Забойный штуцер для цементирования обсадных колонн

Забойный штуцер для цементирования обсадных колонн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к забойному штуцеру для цементирования обсадных колонн . Цель изобретения - повышение надежности его работы. Для этого основание штуцера выполнено из двух параллельных кольцевых плит. Между плитами установлена разделительная гильза. Корпус штуцера выполнен в виде разрезной конической воронки , каждый сектор шарнирно подвешен к верхней плите и опирается на нижнюю плиту. Центральные отверстия в верхней и нижней плитах больше наименьшего внутреннего диаметра воронки. Между секторами и разделительной гильзой установлены упругие элементы, позволяющие секторам расходиться и увеличивать осевой канал штуцера при увеличении давления и пропускать механические примеси, а после падения давления возвращающие сектора в исходное положение. В результате предотвращается возникновение вакуумно-инерционного эффекта. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (5!)5 Е 21 В 33/.13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ( (21) 4677343/03 (22) 11.04.89 (46) 29.02.92. Бюл; М 8 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) А.С.Серяков, В.Н.Орловский, С,Г.Михайленко, И.Г.Верещака, А.Я.Глушаков и Б.О.Волошинивский (53) 622.245.42 (088.8) (56) Минеев Б.П. Влияние инерционно-вакуумного эффекта на качество цементирования скважин. РНТС, сер. Бурение. M.:

В Н И ИОЭ Н Г, 1981, вып. 8.

Стругацкий С.В. Цементирование обсадных колонн с созданием противодавления в системе. РНТС, сер. Бурение. M.:

ВНИИОЭНГ, вып.2, 1981, с. 20 — 23. (54) ЗАБОЙНЫЙ ШТУЦЕР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, Изобретение относится к технике и технологии крепления скважин.

При цементировании обсадных колонн в скважинах, как правило, происходит разрыв столба тампонажного раствора в трубах. из-за разности плотностей между тамггонажным и буровым растворами, так называемый инерционно-вакуумный эффект.

Инерционно-вакуумный эффект приводит к спонтанному неконтролируемому росту скорости восходящего потока жидкости сверх расчетного, что в свою очередь к росту гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве скважин, гидроразрыву пла„„SU „» 1716O88A1 (57) Изобретение относится к забойному штуцеру для цементирования обсадных колонн, Цель изобретения — повышение надежности его работы, Для этого основание штуцера выполнено из двух параллельных кольцевых плит. Между плитами установлена разделительная гильза. Корпус штуцера выполнен в виде разрезной конической воронки, каждый сектор шарнирно подвешен к верхней плите и опирается на нижнюю плиту. Центральные отверстия в верхней и нижней плитах больше наименьшего внутреннего диаметра воронки, Между секторами и разделительной гильзой установлены упругие элементы, позволяющие секторам расходиться и увеличивать осевой канал штуцера при увеличении давления и пропускать механические примеси, а после падения давления возвращающие сектора в исходное положение, В результате предотвращается возникновение вакуумно-инерционного эффекта. 1 ил. стов, поглощению тампонажного раствора и недоподъему его до проектных отметок., Кроме того, при повышении скорости восходящего потока возможен захват осевого шлама из каверн, закупорка затрубного пространства и прекращение циркуляции раствора, что приводит к тяжелым осложнениям и авариям при цементировании.

При недостаточной герметичности нагнетательных линий и устьевого оборудования начинается подсос воздуха и возможна аэрация тампонажного раствора, что снижает его плотность и приводит к нефтегазопроявлениям и открытым фонтанам.

1716088

Если же нагнетательные линии и устье герметичны, то при наличии инерционно-вакуумного эффекта при срыве продавочной пробки для получения момента "Стоп" при движении в колонне под нее может попасть продавочная жидкость,. что зачастую приводит к оголению башмака колонн, требует дополнительных затрат по ликвидации осложнений, связанных с этим явлением.

Для предупреждения аварий и осложнений, Связанных с инерционно-вакуумным эффектом, применяют забойный штуцер, содержащий корпус с внутренним каналом.

Недостатком данного штуцера является

его невысокая надежность при эксплуатации, так как при закупорке канала частицами шлама, тампонажного или бурового растворов, другими посторонними включениями происходит рост давления, что приводит к срыву корпуса штуцера и инерционно-вакуумный эффект проявляется со всеми отрицательными последствиями.

Цель изобретения — повышение надежности работы штуцера за счет предупреждения инерционно-вакуумного эффекта.

Указанная цель достигается тем, что в забойном штуцере, содержащем корпус с внутренним каналом, согласно изобретению корпус. выполнен в виде разрезанного на части усеченного конуса большим основанием вверх, каждая часть которого подвешена на стоп-кольце и взаимодействует с упругим элементом, размещенным между корпусом, втулкой и упорной шайбой.

На чертеже представлен штуцер в разрезе.

Штуцер имеет вид двухмуфтового переводника на обсадную колонну и содержит корпус с внутренним каналом, выполненный в виде усеченного конуса 1 большим основанием вверх разрезанного на части (не менее двух),. каждая из которых подвешена на стоп-кольце 2 и взаимодействует с упругим элементом 3, выполненным из резины или другого герметизирующего материала. Упругий элемент 3 размещен между

45 корпусом 1, упорной шайбой 4 и распорной втулкой 5.

Забойный штуцер работает следующим образом.

Буровой или тампонажный растворы свободно циркулируют через внутренний канал штуцера, Если включения, содержащиеся в растворах, превышают размеры внутреннего канала и начинают забивать его, давление внутри обсадных труб повышается и упругий элемент 3 сжимается. Части конуса 1 раздвигаются, увеличивая проходное сечение внутреннего канала, и включения свободно проходят через штуцер.

После этого давление внутри обсадных труб уменьшается и проходное сечение канала уменьшается до первоначального.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает автоматическое изменение проходного сечения внутреннего. канала штуцера при малейшем изменении давления и мгновенного расхода, а также пропускает сквозь себя частицы любого размера из буровых и тампонажных растворов, предотвращая возникновение вакуумноинерционного эффекта и всех последствий, связанных с ним. Наиболее целесообразно использование предлагаемого штуцера. в автоматизированных системах управления процессом цементирования скважин.

Формула изобретения

Забойный штуцер для.цементирования обсадных колонн, содержащий корпус с осевым каналом и основание для уСтановки его в колонне,отл ича ю щи йс я тем,что, с целью повышения надежности его работы, основание выполнено из двух параллельных кольцевых плит с установленной между ними разделительной гильзой, корпус шту цера выполнен в виде разрезной конической воронки, каждый сектор которой шарнирно подвешен к верхней плите и опирается на нижнюю плиту, причем между секторами и разделительной гильзой установлены упругие элементы, а центральные отверстия в верхней и нижней плитах больше наименьшего внутреннего диаметра. воронки.

1716088

Составитель В, Никулин

Редактор 3. Ходакова Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г:Ужгород, ул.Гагарина, 101