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

СП

со

со а:

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования.

Известна муфта для двухступенчатого .цементирования обсадных колонн включающая корпус с заливочными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, помещенные внутри корпуса, причем нижняя втулка перекрывает заливочные отверстия 1 .

Недостатками устройства являются необходимость затрат времени на сбрасывание (продавливание) пробок и последующее их разбуривание, невысокая надежность открытия и за-крытия заливочных отверстий муфты.

Наиболее близким к изобретению является муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, вкл10чающая корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущуюколонну, связанную с корпусом телескопическим соединением, и узел передачи вращения от несущей колонны корпусу 2J .

Недостатком известного устройства является возможность проседания цементного раствора (при цементировании второй ступени) ниже заливочных отверстий муфты и образование перемычки между ступенями цементирования , которую необходимо впоследствии удалять.

Целью изобретения является исключение дополнительных затрат времени на освобождение ее проходного канала.

Поставленная цель достигается тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втул кой, несущую колонну, связанную с корпусом телескопическим соединением, и узел передачи вращения от несущей колонны корпусу, снабжена дополнительной втулкой, выполненной из эластичного материала и размещенной под срезной втулкой,причем один конец дополнительной втулки .жестко связан с корпусом, а срезная втулка установлена с возможностью взаимодействия с эластичной втулкой, образующей при этом посадочное седло.

На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта в транспортном положении, вертикальный разрезу на фиг.2 то же, в рабочем положении.

Муфта для ступенчатого цементирования включает в себя корпус 1 с заливочными отверстиями 2, перекрытыми втулкой 3, имеющей заливочные отверстия 4 с кольцевой проточкой и жестко соединенной с несущей колонной 5. В исходном положении муфта зафиксирована от осевого пе1эемещения ее деталей срезными элементами б.Снизу в корпус 1 ввернут переводник 7, имеющий резьбу для соединения с обсадной колонной 8,сверху переводник 9, имеющий шлицевое соединение 10, находящееся в постоянном зацеплении с шлицевым соединением 11, выполненным на верхнем торце втулки 3.

Нижняя часть втулки 3 выполнена в виде внутреннего конуса 12.

Ниже втулки 3 в корпусе 1 расположена дополнительная втулка 13, которая выполнена кз эластичного материала (например, резины), втулка 13 выполнена неподвижной и опирается на верхний торец переводника 7 .

Для перекрытия канала муфты служит бросовая пробка или шар 14.

С целью выравнивания давления внутри полости, образованной корпусом 1, несущей колонной 5, переводником 9 и верхним торцом втулки 3, в корпусе 1 выполнены окна 15

Герметичность муфты в сборе достигается наличием радиальных уплотнений .

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении муфта устанавливается в обсадной колонне 8 на заданной глубине (фиг.1).После спуска обсадной колонны цементируют первую ступень обсадной ко-, лрнны с.применением цементировочных пробок (не показаны).

После окончания цементирования первой ступени опускают верхнюю ступень обсадной колонны 8 вместе с несущей колонной 5. При заданной осевой разгрузке несущей колонны 5 происходит срез элементов б. При дальнейшем опускании несущей колонны 5 заливочные отверстия 4 срезной втул.ки совмещаются с заливочными отверстиями 2 корпуса. Этот момент наверху отмечают по резкому снижению давления внутри обсадной колонны 8 и восстановлению циркуляции промывочной жидкости.

Дальнейшее опускание несущей колонны 5 прекращают и производят промывку скважины от излишков цеменного раствора, поднятого выше заливочнЕйх отверстий 2.,

При промывке перед цементированием нижней ступени, а также при ее цементировании вращают всю обсадную колонну. Передача вращения обеспечивается наличием шлицевых узлов 10 и 11,

После опускания несущей колонны 5 ДО совмещения радиальных окон 4 с заливочными отверстиями 2 происходит рассоединение шлицевых соединений 10 и 11 и становится возможным

вращение только верхней ступени обсадной колонны 8.

После опускания несущей колонны 5 эластичная втулка 13 деформируется. В результате канал, муфты оказывается суженным. Это сужение образует посадочное седло. Внут1зь колонны 8 забрасывают шар. 14, который, дойдя до сужения (посадочного седла), перекрывает канал муфты ниже заливочных отверстий.

Окончив промывку верхней ступени обсадной колонны. 8, приступают к ее цементированию. При этом при необходимости производят ее вращение . Благодаря перекрытию канала муфты цементный раствор не оседает ниже её в обсадную колонну 8. После закачивания цементного раствора в обсадную колонну 8 пускают цементировочную пробку (не показана) и продавливают ее буровом раствором.

Так как заливочные отверстия расположены от места перекрытия канала муфты шаром 14 (фиг.2) на расстоянии, меньшем высоты верхней ; цементировочной проЪки (непоказана), то при посадке последней происходит перекрытие этих отверстий.

Этот момент наверху отмечают по ; резкому повышению давления.

После этого поднимают верхнюю ступень обсадной колонны 8 вместе с несущей колонной 5 до соединения (зацепления) шлицов 10 с шлицами 11. При этом заливочные отверстия оказываются герметично перекрытыми втулкой 3 благодаря наличию на наружной поверхности последней

радиальных уплотнений. После выхода втулки 3 из контакта со втулкой 13 последняя принимает прежнюю форму (фиг.1), а шар 14, не имея опоры, падает. Верхнюю цементиро-.

5 вочную пробку (не показана), кото.рая за счет упругих сил самоуплотняющих манжет может оставаться внутри муфты, проталкивают вниз колонны 8 при первом спуске труб,спус0 каемых для шаблонироваиия обсадной колонны 8.

Применение предлагаемого устройства позволяет ускорить работы по креплению скважин за счет сни5 жения затрат времени на ремонтные . работы, связанные с негерметичностью муфты, и работы по разбуриванию цементного камня и деталей, находящихся в канале муфты известных конструкций.

МУФТА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЕК КОЛОНН, включающая корпус с заливочнЕлли отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущую лолонну, связанную с корпусом телескопическим соединением, и узел передачи вращения от несущей колонны корпусу, отличающаяся тем, что, с целью исключения дополнительных затрат времени на освобождение ее проходного канала, она снабжена дополнительной втулкой, выполненной из эластичного материала и размещенной под срезной втулкой, причем один конец дополнительной втулки жестко связан с корпусом, а срезная втулка установлена с возможностью взаимодействия с эластичной втулкой, образукицей при этом посадочное седло.

Фиг. г