Цементировочная головка

(5 ЗОБРЕТЕНИ ПИСА ЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ С и повышает надежность процесса цементирования. Сущность изобретения заключается в том, что внутри полого корпуса установлена разделительная пробка с фиксатором, Над разделительной пробкой размещен узел удержания двух шаровых запорных элементов большего и меньшего диаметров. Узел удержания шаровых запорных элементов выполнен в виде центральной перегородки, штоков и клиновых элементов.- В устройстве установлен блокиратор последовательности сброса шаровых запорных элементов. В нижней части корпуса размещена осевая перегородка, с одной стороны которой размещена разделительная пробка, а с другой стороны - предохранительная решетка размером ячеек меньше минимального диаметра шарового запорного элемента. Осевая перегородка в верхней части соединена с шиберным затвором. 5 ил. ательскии инсний глубоких и ев, А,В,ВерСССР1986,СССР978.(54) ЦЕМЕНТ (57) Использ обсадных ко лами, управ ми, что о технологичес ИРОВОЧНАЯ ГОЛОВКА ование: при цементировании онн с размещенными в ней узяемыми шаровыми элемента- беспечивает расширение ких возможностей устройства Изобретение относится к бурежин и может быть использовано пр ц тировании обсадных колонн, спускаемых секциями.Известна цементировочная головка, содержащая корпус с внутренним уступом в верхней части, патрубок, размещенный концентрично в корпусе собразованием кольцевого пространства между ними и имеющий центраторы на его наружной поверхности, помещенную внутри патрубка пробку с опорной шайбой, стопорные узлы патрубка и пробки,Недостатком данной головки является невозможность размещения разделительных шаровых элементов, большое гидродинамическое сопротивление пробки, что может привести к ср также невозможность манометру выход проИзвестна также ц вка, включающая по корпус, разделитель ленную с образовани подпробочного прост лов, гидравлически с бочное и подпробо верхний и нижний сое ты. К недостаткам данной головки отнести неудобство промывки кан кольцевой выточки от цементного ра 1 осле выхода пробки из штока, а практическую невозможность спуск можно лов и створа также станОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(71) Камский научно-исследотитут комплексйых исследовсверхглубоких скважин(56) Авторское свидетельствоК. 1443026, кл. Е 21 В 33/05Авторское свидетельствоК. 899852, кл, Е 21 В 33/05,ыву ее с рычагов 8, аконтролирования по бки из головки.ементировочная гололый цилиндрический ную пробку, установем надпробочного и ранства, систему канаоеди ня ющую надп рочное пространства, динительный элемен 1742464дартных пробок в связи с их большими длинами,К общему недостатку можно отнеститрудность вымывания цементного раствораиз каналов и карманов головок при промывке скважины буровым раствором,Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является цементировочная головка, включающаякорпус с крышкой, патрубки для подключения нагнетательных линий, фиксаторы дляудержания разделительных элементов.К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность вращения обсадной колонны во время цементирования ипромывки в связи с боковым подводом цементного раствора, а также невозможностьустановки второго сбросного шара.Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности процессацементирования скважины,Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции, состоящей из корпуса,фиксаторов для удержания разделительныхэлементов и продавочной пробки, фиксаторы выполнены в виде двух подпружиненныхштоков с цилиндрическим углублением вторце, удерживаемых от перемещения клиновыми элементами, разделительные элементы представлены двумя шарами,расположенными в верхней части корпусамежду штоками фиксаторов и центральнойперегородкой с отверстием между ними наодной оси, перпендикулярной потоку бурового раствора, под разделительными элементами установлен блокираторпоследовательности сброса шаров, состоящий из двух параллельно расположенныхползунов с упорными элементами, кинематически связанный с фиксаторами посредством клиновых элементов, кроме того,продавочная пробка установлена в нижнейчасти корпуса, помещена в аксиально расположенную камеру с шиберным затвором,выполненным с возможностью перекрытияпотока бурового раствора, и зафиксированаот перемещения нижней заслонкой, которая гидравлически связана с шиберным затвором и подвешена в камере свозможностью формирования совместно скорпусом направления для выхода пробкииз камеры, причем между камерой с шиберным затвором и корпусом выполнена предохранительная решетка с размером ячеекменьше наименьшего диаметра сбросногошара.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройствоцементировочной головки отличается вы 10 полнением фиксаторов, а именно тем, что они выполнены в виде двух подпружиненных штоков с цилиндрическими углублениями в торце, удерживаемых от перемещенияклиновыми элементами, отличается конструкцией разделительных элементов и их расположением, отличается наличием блокиратора последовательного сброса шаров и предохранительной решетки, а также конструкцией места расположения продавочной пробки.На фиг. 1 изображена цементировочнаяголовка в разрезе; на фиг. 2 - головка вмомент выхода продавочной пробки; на фиг,15 3 - головка в момент сброса шара малогодиаметра; на фиг. 4 - изображен моментсброса шара большого диаметра; на фиг. 5- схема установки цементировочной головки на бурильной колонне,20 Цементировочная головка состоит изверхней части корпуса 1, шаровых разделительных элементов и нижней части корпуса2 разделительной пробки, В верхней частикорпуса 1 расположены два одинаковых25 фиксирующих устройства, состоящих изгильзы 3, штока 4, пружины 5, клина 6,шплинта 7, амортизатора-грязесъемника 8,Между штоками 4 и перегородкой 9 с отверстием расположены малый 10 и большой 1130 шары, Пружина 5 находится в скатом состоянии и поджимает шток 4, который от перемещения фиксируется клином 6 и шплинтом7. Вытяжка клиньев 6 происходит тягами 12,Ниже фиксирующих устройств располо 35 жен блокиратор 13 последовательностисброса шаров 10 и 11, состоящий из двухползунов с планкой и пружины 14.В нижней части корпуса 2 располокеношиберное устройство сброса пробки 15, со 40 стоящее из верхней заслонки 16, нижнейзаслонки 17; срезного штифта 18, предохранительного штифта 19, ограничителя 20 ипредохранительной решетки 21. Корпус 2разделен на два одинаковых по площади45 канала перегородкой 22, Поворот заслонки16 происходит с помощью рычага 23, Предохранительная решетка не позволяет пройтив бурильные трубы случайно сорвавшимсяшарам.50 Перед началом цементирования в верхней части корпуса 1 устанавливается двашара, Первым устанавливают большой шар11. Для этого, преодолевая усилие пружины5, шар зажимают между штоком 4 и перего 55 родкой 9 и фиксируют это положение клином 6 и шплинтом 7. Точно так ке устанавливается второй меньший шар 10, Наличие на перегородке 9 большой односторонней фаски не позволяет шары 10 и 11 менять. местами. Перед установкой второго1742464 10 20 25 30 35 40 50 55 клина ползуны блокиратора 13. сдвигают влево так, чтобы. планка, связанная с ползу- нами, встала под клином 6 большего шара 11. Затем устанавливают и второй (правый) клин и также фиксируют его шплинтом, Под действием пружины 14 ползуны блокиратора передвинутся до упора во второй клин и корпус 1 подготовлен к работе,Перед установкой продавочной пробки нижняя заслонка 17 располагается горизонтально и запирается срезным штифтом 18. Через отверстие вверху корпуса в камеру помещается пробка и закрывается верхней заслонкой 16, Рычаг 23 поворота верхней заслонки 16 фиксируется предохранительным штифтом 19. После этого корпуса 1 и 2 свинчиваются и устанавливаются между квадратом и колонной бурильных труб,Цементировочная головка работает следующим образом: после спуска обсадных труб приступают к цементированию. Через манифольдную линию цементный раствор поступает в цементировочную головку, омывая шары и камеру продавочной пробки и проходя по левому каналу, Частично цементный раствор поступает и в камеру пробки и выносится оттуда через неплотности и небольшие отверстия в нижней заслонке 17. После подачи необходимого количества цемента верхнюю заслонку 16 поворачивают на 90 с помощью рычага 23, срезая предохранительный штифт 19, в крайнее левое положение. При этом происходит перекрытие потока продавочной жидкости, давление на манометре возрастает, Нижней заслонкой 17 срезается штифт 18, заслонка поворачивается до упора в ограничитель 20, формируя наиболее благоприятное направление для выхода пробки и захода ее в нижнюю горловину камеры 2.После окончания цементирования приступают к промывке и удалению излишнего цемента. Для этого с помощью тяги 12 вырывают правый кли. 6, срезая при этом шплинт 7, Под действием давления подачи бурового раствора шток 4 перемещается вправо до упора в амортизатор-грязесъемник 8, и шар 10 освобождается. В случае отсутствия давления раствора перемещение штока происходит с помощью пружин 5. После освобождения шара 10 ползуны блокиратора 13 перемещаются вправо, чем освобождают от блокировки левый клин,После промывки сбрасывают шар 11 для отсоединения разъединителя от обсадных труб, Эта операция происходит аналогично предыдущей. Падение шаров сопровождается соударением о конические стенки корпусов и шиберное устройство, При освобождении шаров залипания исключены, т.к, места посадки выполнены с зазораО ми при суммарном угле охвата шаров 180.Увеличение количества разделительных элементов в одной цементационной головке, взаимная блокировка фиксирующих элементов с возможностью дистанционного управления позволяет значительно расширить технологические возможности г ри цементировании обсадных колонн секциями с подвеской их на квадрате, а также повысить надежность и базопасность работ. Формула изобретения Цементировочная головка, включающая полый корпус, разделительную пробку, установленную внутри корпуса, фиксатор разделительной пробки, шаровый запорный элемент, размещенный над разделительной пробкой, и узел удержания шарового запорного элемента, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства и повышения надежности процесса цементирования скважин, она снабжена дополнительным шаровым запорным элементом диаметром меньше основного, блокиратором последовательности сброса шаровых запорных элементов, шиберным затвором, предохранительной решеткой, размером ячеек меньше диаметра дополнительного шарового запорного элемента, нижней и осевой перегородками, при этом узел удержания шаровых запорных элементов выполнен в виде центральной перегородки с осевым каналом, установленной соосно с осью корпуса, двух подпружиненных штоков с цилиндрическими углублениями на торцах и клиновых элементов, блокиратор последовательности сброса шаровых запорных элементов - в виде двух параллельно расположенных ползунов с фиксаторами, установленными под узлом удержания шаровых запорных элементов и кинематически связанными с клиновыми элементами, осевая перегородка размещена в нижней части корпуса и шарнирно соединена соответственно в верхней части сшиберным затвором, а в нижней части - с нижней перегородкой, причем между корпусом и осевой перегородкой с одной стороны размещена предохранительная решетка, а с другой - разделительная пробка, взаимодействующая с нижней перегородкой, при этом последняя установлена с возможностью взаимодействия с фиксатором разделительной пробки, а шаровые запорные элементы размещены между центральной перегородкой и штоками..Г аказ 2268 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101