Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1983 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам, для их цементирования. Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, вк.га чанадая корпус с цементировочными от« верстиями, верхнюю и нижнюю втулки, последняя из которых перекрывает цементировочные отверстия Cl. Недостатки известного устройства являются его низкая герметичность и низкая герметичность затрубного пространства в месте установки муфты Наиболее близкой к изобретению яв ляется муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая цилиндрический корпус с отверстиями, перекрытыми полыми разрушаемыми пальцами, закрепленный на корпусе кожух с выпускными цементировоч ными отверстиями, образующий с корпусом по меньшей мере одну полость, в которой размещен фильтрующий элемент с возможностью его перемещения, и цементировочную пробку 2. Однако у известного устройства низкая работоспособность в случае применения крупнодисперсных наполнителей. Цель изобретения - повьлшение надежности работы устройства в случае применения крупнодисперсных наполнителей. Поставленная цель достигается тем, что в муфте для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающей полый цилиндрический корпус с отверстиями, перекрытыми полыми разрушаемыми пальцами, закрепленный на корпусе кожух с выпускными цементировочными отверстиями, образующий с корпусом по меньшей мере одну рабочую полость, в которой размещен фильтрующий элемент с возможностью его перемещения, и цементировочную пробку, корпус выше или ниже основных отверстий выполнен с дополните.льными перекрытамк полыми разрушаемыми пальцами отверстиями для сообщения полости корпуса с рабочей полостью, фильтрующий элемент выполнен в виде поршня с фиксаторс(ми его крайнего нижнего положения и установлен между основными и дополните.пьными отверстиями, а цементировочная пробка вьтолнена с осевым проходным каналом и размещена внутри корпуса между полыми разгружаемыми пальцами. При этом фиксаторы поршня выполнены в виде цанг, а кожух ниже отверстий с разрушаемыми пальцами выполнен с выточками под цанги. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - то же, в рабочем положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из цилиндрического корпуса 1 и закрепленных на нем секций кожуха 2. Полость кожухов разделена поршнем 3 .с фильтрующим элементом 4. В корпусе 1 выше поршня 3 выполнено отверстие 5, а ниже - отверстия 6 пе рекрытые полыми разрушаемыми пальца ми 7 и 8, а в нижней части кожуха 2 выполнено выпускное цементировочное отверстие 9, перекрытое Герметичной пробкой 10. Над пробкой 10, зафиксированной в срезных элементах 11, установлены заглушки 12. В цилиндрическом корпусе 1 между разрушаемыми полыми пальцами 7 и 8 установлена цементировочная пробка 13. ПоршНи 3 закрыты сверху непроницаемыми пленками (резиновыми пробками j -14 и снабжены фиксаторами крайнего нижнего положения поршня, например цангами 15, а на поверхности кожухов выполнены выточки 16. Устройство работает следующим об разом. На обсадных трубах устройства ус танавливают в нижней части интервал скважины, цементируемого второй сту пенью. Продавочная пробка (не показана) первой ступени цементирования садит ся на цементировочную пробку 13 и перемещает ее за собой вниз, разрушая при этом полые пальцы 8. На второй ступени цементирования цементный раствор поступает в полос ти кожухов 2 через отверстия б, сре заех элементы 11 и выдавливает проб ку 10 и заглушки 12 в затрубное пространство. Наличие заглушек 12 гарантирует выдавливание пробок 10 из всех секций (кожухов) муфты. При |заканчивании продавки цементного раствора второй ступени цементирования продавочная пробка 17 (фиг. 2 разрушает пальцы 7. При дальнейшем движении пробки вних она перекрывает отверстия б и продавочная жидкос поступая в кожух через отверстие 5, перемещает поршень 3 в крайнее нижнее положение до упора 18, при этом поршень 3 перекрывает вьшускные цементировочные отверстия 9. При снижении давления в обсадной колонне поршни 3 цангами 15 фиксируются в выточках 16. Цементный раствор, находящийся нижа порш- ней, обезвоживается и уплотняется на фильтрующих элементах 4, а отфильтровавшаяся вода под действием перепада давлений уходит выше фильтра выдавливания пленки (пробки) 14. Предлагаемая муфта надежна в работе с применением крупнодисперсных наполнителей и исключает образование мощной цементной пробки в ее корпусе и в обсадных трубах в зоне ее установки. Повышение надежности в работе обеспечивает возможность широкого использования муфты для крепления скважин, а экономический эффект только за счет исключения необходимости разбуривания цементного камня составляет 1600 руб. на скважину. Формула изобретения 1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая полый цилиндрический корпус с отверстиями, перекрытыми полыми разрушаемыми пальцами, закрепленный на корпусе кожух с выпускньлми цементировочными отверстиями, образующий, с корпусом по меньшей мере одну рабочую полость, в которой размещен фильтрующий элемент с возможностью его перемещения, и цементировочную пробку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ее работы ;в случае применения крупноразмерного наполнителя, корпус выше или ниже основных отверстий выполнен с дополнительными перекрытыми полыми разрушаемыми пальцами отверстиями для сообщения полости корпуса с рабочей полостью, фильтрующий элемент выполнен в виде поршня с фиксаторами его крайнего нижнего по ложения и установлен между основны}ми и дополнительными отверстиями, а цементировочная пробка выполнена с осевым проходным каналом и размещена внутри корпуса между полыми разруша емыми п аль цами. 2.Муфта ПОП.1, отличающаяся тем, что фиксаторы поршт ня выполнены в виде цанг, а кожух ниже отверстий с разрушаемыми пальцами выполнен с выточками под цанги. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Булатов Д.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1977, с. 108. 2.Авторское свидетельство СССР 578438, кл. Е 21 В 33/14, 1975 (прототип).