Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1986 года по МПК E21B33/14 

«

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для их цементирования.

Цель изобретения - повьшение надежности управления устройством в работе и исключение перемычек между ступенями цементирования.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид| на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема электронного узла.

Устройство содержит корпус 1, кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3 н выполненные (каждая из них соответственно) с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В кольцевой полости 3 помещена втулка/6 с цирку- ляционньми отверстиями 7. Кожух 2 против кольцевой полости 3 выполнен с разрядным каналом 8, перекрытым запорным элементом 9. Кроме того, кожух образует с корпусом дополнительную кольцевую полость 10 (герметичную) , в которой помещен электронный узел управления запорным элементом 9. При этом основная кольцевая полость 3 заполнена флюидом, например водой, под давлением, а втулка 6 подпружинена с помощью упругого элемента, например пружины 11. Кольцевую полость 3 заполняют флюидом под давлением через клапан 12.

Электронный узел управления запорным элементом (фиг. 3) содержит датчик 13 давления, усилитель 14, электронный переключатель 15, пороговые узлы 16 и 17, электронное реле 18 и

19 времени, исполнительный узел 20 и источник 21 питания.

Устройство работает следующим об.- разом.

Перед спуском в скважину через клапан 12 закачивают жидкость в кольцевую полость 3, втулка 6 перемещается вниз, сдавливая упругий элемент, например пружину 11.

Ввиду отсутствия в устройстве деталей, уменьшающих сечение внутреннего канала, цементирование первой ступени осуществляют с применением полномерной разделительной пробки, что обеспечивает надежное разделение цементного раствора и продавочной жидкости и повышает качество цементирования .

В процессе цементирования сигналы от датчика 13 давления (в кольцевой полости 10) поступают в усилитель 14,

12327842

где преобразуются в электрическую,величину,, усиливаются и затем поступают в электронный переключатель 15, ко Торьш в первоначальном положении

5 обеспечивает прохождение сигнала на пороговые устройства 16.

По мере продавливания тампонажно- го раствора за колонну при цементировании первой ступени давление в ко 0 лонне возрастает. При достижении заранее заданной величины давления Р

пороговые устройства включают реле 18 времени и через заданное время, требуемое для окончания процесса це15 ментирования первой ступени, подается ток на исполнительный узел 20, которое открывает запорный элемент 9, жидкость под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11,

20 вытекает из кольцевой полости 3 через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка 6 перемещается вверх, циркуляционные отверстия 4 и 5 совмещаются с циркуляционным отвер35 стием 7.

Время Т от открытия запорного элемента 9 до совмещения циркуляционных отверстий определяется заранее на стенде.

30 После истечения расчетного времени Т реле 18 времени отключает напряжение с исполнительного узла 20 и переводит электронный переключатель 15 во второе положение, обеспечивающее прохождение сигнала на пороговое устройство 17. Запорный элемент 9 закрывается. Давление в колонне уменьшается до минимального значения. Производится промывка скважины через открытые циркуляционные отверстия 4, 5 и 7.

Затем осуществляют цементирование второй ступени обратным способом, при этом давление в обсадной колонне возрастает. При заранее определенной

35

40

45

50

5f

величине давления Р пороговое устройство 17 включает реле 19 времени и через заданное время, необходимое для ступени, подается ток на исполнительный узел 20, которое открывает запорный элемент 9, жидкость из кольцевой полости вытекает через разряд- ньш канал 8 в заколонное пространство, втулка 6 перемещается вверх и закрывает циркуляционные отверстия 4 и 5.

Использование устройства для ступенчатого цементирования обсадньгх колонн повышает надежность управления им в работе, исключает проведение до

величине давления Р пороговое устройство 17 включает реле 19 времени и через заданное время, необходимое для ступени, подается ток на исполнительный узел 20, которое открывает запорный элемент 9, жидкость из кольцевой полости вытекает через разряд- ньш канал 8 в заколонное пространство, втулка 6 перемещается вверх и закрывает циркуляционные отверстия 4 и 5.

Использование устройства для ступенчатого цементирования обсадньгх колонн повышает надежность управления им в работе, исключает проведение до1 1

полнительных технологических операций, связанных со спуском в колонну цементированных пробок для открытия и закрытия циркуляционных отверстий, отпадает необходимость в разбурива- нии этих пробок, которое является причиной потери герметичности цемен- гировочной муфты.Кроме того, исключа232784

I ется потеря герметичности обсадных колонн, происходившая из-за создания высокого избыточного давления, необходимого для среза срезных элемен- 5 тов. Таким образом, повышается надежность работы устройства, качество цементирования и снижаются трудозатраты на проведение цементирования.

.J5

Редактор А. Шишкина

Составитель В. Гршаанов

Техред М.Ходанич Корректор А. Ференц

Заказ 21 6/32Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

2/

ФигЗ