Устройство для возбуждения колебаний

Устройство для возбуждения колебаний

Реферат

 

Использование: при цементировании обсадных колонн в скважинах. Цель - повышение надежности работы устройства за счет возможности стабилизации параметров колебаний и обеспечения цементирования скважин, обсаженных составными колоннами разного диаметра. Сущность изобретения: устройство включает колонну труб, под которой выполнены верхняя и нижняя пробки. Между пробками установлен упругий элемент. Пробки выполнены под натяг в колонне. Этот натяг установлен с возможностью создания силы трения. Сила трения равна жесткости упругого элемента. Устройство включает тросовый запорный элемент, выполненный с осевым каналом. Осевой канал перекрыт разрывной диафрагмой. Кроме того, бросовый элемент выполнен с возможностью взаимодействия с верхней пробкой. Эта пробка выполнена с посадочным седлом под бросовый запорный элемент. Верхняя и нижняя пробки имеют осевые каналы и наборные упругоэластичные манжеты. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для цементирования обсадных колонн и ликвидации прихватов бурильных колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известен башмак обсадной колонны, предназначенный для цементирования эксплуатационных колонн и содержащий корпус с циркуляционными каналами для растворов и механизм возбуждения колебаний жидкости, выполненный в виде колеблющихся пластин [1] . Недостатком устройства является ненадежность его работы.

Известно устройство для цементирования скважины, включающее обсадную колонну, цементировочную пробку и механизм возбуждения колебаний, состоящий из основной цементировочной пробки, дополнительной и упругого элемента, размещенного между ними [2] .

Недостатком известного устройства является ненадежность его работы из-за возможности заполнения полости между основной (верхней) и дополнительной (нижней) цементировочными пробками продавливаемой или продавочной жидкостью, которая будет препятствовать сжатию упругого элемента, что приведет к отклонению амплитудно-частотных характеристик от заданных. Существенным недостатком является также невозможность цементирования скважин, обсаженных разноразмерными обсадными колоннами.

Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства за счет возможности стабилизации параметров колебаний и обеспечения цементирования скважин, обсаженных составными колоннами из труб разного диаметра.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, включающее колонну труб, верхнюю и нижнюю пробки с упругим элементом между ними, выполненные под натяг в колонне с возможностью создания силы трения, равной жесткости упругого элемента, согласно изобретению, снабжено бросовым запорным элементом, выполненным с осевым каналом, перекрытым разрывной диафрагмой и с возможностью взаимодействия с верхней пробкой, которая выполнена с посадочным седлом под бросовый запорный элемент, при этом верхняя и нижняя пробки имеют осевые каналы и наборные упруго-эластичные манжеты.

На фиг. 1 представлено устройство во время осуществления продавки через него; на фиг. 2 - положение элементов устройства при его движении.

Устройство включает колонну труб 1, пробки 2 и 3 из наборных упруго-эластичных манжет, выполненные со сквозными отверстиями и соединенные упругим элементом 4. Над цементировочными пробками 2 и 3 в верхней части колонны труб расположен бросовый запорный элемент 5 со сквозным каналом, перекрытым разрывной диафрагмой 6. Верхняя часть верхней пробки имеет посадочное седло 7 под запорный элемент. Пробки с упругим элементом устанавливаются под заливочной муфтой 8.

Устройство работает следующим образом.

Для цементирования обсадной колонны с применением предлагаемого устройства в скважину спускают следующую компоновку: башмак, труба, дифференциальный клапан, трубы различного диаметра, переводник и заливочная муфта между ними. Основные узлы устройства устанавливают в трубе 1 под заливочной муфтой 8, а бросовый запорный элемент 5 - в заливочной головке. Закачивают расчетный объем буферной жидкости и тампонажный раствор портландцемента, сбрасывают запорный элемент 5, который садится на посадочное седло 7 верхней манжеты пробки 2. При этом под воздействием перепада давления пробки начинают двигаться вниз вместе с упругим элементом 4 в режиме релаксационных автоколебаний и продавливают тампонажный раствор в затрубное пространство до места установки муфты. Затем цементирование ведут через отверстия в муфте по существующей технологии. При движении устройства по колонне, благодаря сквозным отверстиям нижней пробки, жидкость между пробками не препятствует сжатию упругого элемента, что исключает возможность отклонения амплитудно-частотных характеристик от заданных и повышает надежность в работе устройства.

Наличие запорного элемента в совокупности со сквозными цементировочными пробками позволяет вести цементирование в разноразмерных колоннах. В случае ликвидации прихвата бурильной колонны при бурении скважин предлагаемое устройство (кроме запорного элемента) устанавливают в колонне бурильных труб. Процесс бурения осуществляют с подачей промывочной жидкости к забою через сквозные упруго-эластичные пробки и упругий элемент. В случае возникновения прихвата бурильного инструмента сбрасывают запорный элемент 5 и в колонну труб подают жидкость. При достижении запорным элементом верхней упруго-эластичной пробки 2 устройство страгивается с места и начинает двигаться с потоком жидкости, возбуждая в ней релаксационные автоколебания, которые в виде гидроволн давления передаются вдоль столба жидкости, а также непосредственно через стенки бурильных труб 1 в затрубное пространство, способствуя ликвидации прихвата. При посадке устройства в утяжеленные бурильные трубы происходит повышение давления до давления разрыва диафрагмы 6 запорного элемента 5. Диафрагма разрывается, и циркуляция промывочной жидкости восстанавливается. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 723104, кл. Е 21 В 33/16, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1816031, кл. Е 21 В 33/16, 1988.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ, включающее колонну труб, верхнюю и нижнюю пробки с упругим элементом между ними, выполненные под натяг в колонне с возможностью создания силы трения, равной жесткости упругого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем обеспечения возможности стабилизации параметров колебаний и цементирования скважин, обсаженных составными колоннами разного диаметра, оно снабжено бросовым запорным элементом, выполненным с осевым каналом, перекрытым разрывной диафрагмой, и возможностью взаимодействия с верхней пробкой, которая выполнена с посадочным седлом под бросовый запорный элемент, при этом верхняя и нижняя пробки имеют осевые каналы и наборные упругоэластичные манжеты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2