Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус с боковыми циркуляцион-. ными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, продавочную и запорную разде лительные пробки и клапан с седлом и шаровым запорным элементрм, связанный с продавочной пробкой и имею.щий фиксатор для взаимодействия с золотниковой втулкой, о т л и ч, а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе клапан снабжен эластичной диафрагмой, седло выполнено в верхней части диафрагмы, а запорный элемент устанпвлен под эластичной диафрагмой . i

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1006722 А

g(5() Е 21 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3361080/22-03 (22) 08.12.81 (46) 23.03.83. Бюл. Р 11 (72) В.В. Еременко, B.Â. Гагина, В.Н. Кокаев, А.К. Куксов, М.Ф. Лука- нин, В.П. Неудачин и М.П. Дудко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Патент СИА Р 3633671, кл. 166-224, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 823557, кл. Е 21 В ЗЗ/14, 1978 (прототип). (54) (57) муФтА для СтУПеНЧАтОГО

ЦЕМЕНТПРОВАНПЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающая корпус с боковыми циркуляцион-. ными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, продавочную и запорную разде лительные пробки и клапан с седлом и шаровым запорным элементом, связанныи с продавочной пробкой и имеющий фиксатор для взаимодействия с золотниковой втулкой, о т л и ч. а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе клапан снабжен эластичной диафрагмой, седло выполнено в верхней части диафрагмы, а запорный элемент установлен под эластичной диафрагмой .

1006722

Изобретение относится к гехнике и технологии строительства буровых скважин и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн.

Известен способ ступенчатого цементирования скважин путем последова— тельного продавливания тампонажного раствора эа обсадную колонну через ее нижний конец на первой ступени цементирования и через бокогне циркуляционнне отверстия — на второй ступени. Причем открытие циркуляционных отверстий осуществляют путем перекрытия центрального канала в муфте с помощью пробки — бомбы гравитаци- онного типа, которую бросают в колонну после окончания цементирования первой ступени и дают выдержку времени на погружение этой пробки от устья до муфты.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с боковыми циркуляционными отверстиями и подвижную втулку, которая передвигается, открывая цир- 7с куляционные отверстия, и подающую пробку-бомбу, перекрывающую проход во втулке (1 1.

Наиболее близким к изобретению является муфта для ступенчатого це . с> ментирования обсадных колонн, включающая корпус с боковыми циркуляционными Отверстиями, верхнюю и нижнюю втулку, продавочную и запорную разделительные пробки и клапан с сед-> лом и шаровым запорным элементом, свя— занный с продавочнои пробкой и имеющий фиксатор для взаимодействия с золотниковой втулкой (2 1.

Недостатком известной муфты является невысокая надежность срабатывания применяемого устройства,. Особенно в тех случаях, когда восходя<<>ий поток, образующийся после срабатыва-, ния давления,за счет расширения столба продавочной жидкости не со:-;дает 4 давления снизу на обратный клапан,. достаточного для срабатывания срезннх шпилек нижней втулки.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства

Поставленная цель достигается тем, что в муфте для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающей корпус с боковыми циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, продавочную и запорну<< разделительные пег>бки и клапан с седлом и шаровым запорным элементом, связанный с продавочной пробкой„. и имеющи -. фиксатор для взаимодействия с,.эолот- 60 никовой втулкой, к, eí эластичной диафрагмои, седло выполнено верхней части диафрагмы, а эапорный элемент установлен под эластичной диафрагмой. 65

fIa $H! !..: Обра><енн >>Уфга для ступенчатого цементирования обсадных колонн, 00!„"HEI вид; на фиг.. 2 — устройство ь процессе фиксации клапана, на фиг" . 3 — з -. ж<> в npO!ес Се цемен тирования второй ступен >.; на фиг. 4 то же, после окончания Hðîöåññà цемент тирования.

Устройство состоит из корпуса 1 с боко>знми циркуля>гионны>>и отверстиями 2; нижней втУлки 3 ссо сРезным

<ВТИф Г Ос.-М 4; »Cp>->CЕ -a— ным>-, gÄ Op!<= н та>с>и 8 и пружи н ны>! коль— цом-фиксатором 7 „ клапана 8 с эластичной диафрагмой 9 и седлом 10 в

ЕЕ BeÐÕÍÅÉ Ч с>СТH МЕ Ха НИЗ МОМ В КЛЮЧЕ ния его в работу и "..òîë >рным кольцом

11 . Под эл асти сI! I 0

Ройство г>Pиво ..итсЯ в,>(с .ЙстBис пРО давочной раздели T<>ë: —,E!îé пробкой 13 и запорной p=!=äñëите >ьной пробкой

Устрой<. ТL>o рабо а< T г лед:ющим образом.

3 са ><ОРЦИ<:И ICМЕ ><Т НОГ<> >са ВОРа

ПЕРВОЙ <."ТУП Е>! <, !< >(0<><с>с! Н О > В КОЛОН

:-«у пускают ра >дЕ>>и.! Сл>:Ну>> ПрОбку

13 с эакреп>!е!ньм на ной клапано . 8 г! р о к а ч H I> >,> T !: Qp c! H > H н у ю

Когда проб;<а проходит HopE .э муфту, кланаH 8 отсосдиняе:ся от п >осКН

1 3 и фи к сируc Tc:! стопоре .>>ь! ".<О и!.,.o!

1 1 на Bòñ ä!и з "0> I о; —. деЙствием избыточного давления пробка

13 продолжает движение низ по колонне. Процесс цементирсвания перВоА ступени заканчивают г>ове><зе><ием давления в колонне в мо ент .->О..адки пробки на упорное кольцо, Повышенное давление <-жимае= столб продавочной жидкости и г>ередает си!.Нал на поверхност>, об о:<о:"- ан. и цементирования первой с T »пени, Далее давление на усть = сбраснвают, "толб продавочной жидкостси ниже муфты рас> !иряется.

Образ ующи ::ся восхОДя<ЧИЙ поток жиДкости в колонне г,-<>õoäHT через механизм включения клапана и свободно про талкивает шар:;лапана вверх череэ эластичную ди:!! ;>pагму 9 в простpан ство над седло; 10, тем самь>м приводя клапан в pàбочее положе:Hå.

3a T-.iH з акачивают в ко>:он:.-.;у пог, иэбыточн >м давлc!IHåì дополнительный объем продавочной жидкости. При этом шар клапана перемещается вниз и садится на седло 10 эластичной диафрагмы 9.

Таким образом, клапан закрывается и герметично перекрывает центральный канал нижней втулки 3. Обусловленная перепадом давления нагруз" ка на клапан 8 и втулку 3 срезает штифты 4, Втулка 3 перемещается вниз, открывает ;иркуляционнне отверстия 2 и .-.анимает положение, показанное на фиг. 3. При -.Toi"! T

1006722

7f

Фиг е

Фиг. 2 колонны устремляется через циркуля- ционные отверстия в затрубное пространство, и давление в колонне резко снижается, Далее скважину промывают выше муфты и цементируют вторую ступень обычным способом.

Закрытие циркуляционных отверстий осуществляют с помощью запорной пробки 14, пускаемой в колонну над цементным раствором. В конце процесса продавки пробка садится на верхнюю втулку 5, штифты б,срезаются, втулка перемещается вниз, герметично закрывает циркуляционные отверстия и фиксируется в положении, показанном на фиг. 4, с помощью пружинного кольца 7, и кольцевой канавки в корпусе 1.

На этом процесс цементирования заканчивается.

Надежность работы предлагаемого устройства обеспечивается за счет того, что механизм включения клапана практически не требует избыточноro давления для его срабатывания, а открытие циркуляционных отверстий: осуществляется под действием практически неограниченного перепада давления сверху вниз. Кроме того, даже если и сам клапан выйдет иэ строя, все равно остается возможность открытия отверстий давлением сверху путем предварительного перекрытия ,центрального канала клапана шаром

10 или пробкой-бомбой, сбрасываемыми в колонну с поверхности и тонущими в продавочной жидкости до посадки на клапан, )5 Учитывая, что затраты на ремонтно-восстановительные и изоляционные работы иэ-за отказа в работе муфт ступенчатого цементирования, как правило, превышают 10-12 тыс.рублей, то применение устройства обеспечит получение среднего экономического эффекта на одну цементируемую колонну в размере от 2,5 до 4„0 тыс. рублей.

ВНИИПИ Заказ 2078/53

Тираж б01 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4