Устройство для обратного цементирования верхней ступени обсадной колонны Советский патент 1983 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к цементированию глубоких нефтегазовых скважин при креплении их секциями обсадных колонн.

Известно устройство для обратного цементирования верхней ступени обсадной колонны, содержащее корпус с отверстиями, кожух, .распорную втулку ; и клапаны

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности фиксирования момента поступления цементного раствора из затрубного пространства во внутрь обсадной колонны.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для обратного цементирования верхней ступени обсадной колонны, включающее корпус с цементировочными отверстиями, элемент временного перекрытия цементировочных отверстий на время прямого цементирования нижней ступени и элемент окончате.пьного перекрытия цементировочных отверстий после обратного цементирования верхней ступени 2.

Недостатком устройства явл гется невысокое качество обратного цементирования из-за несвоевременного перекрытия цементировочных отверстий,

так как наполнитель может перекрыть не все отверстия в колонне или по причине смещения его буровым раствором при перемещении по скражине перекроет отверстия после поступления значительных порций цементного раствора в колонну.

Цель изобретения - повышение надежности автоматического перекрытия

10 цементировочных отверстий в момент окончания обратного цементирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обратного цементирования верхней ступени обсад15ной колонны, включающем корпус с цементировочными отверстиями, элемент временного перекрытия цементировочных отверстий на время прямого цементирования нижней ступени и эле20мент окончательного перекрытия це- f ментировочных отверстий после обратного цементирования верхней ступени, обсадная колонна между верхней и нижней ступеняг-ш выполнена с телескопи25ческим соединением, а элементы временного и окончательного перекрытия цементированных отверстий выполнены в виде герметизирующей втулки с толкателем, выполненным из материала

30 с тепловыми деформационными свойствами, обеспечивающими осевое перемещение втул1си, установленной выш или ниже цементировочных отверстий. На чертеже изображено устройство общий вид. Устройство состоит из корпуса 1 с цементировочными отверстиями 2, .элемента временного и окончательног перекрытия цементировочных отверстий выполненного в виде герметизирующей втулки 3, установиченной выше {возможно и ниже) цементировочных отверстий 2 . Герметизирующая втулка 3 имеет толкатель 4 осевого перемещения втул ки. Под действием тепла цементного раствора или протягиваемой перед цементом порции горячей воды термочувствительный элемент (может быть выполнен в виде пружины) удлиняется и перемещает герметизирующую втулку до перекрытия цементировочных отвер стий , Обсадная колонна между верхней и нижней ступенями выполнена с телеско пическим соединением 5, загерметизированным кожухом б и опорным буртом Устройство работает следующим образом. После спуска колонны в скважину присгупают к цементированию нижней ступени. При этом верхнюю ступень обсадной колонны частично сажают на нижнюю ступень и перекрывают цементироиочные отверстия 2, После цементировки нижней ступени известным способом приступают к цементированию верхней с упени. Для этого верхнюю ступень колонны частично приподнимают и -приступают к промывке скважины через отверстия 2, Герметизирующая втулка 3 находится выше отверстий 2, а толкатель 4 находится в убловиях низкой температуры, В заколонное пространство прокачивают теплый цементный раствор или порцию горячей воды перед ним, который при достижении уровня муфты через цементировочные отверстия начинает входить во внутрь колонны. Поскольку температура цементного раствора больше, чем температура про мывочного агента толкатель 4 под действием этой температуры начинает удлиняться, перемещая циркуляционную втулку вниз . При этом отверстия 2 закроются и давление в затрубном пространстве начинает увеличиваться ,Этот момент сигнализирует с- достижеНИИ цементным раствором уровня муфты,, В это время верхнюю ступень обс.адной колонны полностью разгружают и снижают На нижнюю ступень. Скважину оставляют на затвердение цементного раствора. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого изобретения вытекает из повы1иения надежности и качества цементирования скважин секциями. По сравнению с известными устройствами предлагаемое устройство позволяет точно установить степень заполнения затрубного пространства цементным раствором. Это удлиняет срок эксплуатации скважины и сохраняет целостность обсадных колонн от эрозийного возведения пластовых вод. Экономия от внедрения одного устройства составляет около 200 руб. Формула изобретения Устройство для обратного цементирования верхней ступени обсадной колонны, включающее корпус с цементировочными отверстиями, элемент временного перекрытия цементировочных отверстий на время прямого цементирования нижней ступени и элемент окончательного перекрытия цементировочных отверстий после обратного цементирования верхней ступени, о тличающееся тем, что, с целью повыгпения надежности автоматического перекрытия цементировочных отверстий в момент окончания обратного цементирования, обсадная колонна между верхней и нижней ступенями выполнена с телескопическим соединением, а элементы временного и окончательного перекрытия цементировочных отверстий выполнены в виде герметизирующей втулки с толкателем, выполненным из материала с тепловыми деформационными свойствами, обеспечивающими осевое перемещение втулки, установленной вьше или ниже цементировочных отверстий. Источники информации, принятые во внимание при ,экспб ртизе 1.Патент CDJA № 2168735, кл, 166-26, опублик, 1942. 2.Ступенчатое цементирование кондукторов, проспект ВДНХ, ВНИИОЭНГ, № 4871, заказ 1254, 1972 (прототип).