Устройство для ступенчатого цементирования

Устройство для ступенчатого цементирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<«)702156

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.09.77 (21) 2524635/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5ГГУГ Кл. й

Е 21 В 33/14

Государственный квинтет

СССР по делам нэобрвтвннй

Н OTKPblTNN

Опубликовано 05.12.79. Бюллетень №45

Дата опубликования описания 15.12.79 (53) УДК 622.245 (088.8) А. В. Аврус, А. В. Смирнов и В. И. Мишин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУГ1ЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Устройство для ступенчатого цементирования скважин относится к - изделиям, используемым в нефтегазовой промышленности для цементирования обсадных колонн в две и более ступеней.

Известна цементировочная муфта, содержащая корпус, цилиндрическую шторку, наружный кожух, верхнюю и нижнюю подвижные втулки с уплотнительными кольцами и отверстиями для цементпрования.

Г(. 1>I>l . TII IHOCTb IIITOpKH IIO(. I((рао;> > ь>нанни обеспечивается кольцевыми резиновыми уп I

11сдо TBTKQM такой муфты является T(), ITo в условиях длительнои эксплуатации при I(hl(:oêèõ давлениях и температурах не обеспечивается надежность раб<)ты устройства.

1I (щ Tll() также устроиство для ступенчатого цементирования, содержащее Rt>III(>. пенные с отверстиями корпус, жестко связанный с ним экран, перскрывающук> втулку, щ рхнюю и нижнк>к> подвижныс втулки с конши ными проточками íà наружн(>й II()ьч рх«>((и, уплотнитсльныс ко II II;I и Il(>I(»"ирои<> п>(лс пробки (21.

Нс ;(остатко >(.>топ) у (. тр()иства явл>(с тся возможность образования псрекоса при посадке перекрывающей втулки на к<>рпус. что не обеспечивает надежность работы устройства в условиях высоких температур н

5 давлений.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет предотвращения перекоса при посадке перекрывающей втулки на корпус.

Поставленная цель достигается тем, что цилиндрический экран имеет наклонные сквозные прорези и скобы, установленные в них с возможностью взаимодействия с перекрываю(цей и верхней подвижной втулками.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, исходное положение; на фпг. 2 го же, после срабатывания; на фиг. 3 экран с наклонными сквозными прорс(slil(I.

Предлагаемое устройство с<>от<>пт нз корпуса 1, цилиндрического экрана 2. пе20 рекрывак>щей втулки 3, верхней втулки 4, нижнсй втулки 5.

Корпус 1 в своей нижней части и экран 2 и ьч рхней части Bhlll(). Ií(íû < резьоой для

702156 соединения с обсадными трубами. В верхней части корпуса 1 выполнена резьба для соединения с экраном 2. Дополнительно для обеспечения соосности корпуса 1 и экрана 2 в корпусе 1 выполнена внутренняя проточка, в которую введен нижний торец экрана 2.

В корпусе 1 и экране 2 выполнены соосные отверстия 6 для цементирования. Между корпусом 1 и экраном 2 установлена перекрывающая втулка 3, в которой также выполнены отверстия 7 для цементирования.

В исходном положении перекрывающей втулки отверстия 7 соосны с отверстиями 6.

Внутри экрана 2 расположены верхняя втулка 4 и нижняя втулка 5, закрывающая отверстия 6 экрана 2. 15

Перекрывающая втулка 3 и нижняя втулка 5 зафиксированы на экране 2 срезными штифтами 8. Верхняя втулка 4 также фиксируется на экране 2 с помощью срезных штифтов 9.

Над отверстиями 6 для цементирования в экране 2 выполнены с равномерным шагом по периметру наклонные прорези 10, в которых установлены скобы 11, опирающиеся одним своим выступом на перекрывающую втулку 3, а другим выступом введены в коль- 25 цевую проточку 12 верхней втулки 4. На фиг. 1 и 2 прорези 10 условно расположены вдоль оси устройства.

В районе расположения отверстий 6 с внутренней стороны корпуса I выполнена конусная поверхность 13. На наружной по36 верхности перекрывающей втулки 3 также выполнена конусная поверхность 14, сопрягающая после срабатывания перекрываюшей втулки 3 с конусной поверхностью 13 корпуса 1. На конусной поверхности 14 Зу перекрывающей втулки 3 нанесены кольцевые выступы 15 из мягкого металла, например меди. Кольцевые выступы 15 распо-. ложены на конусной поверхности 14 таким образом, что после срабатывания перекрывающей втулки и закрытия отверстий 6 корпуса кольцевь е выступы 15 оказываются расположенными над и под отверстиями 6, обеспечивая их герметизацию.

Для обеспечения герметичности втулки 4 и 5 снабжены кольцевыми уплотнениями 16. 4s

Герметизацию перекрывающей втулки 3 в исходном положении обеспечивают кольцевые уплотнения 17. Для предотвращения загрязнения конусных поверхностей 13 и 14 в отверстиях 7 перекрывающей втулки 3 установлены кольца 18, внутренний диаметр которых равен диаметру отверстий 6 корпуса 1 и экрана 2, а их ширина не менее расстояния между корпусом 1 и экраном 2.

В транспортном положении отверстия 6 для цементирования закрыты пробками 19.

Для обеспечения фиксации после сраба тывания перекрывающая втулка 3 в ее верх,.д ° . ней части выполнена в виде цангового замка 20, а на внутренней поверхности корпуса 1 имеется насечка 21, обеспечивающая надежное защелкивание замка 20 и, тем самым, фиксацию перекрывающей втулки 3

Для выравнивания давления в кольцевом пространстве между корпусом 1 и экраном 2 в последнем, в его нижней части, выполнены отверстия 22. Устройство снабжено также управляющими пробками 23 и 24.

Устройство для ступенчатого цементи-. рования скважин работает следующим образом.

После окончания процесса цементирования первой ступени обсадной колонны бросают пробку 23, которая доходит до нижней втулки 5 и плотно садится на нее. Повышая давление в колонне над пробкой 23 до величины, при которой срезаются штифты 8, передвигают нижнюю втулку 5 ниже отверстия 6 на экране 2. При этом под воздействием избыточного давления из отверстий 6 удаляют пробки 19.

Через открывающиеся отверстия 6 осуществляют закачку тампонажного раствора второй втупени, по окончании которой пускают вторую пробку 24, которая садится на верхнюю втулку 4. Повышают давление в колонне и, срезав штифты 9, передвигают верхнюю втулку 4 вниз. При этом втулка 4, взаимодействуя через скобы 11 в перекрывающей втулке 3, принуждает последнюю двигаться вниз.

Перекрывающая втулка 3, передвигаясь вниз, благодаря наличию наклонных прорезей 10, одновременно с поступательным движением совершает вращательное движение.

Это обеспечивает надежное сопряжение конусных поверхностей корпуса 1 и перекрывающей втулки 3. При этом кольцевые выступы 15 из мягкого металла позволяют обеспечивать герметичность соединения, сохраняющуюся в условиях высоких температур и давлений.

Цанговый замок 20 перекрывающей втулки 3 защелкивается на насечке 21 корпуса 1 и предотвращает разгерметизацию отверстий 6. Уплотнительные кольца 18 передвигаются совместно с перекрывающей втулкой 3, не препятствуя ее движению.

Втулки 4 и 5; а также пробки 23 и 24 удаляют из обсадной колонны известным способом с помощью известных устройств.

При этом экран 2 препятствует повреждению перекрывающей втулки 3 и способствует сохранению высокой герметичности колонны в зоне отверстий для цементирования.

Таким образом, обеспечивается герметичность колонны в процессе ее длительной эксплуатации в условиях высоких температур и давлений.

702156

Формула изобретения г/ и

/б. /б

///

/У б

/б

/б

Фии.J ссис./

Составитель В. Мишин

Редактор С. Титова Техред О. Луговая Корректор М. Внгула

Заказ 7560 34 Тираж 657 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Устройство для ступенчатого цементирования, включающее выполненные с отверстиями корпус, жестко связанный с ним экран, перекрывающую втулку, верхнюю и нижнюю подвижные втулки с кольцевыми проточками на наружной поверхности, уплотнительные кольца и цементировочные пробки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет предотвращения перекоса при посадке перекрывающей втулки на корпус, цилиндрический экран имеет наклонные сквоз ные прорези и скобы, установленные в них с возможностью взаимодействия с перекрывающей и верхней подвижной втулками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 265438, кл. 166 — 154, опублик. 1953.

2. Булатов А. И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М., "Недра,"1973, с. 259.