Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социенистических

Республик iii703650

1 «; (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) За" влено 20.02,78 (21) 2582560/22-03 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

Е 21 В 33/14

Пкуйерственнъй квинтет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,12.79. Бюллетень ге 46

Дата опубликования описания 15.12.79 (53) УД К 622.245. .42 (088.8) А. А. Цыбин, А. А. Гайворонский, Л. Х. Фарушкин, Б. H. Исаев и С. Ф.Федосов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (ВНИИБТ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСЕ,НЫХ КОЛОНН

Настоящее изобретение относится к буреннк скважин, в частноспт, к устройствам для их цементиров ания.

Известно устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус, 5 срезную втулку и кожух, образующий полость с корпусом, которая сообщена с затрубным пространством циркуляционным каналом (1).

Недостатком устройства является низкая надежность герметизации цементировочных отвер-. стий цементным камнем.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус и дифференциальную втулку, образующие замкнутую полость между собой и выполненные с цементировочными отверстиями, толкатель, фиксатор и нереводник (2).

Недостатком известного устройства является невозможность его применения для обратного цементирования второй ступени, повышающего качество цементирования, Целью настоящего изобретения является повышение -качества цементирования и обеспечение надежного перекрытия цементирово шых отверE стий при обратном цементировании второй ступени.

Поставленная цель достигается тем, по дифференциальная втулка подпружинена и выполнена с проточкой, образующей с корпусом и переподннком дополнительную полость, а корпус выполнен с дополнительными радиальными каналами, перекрытыми полыми срезнымн элементами для сообщения дополнительной полости с заколонным пространством скважины.

На фиг. 1 — общий вид устройства в период цементирования первой ступени; на фиг. 2 — то же,в период цементирования второй ступени.

Устройство состоит из корпуса 1, соединенного с переводником 2 и имеющим радиальные отверстия 3 для цементирования; дифференциальной втулки 4 с четырьмя торцовыми поверхностями А, В, С, Л, которая образует с корпу сом 1 две замкнутые полости 1 и II, полых срезных элементов 5, установленных в корпусе 1

: и герметизирующих замкнутую полость li от затрубного пространства; срезных иггифтов 6, удерживающих дифференциальнуюо втулку 4 от

703650

3 осевого перемещейия; пружинного посадочного кольца 7 и пружинного толкателя 8, установлен1гых на дифференциальной втулке 4; пружинного фиксатора 9 и пружинного кольца,10, закрепленного на обсадной колонне 11 срезными шпон. ками, пружины 12, установленной на дифференциальной втулке.

Устройство для двухступенчатого цементироваищ скважин работает следующим образом, После окончания или и период цементирования первой ступени обсадной колонны 11, бросают шар 13, который падает на пружинное посадочное кольцо 7 и при перепаде давления над шаром срезает штифты 6, Дифференциальная втулка 4 перемещается вверх (площадь торцовой поверхности Д больше площади торцовой поверхности А) до упора торцовой поверхности

В в полые срезные элементы 5. При этом пружина 12 выполняет функции демпфера, предотвращая от преждевременного повреждения полые срезные элементы 5. Отверстия 3 в корпусе и отверстия в дифференциальной втулке совпадают, о чем свидетельствует падение. давления в обсадной колонне, Для определения момента окончания цементирования второй ступени при обратном способе в первую порцию тампонажного раствора добавляют волокнистый наполнитель, который при поступлении в обсадную колонну через раГ диальные отверстия 3 устройства забивает фильтр; устанавливаемый во внутренней полости колонны (на фиг. 1, 2 не показано), В результате давление в затрубном пространстве по. вышается, что свидетельствует об окончании процесса цементирования.

При дальнейшем повышении давления на расчетную величину в затрубном пространстве и в колонне междуустройсйом- и цементировочной пробкой дифференциальная втулка 4 срезает полый элемент 5, после чего замкнутая полость II сообщается с эатрубным пространством. Давление из затрубного пространства передается.на торцовую поверхность В дифференциальной втулки 4 и последняя перемещается вииэ (суммарная площадь двух торцовых поверхностей А и В больше площади торцовой поверхности Д) . При этом цементировочные отверстия 3 устройства герметично перекрываются дифференциальной втулкой 4, которая фиксируется в крайнем нижнем положении пружинным фиксатором 9.

Технико-экономический эффект от исполь10 зования предложенного изобретения заключается в обеспечении возможности ступенчатого и манжетного цементирования глубоких скважин и скважин с высокими пластовыми давлениями без разрыва во времени с применением, например, заколонных накеров, устанавливаемых на больших глубинах. Кроме того, цементирование скважин через кольцевое пространство обеспечивает качественное цементирование для устья при снижении мощности продавочной техники.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус и дифференциальную втулку, образующие замкнутую полость между собой и выполненные с цементировочными отверстиями, толкатель, фиксатор, и переводник, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества цементирования и обеспечения надежного перекрытия цементировочных отверстий при обратном цементировании второй ступени, дифференциальная втулка подпружинена и выполнена с проточксй, образующей с корпусом и переводником дополнительную полость, а корпус выполнен с дополнительными радиальными каналами, перекрытыми полыми срезными элементами для сообщения дополнительной полос4о ти с заколонным пространством скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мищевич В. И., Справочник инженера по л бурению., — М., Недра, 1973, с. 416, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2434262/22-03, кл. Е 21 В 33/14, 1977.