Устройство для цементирования хвостовика в скважине Российский патент 2023 года по МПК E21B33/14 E21B43/10 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин с использованием цементируемых хвостовиков значительной длины и найдет применение в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах.

 Известно устройство для цементирования хвостовика в скважине (патент RU № 2289677, опубл. 20.12.2006), включающее хвостовик со спущенной в него колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) ограниченной длины, разъединитель в виде переводника, соединенный верхней частью с подъемными трубами, а нижней частью - с НКТ ограниченной длины, снабженный наружной левой резьбой для соединения через муфту с верхним концом хвостовика и башмак с проходным каналом и муфтой, при этом устройство снабжено пакерующим узлом, состоящим из корпуса, жестко установленной на нем верхней упорной втулкой, цилиндрической эластичной манжетой с кольцевыми наружными и внутренними канавками, опирающейся снизу в подвижную внутреннюю втулку, между торцом которой и ниже расположенной подвижной наружной втулкой установлено пружинное стопорное кольцо с насечками, а на корпусе выполнены для них насечки противоположного направления; подвижная наружная втулка снабжена срезными винтами, расположенными в продольных пазах корпуса и соединенными другими концами меньшего диаметра с управляющей втулкой, установленной внутри корпуса и соединенной с ним срезными элементами; корпус пакерующего узла нижней частью соединен с заливочной муфтой, снабженной радиальными каналами, которая в свою очередь соединена с перфорированным участком хвостовика, а последний - с башмаком; колонна НКТ ограниченной длины через ступенчатый переводник соединена с ниппелем, представляющим собой патрубок с радиальными каналами в средней части, перекрытыми в исходном положении седлом, патрубок снабжен уплотнительными элементами выше и ниже радиальных каналов, поджатых гайками; ниппель в нижней части соединен с наконечником; в муфте, соединяющей башмак с перфорированным участком хвостовика, установлена опорная втулка с центральным проходным каналом, через который пропущен наконечник, снабженная срезными винтами, которые участками меньшего диаметра соединены с нижней поджимной гайкой ниппеля, причём внутренний диаметр корпуса пакерующего узла равен внутренним диаметрам ниппеля и заливочной муфты и меньше внутреннего диаметра хвостовика, при этом наружные и внутренние кольцевые канавки цилиндрической эластичной манжеты находятся друг относительно друга в шахматном порядке.

Недостатками устройства являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей (пакерующий узел, а также детали: ниппель, наконечник, поджимная гайка, ступенчатый переводник и т.д.);

- во-вторых, трудоемкость изготовления и сборки, связанная с наличием в конструкции деталей сложных в изготовление (деталей пакерующего узла, управляющей и опорной втулок, продольные пазы корпуса, зубчатые насечки и т.д.);

- в-третьих, низкое качество цементирования, обусловленное отсутствием продавочных пробок в конструкции устройства для закачки и продавки тампонажного раствора по цементируемому хвостовику в затрубное пространство скважины. Из-за этого часть тампонажного раствора остаётся в хвостовике, поэтому расчётный объём тампонажного раствора продавливается в затрубное пространство не в полном объёме;

- в-четвёртых, низкая надежность устройства при спуске в скважину, обусловленная невозможностью осуществить спуск устройства с хвостовиком до заданной глубины забоя из-за прихватов и задержек в процессе спуска хвостовика с устройством, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, при этом для ликвидации прихватов и задержек необходимо вращение колонны труб с хвостовиком, а муфта с левой резьбой не позволяет вращать колонну труб и может привести к преждевременному отвороту хвостовика от устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для цементирования хвостовика в скважине (патент RU № 2455451, опубл. 10.07.2012), включающее хвостовик, колонну труб, разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика с наружной воронкой, имеющей прорези, и нижнюю часть колонны НКТ с внутренним освобождающимся стыковочным узлом с фиксаторами под прорези воронки, причем снизу стыковочного узла размещен ниппель с соединительным патрубком снизу, герметизирующий соединение воронки хвостовика и стыковочного узла, клапанный узел, соединенный с нижней частью хвостовика и состоящий из верхнего и нижнего корпусов, в которых установлены друг над другом два подпружиненных обратных клапана, при этом клапанный узел снизу соединен с башмаком и снабжен фильтром, а стыковочный узел выполнен с возможностью отсоединения фиксаторов от воронки при сбросе шара в колонну НКТ и создании в ней избыточного давления с последующим извлечением колонны НКТ со стыковочным узлом, при этом прорези в воронке выполнены в виде внутренней кольцевой выборки, фиксатор выполнен в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца, а стыковочный узел выполнен в виде полого корпуса с внутренней кольцевой полостью и радиальными отверстиями под стопорные шарики, подвижными наружной и внутренней втулками, причем внутренняя втулка выполнена с возможностью взаимодействия изнутри со стопорными шариками в транспортном положении, в котором зафиксирована относительно полого корпуса срезным винтом, в нижней части внутренней втулки выполнены два ряда радиальных каналов, между которыми внутри внутренней втулки расположено седло под сбрасываемый шар, при этом как минимум верхний ряд радиальных каналов в транспортном положении герметично перекрыт снаружи полым корпусом, причем внутренняя втулка выполнена с возможностью ограниченного перемещения вниз после сброса шара и разрушения срезного винта с освобождением стопорных шариков и сообщением через кольцевую полость полого корпуса верхних и нижних рядов каналов, а наружная втулка выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора и оснащена внутренними радиальными выборками или внутренней кольцевой проточкой под стопорные шарики, причем внутренняя втулка сверху снабжена наружной цилиндрической выборкой, а наружная втулка выполнена с возможностью перемещения вверх относительно корпуса с фиксацией в верхнем положении после освобождения стопорных шариков и выпадения их в наружную цилиндрическую выборку с последующим выходом из взаимодействия с фиксатором при перемещении стыковочного узла с колонной НКТ вниз относительно хвостовика.

Недостатками устройства являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей (клапанный узел состоит из двух обратных клапанов, патрубок, колонна заливочных труб, шар, внутренняя втулка с двумя рядами радиальных каналов и посадочным седлом под шар т.д.);

- во-вторых, низкое качество цементирования хвостовика, обусловленное отсутствием продавочных пробок в конструкции устройства для закачки и продавки тампонажного раствора по цементируемому хвостовику в затрубное пространство скважины. Из-за этого часть тампонажного раствора остаётся в хвостовике, поэтому расчётный объём тампонажного раствора продавливается в затрубное пространство не в полном объёме;

- в-втретьих, низкая надежность работы устройства при спуске в скважину, обусловленная высокой вероятностью не дохождения устройства до заданной глубины забоя из-за прихватов и задержек в процессе спуска хвостовика с устройством, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах;

- в-четвёртых, сложный технологический процесс, обусловленный необходимостью, сбрасывания с устья скважины в устройство шара, а также применения заливочных труб. При этом практическое применение данного устройства выявило то, что шары часто теряют, при этом шар должен быть строго определённого типоразмера.

Техническими результатами изобретения являются упрощение конструкции устройства, а также повышение качества цементирования хвостовика и надежности устройства при спуске в скважину до заданной глубины забоя особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, упрощение технологического процесса цементирования хвостовика в скважине.

Технические результаты достигаются устройством для цементирования хвостовика в скважине, включающим хвостовик, колонну труб, разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика с наружной воронкой, имеющей прорези и нижнюю часть колонны труб с внутренним освобождающимся стыковочным узлом с фиксаторами под прорези воронки, в нижней части стыковочного узла размещен ниппель, герметизирующий соединение воронки хвостовика и стыковочного узла, а прорези в воронке выполнены в виде внутренней кольцевой выборки, фиксатор выполнен в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца, при этом стыковочный узел выполнен с возможностью отсоединения фиксаторов от воронки, соединенной сверху с хвостовиком, клапанный узел соединен с нижней частью хвостовика и состоит из подпружиненного обратного клапана, причём клапанный узел снизу соединен с башмаком, оснащенным фильтром, а на нижний конец башмака навернута алюминиевая заглушка, стыковочный узел выполнен в виде полого корпуса с внутренней кольцевой полостью и радиальными отверстиями под стопорные шарики, а также подвижными наружной и внутренней втулками, при этом внутренняя втулка выполнена с возможностью взаимодействия изнутри со стопорными шариками в транспортном положении, в котором зафиксирована относительно полого корпуса срезным винтом, причём наружная втулка выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора и оснащена внутренней кольцевой проточкой под стопорные шарики, при этом наружная втулка выполнена с возможностью перемещения вверх относительно полого корпуса с фиксацией посредством пружинного разрезного стопорного кольца в верхнем положении за наружную проточку, выполненную в верхней части полого корпуса стыковочного узла после освобождения стопорных шариков и их выпадения в наружную цилиндрическую выборку, выполненную в верхней части внутренней втулки, и с последующим выходом наружной втулки из взаимодействия с фиксатором при перемещении стыковочного узла с колонной труб вверх относительно хвостовика.

Новым является то, что на нижний конец внутренней втулки навернут ниппель, при этом устройство оснащено двумя продавочными пробками большего и меньшего диаметра, причем продавочная пробка большего диаметра выполнена полой и срезным штифтом зафиксирована на нижнем конце ниппеля, а продавочная пробка меньшего диаметра снизу оснащена наконечником, оснащённым наружной кольцевой канавкой, а внутри продавочной пробки большего диаметра выполнены внутренняя кольцевая проточка, в которой размещено разрезное стопорное кольцо, при этом продавочная пробка меньшего диаметра имеет возможность герметичного взаимодействия и фиксации относительно продавочной пробки большего диаметра, причём внутренняя втулка с ниппелем выполнены с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезного винта с освобождением стопорных шариков, и с последующим разрушением срезного штифта и одновременным перемещением обеих продавочных пробок большего и меньшего диаметров в пределах цементируемого хвостовика до посадки продавочной пробки большего диаметра нижним концом в обратный клапан клапанного узла, при этом на нижнем конце наружной втулки выполнены зубья, а на верхнем конце воронки выполнены впадины, причём зубья наружной втулки взаимодействуют со впадинами воронки с возможностью передачи вращательного движения хвостовику при повороте или вращении колонны труб.

На фиг. 1,3,4 в продольном разрезе последовательно и схематично изображено предлагаемое устройства в процессе цементирования хвостовика.

На фиг. 2 изображено сечение А-А предлагаемого устройства.

Устройство для цементирования хвостовика в скважине состоит из хвостовика 1 (см. фиг. 1, 3, 4), колонны труб, например колонну бурильных труб (БТ) 2, разъединителя 3, соединяющего между собой верхнюю часть хвостовика 1 с наружной воронкой 4 (фиг. 1-4), имеющей прорези 5 (фиг. 1, 3, 4), и нижнюю часть колонны БТ 2 с внутренним освобождающимся стыковочным узлом 6 с фиксаторами 7 под прорези 5 воронки 4.

В нижней части стыковочного узла 6 размещен ниппель 8, герметизирующий соединение воронки 4 хвостовика 1 и стыковочного узла 6.

Прорези 5 в воронке 4 выполнены в виде внутренней кольцевой выборки, фиксатор 7 выполнен в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца 9.

Стыковочный узел 6 выполнен с возможностью отсоединения фиксаторов 7 от воронки 4, соединенной сверху с хвостовиком 1.

Клапанный узел 10 (фиг. 1, 3, 4) соединен с нижней частью хвостовика 1 и состоит из подпружиненного (на фиг. 1-4 показано условно) обратного клапана 11 (фиг. 1, 3, 4). Клапанный узел 10 снизу соединен с башмаком 12, оснащенным фильтром 13, а на нижний конец башмака 12 навернута алюминиевая заглушка 14.

Стыковочный узел 6 (см. фиг. 1) выполнен в виде полого корпуса 15 (фиг. 1-4) с радиальными отверстиями 16 (фиг. 1, 3, 4) под стопорные шарики 17, а также подвижными наружной 18 (фиг. 1-4) и внутренней 19 втулками.

Внутренняя втулка 19 выполнена с возможностью взаимодействия изнутри со стопорными шариками 17 в транспортном положении, в котором зафиксирована относительно полого корпуса 15 срезным винтом 20 (фиг. 1, 3, 4).

Наружная втулка 18 выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора 7 и оснащена внутренней кольцевой проточкой 21 (фиг. 1, 3, 4) под стопорные шарики 17.

Наружная втулка 18 выполнена с возможностью перемещения вверх относительно полого корпуса 15 с фиксацией посредством пружинного разрезного стопорного кольца 22 (фиг. 1, 3, 4) в верхнем положении за наружную проточку 23, выполненную в верхней части полого корпуса 15 стыковочного узла 6 после освобождения стопорных шариков 17 и их выпадения в наружную цилиндрическую выборку 24 (фиг. 1, 3, 4), выполненную в верхней части внутренней втулки 19, и с последующим выходом наружной втулки 18 из взаимодействия с фиксатором 7 при перемещении стыковочного узла 6 с колонной БТ 2 вверх относительно хвостовика 1.

На нижний конец внутренней втулки 19 (см. фиг. 1 и 2) навернут ниппель 8. Устройство оснащено двумя продавочными пробками большего 25 (фиг. 1, 3, 4) и меньшего 26 (фиг. 3, 4) диаметра. Продавочная пробка большего диаметра 25 выполнена полой и срезным штифтом 27 (фиг. 1, 3, 4) зафиксирована на нижнем конце ниппеля 8.

Продавочная пробка меньшего диаметра 26 снизу оснащена наконечником 28 (фиг. 3, 4), оснащённым наружной кольцевой канавкой 29.

Внутри продавочной пробки большего диаметра 25 выполнены внутренняя кольцевая проточка 30 (фиг. 1, 3, 4), в которой размещено разрезное стопорное кольцо 31.

Продавочная пробка меньшего диаметра 26 имеет возможность герметичного взаимодействия и фиксации относительно продавочной пробки большего диаметра 25.

Внутренняя втулка 19 с ниппелем 8 выполнены с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезного винта 20 с освобождением стопорных шариков 17, и с последующим разрушением срезного штифта 27 и одновременным перемещением обеих продавочных пробок большего 25 и меньшего 26 диаметров в пределах цементируемого хвостовика 1 до посадки продавочной пробки большего диаметра 25 нижним концом в обратный клапан 11 клапанного узла 10.

На нижнем конце наружной втулки 18 выполнены зубья 32 (фиг. 1-4), а на верхнем конце воронки 4 выполнены впадины 33 (фиг. 1-4), причём зубья 32 наружной втулки 18 взаимодействуют с впадинами 33 воронки 4 с возможность передачи вращательного движения хвостовику 1 при повороте или вращении колонны труб 2 (типа шлицевого соединения (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

Сначала устройство для цементирования хвостовика, например в горизонтальной скважине, как показано на фигуре 1 монтируют в скважине. В качестве хвостовика 1, например используют колонну труб диаметром 114 мм с толщиной стенки 7 мм по ГОСТ 633-80 длиной 500м с целью установки в интервале 1325-1825 метров горизонтальной скважины. Для этого сначала скважину доливают технологической жидкостью, после чего спускают в нее одну трубу хвостовика 1, оснащенную снизу башмаком 12 с фильтром 13 и алюминиевой заглушкой 14, а также клапанным узлом 10.

Закачкой технологической жидкости, например пластовой воды плотностью ρ = 1190 кг/м³, в межколонное пространство скважины (на фиг. 1-4 не показано) производят опрессовку клапанного узла 10, то есть проверяют под ожидаемым на клапанный узел 10 после продавки цементного раствора в межколонное пространство скважины давлением герметичность обратного клапана 11, при этом пропуски не допускаются.

Убедившись в герметичности клапанного узла 10, производят полный спуск хвостовика 1 в скважину с периодическим доливом технологической жидкости.

Далее на нижний конец внутренней втулки 19 (см. фиг. 1) навернуть ниппель 8 с зафиксированным с ним срезным штифтом 27 продавочной пробкой большего диаметра 25. Далее собирают устройство в сборе вставляют в верхний конец хвостовика 1 и наворачивают воронку 4 на наппельную часть верхнего конца хвостовика 1, при этом ниппель 8 вступает в герметичное взаимодействие с внутренней поверхностью хвостовика 1. На муфту 34 (фиг. 1, 3, 4) полого корпуса 15 стыковочного узла 6 наворачивают нижний конец первой трубы БТ 2.

Далее наращивают колонну БТ 2 и доспускают хвостовик 1 до упора алюминиевой заглушки 14 хвостовика 1 в забой (на фиг. 1-4 не показано). В процессе доспуска хвостовика 1 в горизонтальную скважину происходят зацепы и прихваты хвостовика о стенки горизонтальной скважины. Для быстрой ликвидации таких моментов (прихват, затяжка) в процессе спуска хвостовика 1 на колонне БТ 2 приподнимают колонну труб БТ 2 на 2-5 м, производят повороты или вращение колонны БТ 2, а благодаря наличию зубьев 32 у наружной втулки 18, взаимодействующих с впадинами 33 воронки 4, происходит вращательное движение хвостовика 1 о стенки горизонтальной скважины. Далее с вращением спускают колонну БТ 2 с хвостовиком 1 через интервал прихвата или зацепа.

В результате, в отличии от прототипа зацепы и прихваты устраняются и спуск хвостовика 1 на колонне БТ 2 продолжается. В случае повторных зацепов и прихватов вышеописанные операции повторяют. Таким образом спускают хвостовик до заданной глубины забоя (1825 м) горизонтальной скважины.

Повышается надежность работы устройства при спуске в скважину, так как исключается вероятность не дохождения устройства до заданной глубины забоя из-за прихватов и задержек в процессе спуска хвостовика с устройством, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, причём прихваты и задержки легко ликвидируются в процессе спуска хвостовика с устройством путём приподъёма колонны БТ 2 и её последующего вращения со спуском вниз через интервал прихвата или зацепа.

Производят полную разгрузку колонны БТ 2 (см. фиг. 1) с соединенным с ней хвостовиком 1 на забой скважины. Далее, убедившись в том, что нижний конец хвостовика 1 достиг забоя, приподнимают колонну БТ 2 на 1,5-2 м до набора собственного веса колонны БТ 2 и хвостовика 1.

В колонну БТ 2 закачивают расчетное количество тампонажного раствора, например в объеме 3,05 м³, а в качестве тампонажного раствора применяют затворённый на технической воде цемент марки G по ГОСТ 26798.2-96.

На устье скважины устанавливают в колонну БТ 2 пробку меньшего диаметра 26 (см. фиг. 3, 4) и обвязывают нагнетательную линию насосного агрегата (на фиг. 1-4 не показано), например цементировочного агрегата ЦА-320 с колонной БТ 2 и продавливают его жидкостью продавки (пластовой водой ρ = 1190 кг/м³) в межколонное пространство скважины. В процессе продавки продавочная пробка меньшего диаметра 26 перемещается вниз по колонне БТ 2, продавливая тампонажный раствор под давлением 4,0-6,0 МПа сквозь полую продавочную пробку большего диаметра 25 в хвостовик 1, т.е. под продавочную пробку большего диаметра 25 до тех пор пока продавочная пробка меньшего диаметра 26 своим наконечником 28 не войдет герметично в полую продавочную пробку большего диаметра 25, при этом разрезное стопорное кольцо 31 зафиксируется во внутренней кольцевой проточке 30 полой продавочной пробки большего диаметра 25.

После чего повышают в колонне БТ 2 избыточное гидравлическое давление больше давления продавки (4,0-6,0 МПа). Под действием избыточного давления расчетной величины, например 8,0 МПа, достаточного для разрушения срезного винта 20, происходит разрушение срезного винта 20 и внутренняя втулка 19 с ниппелем 8 и соединенным с ним срезным штифтом 27 продавочной пробкой большего диаметра 25 перемещается вниз.

Перемещение внутренней втулки 19 с ниппелем 8 и соединенным с ним срезным штифтом 27 продавочной пробкой большего диаметра 25 вниз происходит до тех пор, пока наружная цилиндрическая выборка 24 внутренней втулки 19 вследствие перемещения последней не окажется напротив стопорных шариков 17 (например, в количестве 6 штук), которые выходят из взаимодействия с внутренней кольцевой проточкой 21 наружной втулки 18 и выпадают в наружную цилиндрическую выборку 24 внутренней втулки 19.

Шарики 17, выпавшие в наружную цилиндрическую выборку 24 внутренней втулки 19, уперевшись о внутреннюю поверхность полого корпуса 15 напротив наружной цилиндрической выборки 24, останавливают перемещение внутренней втулки 19 с ниппелем 8 и соединенным с ним срезным штифтом 27 продавочной пробкой большего диаметра 25.

Далее разгружают колонну БТ 2 вниз, при этом сначала хвостовик 1 с башмаком 12 упираются в забой скважины (определяется по потере веса хвостовика 1 на индикаторе, установленном на устье скважины), а при последующей разгрузке вниз, например на 1 м, происходит осевое перемещение стыковочного узла 6 и колонны БТ 2 вниз относительно остающихся неподвижными: хвостовика 1, соединенного с воронкой 4 и наружной втулкой 18. В процессе этого перемещения в определенный момент пружинное разрезное стопорное кольцо 22 фиксируется в наружной проточке 23 полого корпуса 15 стыковочного узла 6.

Далее приподнимают колонну труб на 1-2 м, при этом поднимаются все детали устройства, в том числе и наружная втулка 18, зафиксированная пружинным разрезным стопорным кольцом 22 относительно полого корпуса 15 стыковочного узла 6, причем хвостовик 1, соединенный с воронкой 4, остается на месте, а поскольку наружная втулка 18 выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора 7, то в результате ее перемещения вверх фиксатор 7, выполненный в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца 9, сжимается внутрь и выходит из взаимодействия с прорезями 5 в воронке 4, выполненными в виде внутренней кольцевой выборки.

При последующем подъеме на 5-7 м потеря веса хвостовика 1 с клапанным узлом 10 и башмаком 12 на индикаторе веса, установленном на устье скважины, свидетельствует о том, что нижняя часть устройства отсоединилась от верхней, т.е. процесс разъединения контролируется с устья скважины. И вновь спускают колонну БТ 2 до взаимодействия зубьев 32 наружной втулки 18 с впадинами 33 воронки 4, соединенной с хвостовиком 1. Производят частичную разгрузку колонны БТ 2 на хвостовик 1, например, на 50-60 кН, что контролируется по индикатору веса, при этом ниппель 8 обеспечивает герметичное соединение воронки 4 хвостовика 1 и стыковочного узла 6. Повторно повышают давление в колонне БТ 2 и устройстве с целью разрушения срезного штифта 27, при этом избыточное гидравлическое давление должно быть больше давления разрушения срезного винта 20 (8,0 МПа ). Под действием избыточного давления расчетной величины, например, 10,0 МПа, достаточного для разрушения срезного штифта 27, происходит разрушение срезного штифта 27 и обе продавочные пробки большого 25 и малого 26 диаметра под действием давления жидкости продавки перемещаются вниз в пределах длины хвостовика 1 ( 500 м).

При этом под действием продавочной пробки большего диаметра 25 тампонажный растовор из хвостовика 1 продавливается в межколонное пространство скважины. Продавка тампонажного раствора в межколонное пространство скважины в объёме 3,05 м³ продолжается до посадки продавочной пробки большего диаметра 25 в обратный клапан 11 (см. фиг.3).

В отличии от прототипа, где тампонажный раствор до клапанного узла доставляется по трубам и не полностью выходит в межколонное пространство скважины в данном устройстве весь объём (3,05 м³) закачанного в хвостовик тампонажного раствора по колонне БТ 2 выдавливается с внутренних стенок хвостовика 1 в межколонное пространство скважины благодаря продавочной пробке большего диаметра 25. В результате повышается качество цементирования хвостовика.

После продавки тампонажного раствора в межколонное пространство скважины производят подъем колонны БТ 2 на 10-15 м, при этом ниппель 8 выходит из герметичного взаимодействия с воронкой 4 хвостовика 1, после чего прямой промывкой технологической жидкостью производят вымывание излишков цементного раствора.

Затем все детали устройства, соединенные с колонной БТ 2, извлекаются на поверхность, за исключением воронки 4, которая вместе с зацементированным хвостовиком 1 остается в скважине, а также продавочных пробок большего 25 и меньшего 26 диаметров, и клапанного узла 10 с башмаком 12.

Далее скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) за хвостовиком 1. По окончании времени ОЗЦ клапанный узел 10, продавочные пробки большего 25 и меньшего 26 диаметров, а также башмак 12 и алюминиевая заглушка 14 разбуриваются.

Упрощается конструкция устройства, так как из конструкции исключены: клапанный узел, состоящий из двух обратных клапанов, патрубок, шар, внутренняя втулка с двумя рядами радиальных каналов и посадочным седлом под шар.

Предлагаемое устройство для цементирования хвостовика в скважине позволяет произвести технологический процесс по спуску, отсоединению и цементированию хвостовика за одну спуско-подъемную операцию, что упрощает технологический процесс цементирования хвостовика в скважине без применения бросового шара и заливочных труб и позволяет сократить продолжительность технологического процесса проведения работ и, как следствие, снизить стоимость ремонта скважины.

Устройство позволяет:

- упростить конструкцию устройства;

- повысить качество цементирования хвостовика;

- повысить надежность устройства при спуске в скважину до заданной глубины забоя особенно в наклонных и горизонтальных скважинах;

- упростить технологического процесса цементирования хвостовика в скважине.

Изобретение относится к устройству для цементирования хвостовика. Техническим результатом являются упрощение конструкции устройства, а также повышение качества цементирования хвостовика и надежности устройства при спуске в скважину до заданной глубины забоя особенно в наклонных и горизонтальных скважинах, упрощение технологического процесса цементирования хвостовика в скважине. Устройство включает хвостовик, колонну труб, разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика с наружной воронкой, имеющей прорези, и нижнюю часть колонны труб с внутренним освобождающимся стыковочным узлом с фиксаторами под прорези воронки. В нижней части стыковочного узла размещен ниппель, герметизирующий соединение воронки хвостовика и стыковочного узла. Прорези в воронке выполнены в виде внутренней кольцевой выборки. Фиксатор выполнен в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца. Стыковочный узел выполнен с возможностью отсоединения фиксаторов от воронки, соединенной сверху с хвостовиком. Клапанный узел соединен с нижней частью хвостовика и состоит из подпружиненного обратного клапана. Клапанный узел снизу соединен с башмаком, оснащенным фильтром. На нижний конец башмака навернута алюминиевая заглушка. Стыковочный узел выполнен в виде полого корпуса. Внутренняя втулка выполнена с возможностью взаимодействия изнутри со стопорными шариками в транспортном положении. Наружная втулка выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора и оснащена внутренней кольцевой проточкой под стопорные шарики. Наружная втулка выполнена с возможностью перемещения вверх относительно полого корпуса с фиксацией посредством пружинного разрезного стопорного кольца в верхнем положении за наружную проточку, выполненную в верхней части внутренней втулки, на нижний конец внутренней втулки навернут ниппель. Устройство оснащено двумя продавочными пробками большего и меньшего диаметров. Продавочная пробка большего диаметра выполнена полой и срезным штифтом зафиксирована на нижнем конце ниппеля. Продавочная пробка меньшего диаметра снизу оснащена наконечником, оснащённым наружной кольцевой канавкой. Внутри продавочной пробки большего диаметра выполнены внутренняя кольцевая проточка, в которой размещено разрезное стопорное кольцо. Продавочная пробка меньшего диаметра имеет возможность герметичного взаимодействия и фиксации относительно продавочной пробки большего диаметра. Внутренняя втулка с ниппелем выполнены с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезного винта с освобождением стопорных шариков и с последующим разрушением срезного штифта и одновременным перемещением обеих продавочных пробок большего и меньшего диаметров в пределах цементируемого хвостовика до посадки продавочной пробки большего диаметра нижним концом в обратный клапан клапанного узла. На нижнем конце наружной втулки выполнены зубья. На верхнем конце воронки выполнены впадины. Зубья наружной втулки взаимодействуют со впадинами воронки с возможностью передачи вращательного движения хвостовику при повороте или вращении колонны труб. 4 ил.

Устройство для цементирования хвостовика в скважине, включающее хвостовик, колонну труб, разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика с наружной воронкой, имеющей прорези, и нижнюю часть колонны труб с внутренним освобождающимся стыковочным узлом с фиксаторами под прорези воронки, в нижней части стыковочного узла размещен ниппель, герметизирующий соединение воронки хвостовика и стыковочного узла, а прорези в воронке выполнены в виде внутренней кольцевой выборки, фиксатор выполнен в виде подпружиненного внутрь разрезного кольца, при этом стыковочный узел выполнен с возможностью отсоединения фиксаторов от воронки, соединенной сверху с хвостовиком, клапанный узел соединен с нижней частью хвостовика и состоит из подпружиненного обратного клапана, причём клапанный узел снизу соединен с башмаком, оснащенным фильтром, а на нижний конец башмака навернута алюминиевая заглушка, стыковочный узел выполнен в виде полого корпуса с внутренней кольцевой полостью и радиальными отверстиями под стопорные шарики, а также подвижными наружной и внутренней втулками, при этом внутренняя втулка выполнена с возможностью взаимодействия изнутри со стопорными шариками в транспортном положении, в котором зафиксирована относительно полого корпуса срезным винтом, причём наружная втулка выполнена с возможностью подпора изнутри нижней частью фиксатора и оснащена внутренней кольцевой проточкой под стопорные шарики, при этом наружная втулка выполнена с возможностью перемещения вверх относительно полого корпуса с фиксацией посредством пружинного разрезного стопорного кольца в верхнем положении за наружную проточку, выполненную в верхней части полого корпуса стыковочного узла, после освобождения стопорных шариков и их выпадения в наружную цилиндрическую выборку, выполненную в верхней части внутренней втулки, и с последующим выходом наружной втулки из взаимодействия с фиксатором при перемещении стыковочного узла с колонной труб вверх относительно хвостовика, отличающееся тем, что на нижний конец внутренней втулки навернут ниппель, при этом устройство оснащено двумя продавочными пробками большего и меньшего диаметров, причем продавочная пробка большего диаметра выполнена полой и срезным штифтом зафиксирована на нижнем конце ниппеля, а продавочная пробка меньшего диаметра снизу оснащена наконечником, оснащённым наружной кольцевой канавкой, а внутри продавочной пробки большего диаметра выполнены внутренняя кольцевая проточка, в которой размещено разрезное стопорное кольцо, при этом продавочная пробка меньшего диаметра имеет возможность герметичного взаимодействия и фиксации относительно продавочной пробки большего диаметра, причём внутренняя втулка с ниппелем выполнены с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезного винта с освобождением стопорных шариков и с последующим разрушением срезного штифта и одновременным перемещением обеих продавочных пробок большего и меньшего диаметров в пределах цементируемого хвостовика до посадки продавочной пробки большего диаметра нижним концом в обратный клапан клапанного узла, при этом на нижнем конце наружной втулки выполнены зубья, а на верхнем конце воронки выполнены впадины, причём зубья наружной втулки взаимодействуют со впадинами воронки с возможностью передачи вращательного движения хвостовику при повороте или вращении колонны труб.