхколонн, общий вид; на фиг, 2 - то же,в момент запакеровки его уплотнительного элемента; на фиг. 3 - то же, в момент цементирования скважины; на фиг, 4 то же, в момент посадки цементировочной пробки на седло верхней втулки; на 10фиг. 5 - то же,в момент перекрытияверхней втулкой цементировочных окон.Устройство для ступенчатого цементирования скважин состоит из хорпуса 1,внутри которого размещены верхняя 2 15и нижняя 3 подвижные запорные втулки.Верхняя втулка снабжена седлом 4 иудерживается в крайнем верхнем положении при помощи стопорного пружинногокОльца 5. Седло 4 крепится к втулке 2, 20при помощи пальцев 6, размещенных впродольных пазах 7 патрубка 8, жесткоприкрепленного к корпусу 1. Внутри нижней втулки 3 на срезных штифтах 9 за- избыточным давлением, создаваемым надкреплено седло 10, а сама втулка крепит-ся к корпусу 1 срезными штифтами 11.В корпусе выполнены цементировочныеокна 12 и перепускные ханалы 13, сообщающие уплотнительный элемент пакера (на чертежах не показан) с обсадной 30колонной, Внутренняя поверхность корпуса 1 над цементировочнымиокнами выполнена ступенчатой. Внутренний диаметрЬ первой ступени меньше внутреннегодиаметра 3 второй ступени .и внутренний диаметр П третьей ступени меньшеЪ, В соответствии со ступенями корпуса 1 дифференциальная втулка 2 имеетнаружные поверхности 21 Э которыеразделены между собой кольцевой выемкой 14,Цементирование скважинь 1 с применением устройства осуществляют следующим образом,Устройство в собранном виде, хак это 4изображено на фиг. 4, вместе с уплотнительным элементом (на чертежах не по-.казан) присоединяют к обсадной колоннеи опускают в скважину, Перед началомцементированич (см, фиг. 2) в обсадную ффколонну бросают шар 15. После посадкишара в седло 10 в обсадной колонне создают избыточное давление, под действиемкоторого срезается штифт 9 и шар 15вместе с седлом опускаю"ся вниз до упора 16 во втулке 3, При этом каналы 13,17 и 18 в корпусе 1, втулке 3 и седле10 совмещаются. В результате этого при5 717287 6 фиг, 2), шар 18 (см, фиг. 2) и цеме,т- ней ступени, внутренняя поверхность корный стакан между ними раэбуривают. пуса выше цементировочных отверстийвыполнена ступенчатой, а верхняя втулкавыполнена дифференциальной, взаимодейф о р м у л а и э о б р е т е н"и"яствуощой с уступами корпуса, и имееткольцевую проточку в нижней части поУстройство для ступенчатого цементи- наружной поверхности, причем полость рования обсадных колонн, включакщмпод цементировочной пробкой гидравлическорпус с цементировочными окнами и ки связана с полостью над дифференциальперепускными каналами для пакера, верх-О ной втулкой.нюю и нижнюю срезные втулки с посадочными седлами,взаимодействуюшие меж- Источники информация, ду собой, и цементировочные пробки, о т- принятые во внимание при экспертизе л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 1, ПатентСЙА М 3827207, обеспечения безотказности срабатывания 1 кл. 166-184, опублик. 1970, устройства за счет повышения надежйЖ-" - 2. Техника и технология бурения, ти перекрытия цементировочных отверстий Труды ВНИИВТ. Вып. ХХЧ 111, М., Недра после окончания цементирования послед, с. 312.11 Ыю% .-- ... С - Ланов Корректор М йемчик д, 4/8 ПП Патент", г. Ужгород, ул; Проектная, 4 или Заказ 9784/41 Тираж 626 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб