Устройство для обратного цементирования обсадных колонн Советский патент 1985 года по МПК E21B33/14 

00

о

4

СХ5

00 Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн. Цель изобретения - повышение качества цементирования за счет уменьшения возможности образования гидроудара при окончании цементирования. На чертеже изображено предлагаемое устройство, обший вид. Устройство длд, обратнрго цементирования обсадных колонн состЬит из корпуса 1, патрубка, который выполнен в виде верхнего цилиндра 2 и. тёле(у 5п ически входяшего в него нижнего цилйнЬ.йа 3, в нижней части корпуса (нижнего патрубка), выполнё1 1о поса40Ч;НО.е Ледло Ч под запорный элемент i5. ПослейЯЙй выполнен, напоимер ,атерйала с плотностью, меньшей плотпост} цементного раствора, но большей ii.ioiKociH сурового раствора, что обеспечиваеч автомагическое перекрытие потока цементного раствора. Против нижнего патустановлен кожух 6, который выполнен, например, с посадочным седлом 7. На нижнем патрубке установлен также наружный упор-поршень 8 под кожух 6 и раструб 9, который выполнен с возможностью его посадки на посадочное седло кожуха 6 в крайнем верхнем положении упорапоршня. Внутренняя поверхность А верхнего патрубка ка длине хода нижнего патрубка выполнена со спиральной нарезкой, образующей с нижним патрубком спиральный канал, через который полость патрубка сообщена с кольцевой полостью 10 над упоромпоршнем. При этом верхний и нижний цилиндры могут быть зафиксированы один относительно другого, например, с помощью срезных элементов 1 1. Нижний цилиндр может быть выполнен с радиальными циркуляционными отверстиями 12. Устройство работает следующим образом. В момент поступления в интервал установки устройства первой порции тампонажного раствора при цементировании по способу обратной циркуляции центральный проходной канал устройства (полость) перекрывается всплываюшим запорным элементом 5. Возникший в момент перекрытия центрального канала перепад давления передается через нижний цилиндр 3, наружный упор-поршень 8 и седло 7 срезным элементам 11, которые срезаются. Основная часть восходяш,его потока внутри обсадных труб пропускается через радиальные циркуляционные отверстия 12. Перепадом давления нижний цилиндр 3 с наружным упоромпоршнем 8 перемещается вверх, вытесняя жидкость, находящуюся в кольцевой полости 10 над упором-поршнем, по спиральному каналу А -в полость патрубка. При дальнейшем движении нижнего цилиндра 3 вверх длина спирального канала возрастает, что увеличивает гидравлические сопротивления потоку жидкости. В то же время раструб 9 приближается к посадочному седлу 7 кожуха 6, что уменьшает сечение канала, через который жидкость из-под устройства попадает в радиальные циркуляционные отверстия 12. Уменьшение сечения создает дополнительные сопротивления потоку, возрастающие до максимума при посадке раструба на посадочное седло кожуха, . В этот момент циркуляция жидкости в устройстве и через него прекращается полностью. Этим создаются условия для плавного торможения нисходящего потока тампонажцого раствора в затрубном пространстве. что предотвращает образование гидроудара в скважине. Устройство может работать в компоновке с любым автоматическим устройством для прекращения циркуляции в момент поступления в интервал его установки первой порции тампонажного раствора при цементировании обратным способом, например, с шаровым клапаном поплавкового типа. В любом случае устройство создает условие повышения качества цементирования за счет предотвращения гидроударов в скважине.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, включающее корпус, запорный элемент для перекрытия потока цементного раствора и посадочное седло под запорный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет уменьшения возможности образования гидроудара при окончании цементирования, оно снабжено полым патрубком, помещенным внутри корпуса и выполненным в виде нижнего цилиндра с кожухом, раструбом и наружным упором-поршнем и телескопически связанного с нижним цилиндром верхнего цилиндра со спиральной нарезкой на внутренней его поверхности на длине хода нижнего цилиндра, образующей с ним спиральный канал, а посадочное седло под запорный элемент помещено на нижнем цилиндре, причем последний образует с кожухом над упором-поршнем кольцевую полость, сообщенную с полостью патрубка через спиральный канал, а раструб выполнен с возможностью перекрытия кольцевой полости над упором-поршнем при его крайнем верхнем положении. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний и верхний цилиндры зафикси8 рованы один относительно другого с помосл щью срезных элементов. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что нижний цилиндр между его посадочным седлом и упором-поршнем выполнен с радиальными циркуляционными отверстиями.