ЦЕМЕНТИРОВОЧНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1995 года по МПК E21B33/05 

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в скважинах с использованием цементировочных пробок для разделения тампонажных жидкостей.

Известны цементировочные головки, включающие полый цилиндрический корпус, с установленными на нем одна над другой цементировочными пробками, стопорные устройства для поддержания пробок, патрубки, соединяющие головку с цементировочными агрегатами и с обсадной колонной. Конструкции известных головок различаются только устройствами для удержания пробок [1]. Известные цементировочные головки имеют следующие недостатки: большое количество присоединительных патрубков и клапанов, большая высота, что требует строительства дополнительных площадок для работы на высоте по обслуживанию этих цементировочных головок, и большая доля ручного труда.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является цементировочная головка, содержащая корпус с входным и выходным соединительными патрубками, перепускной узел с гидравлическим каналом, цементировочную пробку под гидравлический канал, механизм вращения и фиксации перепускного узла [2]. Недостатком данной цементировочной пробки является ее конструктивная сложность, сложность управления процессом цементирования, а также значительное увеличение габаритных размеров при необходимости использования нескольких разделительных цементировочных пробок.

Цель изобретения - упрощение процесса управления цементированием при использовании нескольких разделительных пробок и повышение надежности работы за счет обеспечения возможности механизации процесса пуска пробок в колонну обсадных труб.

Необходимый технический результат обеспечивается тем, что цементировочная головка, содержащая корпус с входным и выходным соединительными патрубками, перепускной узел с гидравлическим каналом, цементировочную пробку под гидравлический канал, механизм вращения и фиксации перепускного узла, снабжена, по меньшей мере, одной дополнительной разделительной цементировочной пробкой, а перепускной узел выполнен с дополнительными гидравлическими каналами, параллельными и эксцентричными выходному соединительному патрубку, и установлен с возможностью поочередного совмещения с последним и входным соединительным патрубком, при этом гидравлические каналы выполнены в количестве превышающем на единицу общее количество цементировочных пробок.

Конструктивные особенности предлагаемого изобретения обеспечивают упрощение процесса управления цементированием и повышение надежности работы, так как при использовании данной цементировочной головки отпадает необходимость в применении фиксирующих устройств, удерживающих цементировочные головки; устраняется необходимость остановки процесса цементирования специально для пуска очередной пробки (требуется только снижение скорости закачки жидкости); незначительные размеры и простота устройства создают возможность механизации процесса пуска пробок, так как значительно упрощается схема обвязки тампонажной техники с цементировочной головкой и схема промывки тампонажных линий от цементного раствора перед началом откачки продавочных жидкостей, а также значительно сокращается число применяемых запорных устройств в линиях обвязки цементировочной головки с тампонажной техникой.

На чертеже представлена схема цементировочной головки.

Она содержит полый корпус 1, перепускной узел с гидравлическими каналами 2, расположенными в перепускном узле параллельно и эксцентрично относительно оси вращения, состоящей из опорного стержня 3 и опорного шарика 4, разделительную цементировочную пробку 5, входной и выходной соединительные патрубки 6 и 7 соответственно. В верхней части корпуса установлен механизм вращения 8 и фиксации 9 перепускного узла, крышки защитные 10 и 11. Число гидравлических каналов 2 перепускного узла определяется по числу цементировочных пробок плюс одна (не показано).

Устройство работает следующим образом (пример приведен для цементирования с 3-мя цементировочными пробками). В гидравлические каналы 2 перепускного узла устанавливаются цементировочные пробки 5, для чего открывается крышка 10 и через верхний патрубок 6 вставляется первая разделительная пробка. Затем перепускной узел поворачивается на 90^о и под верхним соединительным патрубком 6 оказывается следующий гидравлический канал 2, куда вставляется вторая цементировочная пробка 5. Далее перепускной узел опять поворачивают на 90^о для того, чтобы совместить нижний соединительный патрубок 7 с гидравлическим каналом 2 без пробки. После чего цементировочную головку устанавливают на верхнюю трубу обсадной колонны, предварительно сняв крышку 11, обвязывают через верхний соединительный патрубок 6 технологическими линиями с тампонажным оборудованием. Приступают к работам по цементированию обсадной колонны. Во время закачивания цементного раствора жидкость проходит через верхний соединительный патрубок 6, гидравлический канал 2 без пробки и нижний соединительный канал (патрубок) 7. После закачивания всего объема цементного раствора производят пуск цементировочной пробки 5. Для этого, предварительно снизив темп закачки, с помощью механизма вращения 8 поворачивают вокруг оси вращения перепускной узел на 90^о и фиксируют его положение с помощью фиксатора 9. При этом совмещается гидравлический канал с разделительной пробкой 5 с нижним соединительным патрубком 7 и жидкостью проталкивают пробку 5 в скважину. Через образовавшийся гидравлический канал закачивают необходимый объем тампонажной жидкости, затем поворотом перепускного узла на 90^о, и, совместив с осью нижнего соединительного патрубка 7 ось следующего гидравлического канала, пускают в обсадную колонну следующую пробку и необходимое количество тампонажной жидкости.

Совокупность существенных признаков, характеризующих предлагаемое изобретение, в принципе может быть многократно использована в устройствах для цементирования обсадных колонн. Предлагаемая цементировочная головка имеет незначительные размеры, проста в изготовлении и эксплуатации.

Использование: при цементировании обсадных колонн в скважинах. Обеспечивает упрощение управления цементированием при использовании нескольких разделительных пробок и повышение надежности работы за счет механизации пуска пробок в обсадную колонну. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с входным и выходным соединительными патрубками и перепускной узел с гидравлическим каналом. Устройство содержит цементировочную пробку, выполненную под гидравлический канал. Кроме того, устройство содержит дополнительную цементировочную пробку. При этом перепускной узел выполнен с дополнительными гидравлическими каналами, параллельными и эксцентричными выходному соединительному патрубку. Перепускной узел установлен с возможностью поочередного совмещения с выходным и входным соединительными патрубками. Дополнительные гидравлические каналы выполнены в количестве, превышающем на единицу общее количество цементировочных пробок. Устройство имеет также механизм вращения и фиксации перепускного узла. 1 ил.

ЦЕМЕНТИРОВОЧНАЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус с входным и выходным соединительными патрубками, перепускной узел с гидравлическим каналом, цементировочную пробку под гидравлический канал, механизм вращения и фиксации перепускного узла, отличающийся тем, что она снабжена по меньшей мере одной дополнительной цементировочной пробкой, а перепускной узел выполнен с дополнительными гидравлическими каналами, параллельными и эксцентричными выходному соединительному патрубку, и установлен с возможностью поочередного совмещения с последним и входным соединительным патрубком, при этом дополнительные гидравлические каналы выполнены в количестве, превышающем на единицу общее количество цементировочных пробок.