Устройство для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором Российский патент 2024 года по МПК E21B33/05 E21B33/14 E21B33/16 

Изобретение относится к области цементирования при строительстве скважин и может использоваться в нефтяной, газовой и других областях горной отрасли.

Известна цементировочная головка, включающая цилиндрический корпус с крышкой, оснащенный отводами с пробковыми кранами, имеющий на нижнем конце резьбу и укомплектованная одной или несколькими разделительными пробками (Иогансен К.В., Спутник буровика. М., Недра, 1981. стр. 114).

Наиболее близкой по технической является цементировочная головка (патент RU № 63417, МПК Е21В 33/00, опубл. 27.05.2007 г.), включающая цилиндрический корпус с крышкой, оснащенный отводами с пробковыми кранами, имеющий на нижнем наружную резьбу и укомплектованная одной или несколькими разделительными пробками, причем на резьбе корпуса установлена специальная муфта, которая удерживает размещенный в ней уплотненный в корпусе ниппель с кольцевым выступом, взаимодействующим с упорными подшипниками, оканчивающийся резьбой для соединения с обсадной колонной, при этом муфта снабжена по меньшей мере одним радиально установленным в ней стопорящим ниппель винтом и системой смазки подшипников ниппеля.

Недостатками этих устройств являются:

- возможность создания аварийной ситуации при приваривании отводов и заглушек для заливки в межколонное пространство сверху, так как возможны газо-нефтепроявления, что может привести к взрывоопасной ситуации;

- запрещается применение самодельных несертифицированных устройств на опасных производственных объектах, к которым относится нефтяная скважина;

- дополнительные временные и материальные затраты, при недоподъёме цемента при цементировании через цементировочную головку, связанные с дополнительными работами по заливке межколонного пространства сверху, заключающиеся в мобилизации флота для цементирования, приготовлении раствора, подготовительных работах связанных с привариванием отводов.

Технической задачей является исключение аварийных ситуаций, связанных со сваркой на устье и применении несертифицированных узлов на скважине, а также сокращение временных затрат за счет исключения дополнительной мобилизации флота для цементирования.

Техническая задача решается устройством для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором, включающее цементировочную головку, состоящую из цилиндрического корпуса с крышкой, оснащенного отводами с пробковыми кранами, имеющего на нижнем конце резьбу, и укомплектованную одной или несколькими разделительными пробками, причем на нижней резьбе установлена муфта для соединения с обсадной колонной.

Новым является то, что муфта снизу снабжена внутренней проточкой под вставляемый в нее разъемный цилиндрический патрубок, состоящий из двух соединенных шарниром створок, имеющих сверху внутренний диаметр под наружный диаметр цементируемой обсадной колонны, а снизу - внутренний диаметр под муфту предыдущей обсадной колонны, при этом створки снабжены отводами с быстроразъемным соединением, установленными под углом к центральной оси, а одна из створок снабжена фиксатором в виде поворотной шпильки с поджимной гайкой, взаимодействующей с планкой с пазом, жесткозакрепленной на другой створке.

На фиг. 1 изображено устройство для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором, установленное на муфту предыдущей колонны.

На фиг. 2 изображено сечение А-А.

Устройство для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором включает цементировочную головку, состоящую из цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1) с крышкой 2 и отводами с пробковыми кранами 3. На нижнем конце корпуса 1 имеется резьба 4 с закрепленной на ней муфтой 5 для соединения с обсадной колонной 6. Кроме этого, в корпусе 1 установлены одна или несколько разделительных пробок 7.

Муфта 5 снизу имеет снизу внутреннюю проточку 8 под вставляемый в нее разъемный цилиндрический патрубок 9, состоящий из двух соединенных шарниром 10 створок 11. Створки имеют сверху внутренний диаметр под наружный диаметр цементируемой обсадной колонны 6, а снизу внутренний диаметр под муфту 12 предыдущей обсадной колонны 13. Створки 11 снабжены отводами 14 и быстроразъемным соединением 15, установленными под углом к центральной оси. Одна из створок 11 снабжена фиксатором, состоящим из поворотной шпильки 16 (фиг. 2) с поджимной гайкой 17, взаимодействующей с планкой 18 с пазом, жесткозакрепленной на другой створке 11.

Устройство работает следующим образом.

Обсадную колонну 6 разгружают на муфту предыдущей обсадной колонны 13, например, с помощью спайдер-элеватора цепного (на фиг. 1-2 не показан). Затем на ниппель последнего подгоночного патрубка обсадной колонны 6 (фиг. 1) навинчивают цементировочную головку с помощью муфты 5, закрепленной на корпусе 1 посредством резьбы 4. Далее подвешивают обсадную колонну 6 вместе с цементировочной головкой на крюкоблок за крышку 2 и убирают спайдер-элеватор. Во внутреннюю проточку 8 муфты 5 устанавливают разъемный цилиндрический патрубок 9, состоящий из двух соединенных шарниром 10 створок 11. Сверху створки цилиндрический патрубок 9 герметично садится на обсадную колонну 6, а снизу - на муфту 12 предыдущей обсадной колонны 13. Створки 11 между собой соединяются фиксатором, состоящем из поворотной шпильки 16 (фиг. 2) с гайкой 17, которая вставляется в паз планки 18, закрепленной на другой створке 11 и затягивается либо в ручную, либо гаечным ключом.

После этого к отводам с пробковыми кранами 3 (фиг.1) присоединяют шланг тампонажной установки (на фиг. 1-2 не показан) и закачивают расчетный объем цемента в обсадную колонну 6. Затем перебивают шланг к агрегату с буровым раствором, освобождают разделительную пробку 7 и начинают продавку цемента в затрубное пространство.

В случае, если после того, как получили «стоп» и цемент не вышел на устье скважины, закрывают пробковые краны на отводах 3. Затем соединяют шланг через быстроразъемное соединение 15 отвода 14 с тампонажной установкой и закачивают цемент в пространство между обсадной колонной 6 и предыдущей колонной 13. Один из отводов 14 при этом остается не заглушенным для контроля выхода цемента. Как только цемент выходит наружу через отвод 14, останавливают подачу цемента. Затем демонтируют нижнюю часть с разъемными створками 11, отвинчивают цементировочную головку, а муфта 5 остается на обсадной колонне 6 и оставляют обсадную колонну на время затвердевания цемента. Таким образом затрубное пространство обсадной колонны 6 получает качественное цементирование по всей длине.

Устройство позволяет исключить аварийные ситуации, связанных со сваркой на устье, и применение несертифицированных узлов на скважине, а также сократить временные затраты за счет исключения дополнительной мобилизации флота для цементирования.

Изобретение относится к области цементирования при строительстве скважин и может использоваться в нефтяной, газовой и других областях горной отрасли. Техническим результатом является исключение аварийных ситуаций, связанных со сваркой на устье и применением несертифицированных узлов на скважине, а также сокращение временных затрат за счет исключения дополнительной мобилизации флота для цементирования. Заявлено устройство для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором, включающее цементировочную головку, состоящую из цилиндрического корпуса с крышкой, оснащенного отводами с пробковыми кранами, имеющего на нижнем конце резьбу, и укомплектованную одной или несколькими разделительными пробками. Причем на нижней резьбе цементировочной головки установлена муфта для соединения с обсадной колонной. Муфта снизу снабжена внутренней проточкой под вставляемый в нее разъемный цилиндрический патрубок, состоящий из двух соединенных шарниром створок, имеющих сверху внутренний диаметр под наружный диаметр цементируемой обсадной колонны, а снизу - внутренний диаметр под муфту предыдущей обсадной колонны. При этом створки снабжены отводами с быстроразъемным соединением, установленными под углом к центральной оси. Одна из створок снабжена фиксатором в виде поворотной шпильки с поджимной гайкой, взаимодействующей с планкой с пазом, жесткозакрепленной на другой створке. 2 ил.

Устройство для заполнения межколонного пространства скважины тампонажным раствором, включающее цементировочную головку, состоящую из цилиндрического корпуса с крышкой, оснащенного отводами с пробковыми кранами, имеющего на нижнем конце резьбу, и укомплектованную одной или несколькими разделительными пробками, причем на нижней резьбе установлена муфта для соединения с обсадной колонной, отличающееся тем, что муфта снизу снабжена внутренней проточкой под вставляемый в нее разъемный цилиндрический патрубок, состоящий из двух соединенных шарниром створок, имеющих сверху внутренний диаметр под наружный диаметр цементируемой обсадной колонны, а снизу - внутренний диаметр под муфту предыдущей обсадной колонны, при этом створки снабжены отводами с быстроразъемным соединением, установленными под углом к центральной оси, а одна из створок снабжена фиксатором в виде поворотной шпильки с поджимной гайкой, взаимодействующей с планкой с пазом, жесткозакрепленной на другой створке.