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

СП ел

оо ел ел .Изобретение относится л бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования. Известна муфта дпя ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая двухстелный цилиндрический корпус с впускными отверстиями и фильтрующую кольцевую перегородку Недостатком устройства является невысокая надежность его в работе при цементировании скважин с крупноразмерными наполнителями. Наиболее близкойк изобретению является муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включаю щая двухстенный цилицдрический корпус с впускными и выпускными отверстиями причем т1ускные пере{фыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, выполненными с упорами, и пробками, установленными JB полостях разрушаемых пальцев на срезных фикjcaTopax и выполненщ ми с выступами п упоры переходников 2. . Недостатком известного устройства является трудность открытия впускных отверстий из-за недостаточно надежного выхода пробок, перекрывающих эти отверстия. Фиксатор, выполненный, напри Мер, в виде пружинного колыха, подвержен, кроме знакопеременных срезающих и сжимающих усилий, знакопеременным нагибающим моментам с плечом не ме неё глубины канавки, в которой находится фиксатор. Наибольшая величина изгибающего момента возникает во время слома удерживающего кольца Фиксатор в результате этих нагрузок теряет в связи с ограниченностью толщины стенки корпуса, в которой уста новлены фиксаторы и пробки, и, как следствие, ограниченностью перемещени пробки, последняя может быть заклннена. Целью изобретения яШ1яется повышение надежности в работе муфты, Поставленная цель достигается тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая двухстенный цилиндрический ксрпус с впускными и выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты полыми разрушаемыми пальцами с переходниками, вьшолненными с упсрами, и пробками, установленными в полостях разруша емых пальцев на срезных фиксаторах и выполненными с выступами под упсры переходников, снабжена вибраторами гидравлического действия, установленными на пробках и размещенными в полостях разрушаемых пальцев, фиксаторы вьшолнены в виде отдельных сегментов и установлены за упорами переходников в противоположной от ра ушаемых пальцев стороне, а пробки в нижней части вьшолнены с торцевыми сегментными выемкамв на глубину установки в них фиксаторов. На фиг. I изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел t на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 (с сегментной выемко, на фиг. 4 Б-Б на фиг. 2 (с показом отдельных частей фиксатсфа). Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из цилиндрического корпуса 1 и, например, закрепленных на нем продольных секций 2. Полость секции 2 разделена поперечной перегородкой 3 с фильтрами 4 и центральным каналом 5, имеющим гнездо 6 под запорный элемент 7. В корпусе 1, ниже перегородки 3, имеется шгускное отверстие 8, перекрытое пробкой 9 и полым разрушаемым пальцем 1О, а в секции 2 выше перегородки 3 имеется отверстие 11. Запорный элемент 7, выполненный в вкде шара, закреплен и герметизирован фиксатором 12 над выпускным отверстием, 11. Участок полости 13 над aanqjHbiM элементом 7 сообщен отверстием 14 с ваорубным пространством. Впускные отверстия 8 в корпусе 1, вьлолненные в виде переходника 15, имеющего упор 18, перекрыты пробкой 9, с герметизирующим уплотнением 17. Пробки 9с одного торца имеет гидравлический вибратор 18, а с другого - сегментную выемку 19, кoтqpaя сообщена с канавками 20 и 21. В канавках 20 и 21 расположен фиксатор 22, вьтолненный а виде отдельных частей 23. Муфту свинчивают с обсадными трубвми и устанавливают в скважине в нижней части интервала, цемент)уемого второй ступемью1. Продаеочная пробка первой ступени цементирования разрушает полые пальпы 10, но пробки 9 находятся во спускных отверстиях 8 и удерживаютсяфиксатором 22. В конце движения продаврчной. пробки, когда еще цементирование ступени не законче), в обсадной колонне создают -определенное технологией максимальное давление, обеспечивающее срезание фиясаторов 22. После срезания фиксаторов 22 пробка 9 перемещается до торца упоре 16 переходника 15 и останавливается. Остаток цементного раствора первой ступени после разрушения полых пальцев 10 и срезания фиксаторов 22, продолжая двигаться в обсадной колонне, воздействует на гидравлический вибратор 18 и создает вибрацию, передающуюся непосредственно пробке 9, у которой в канавке 2О находятся остатки (половинки) фиксатора 22. Остатк срезанного фиксатора 22 (остатки отдел ных его частей 23) от вибрации пробки 9 регко и полностью удаляются из канавок 20 и не тормозят пробку 9 при ее дальнейшем движении в колонное пространство. После получения стоп окончания цементирования первой ступени давление внутри колонны сбрасывают до минимума и пробка 9 беспрепятственно вьщавливается из впускного отверстия 8 внутрь колонны давлением затрубного пространства. После удаления пробок 9 из впускных отверстий 8 осушествляют цементирование второй ступени, продавливая цементный раствор в затрубнов пространство через открытые впускные 8 R выпускные 11 отверстия. После окончания цементирования второй ступени и снижения давления в обсадной колонне запорный шар 7 неболыиим количеством цементного раствора, поступающим изза колонного пространства, извлекается из фиксатора 12 и перекрывает канал 5 в перегородке 3 - происходит уплотнение и обезвоживание цементного раствора на фильтрах 4, что приводит к образованию внутри секций 2 цементного камня повышенной прочности, т.е. закрытие орверстий в муфте - герметизация обсадной колонны. Экономический эффект от применения изобретения достигается повьш1ением надежности срабатывания муфты за счет увеличения надежности открытия впуск- ных отверстий без увеличения габаритов устройства.

МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СЖСАДНЫХ колонн, включающая двухстенный цилиндрический корпус с впускными и выпускными отверстиями, первые из которых перекрыты подыми ра ушаемыми палышми с переходниками, выполненными с упорами, и 1фобками, установленвыма в полостях разрушаемых пальцев на срезнь1х фиксаторах и выполненшлми с выступами под упоры переходников, о т л и ч аю Ш ая с я тем, что, с цетшю повышения ее надежности в работе, она снабжена вибраторами ги/фавлического действия, установленными на пробках и размешенными в полос тях разрушаемых пальцев, фиксаторы выполнены в виде отдельных сегментов и установлены за упорами переходников в противоположной от разрушаемых пальцев стороне, а пробки в нижней части выполнены с торцевыми ; сегментными выемками на глубину установки в них фиксаторов.