Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1987 года по МПК E21B33/14 

JO

1

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

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет повышения надежности цементирования верхней ступени.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - то же, в момент цементирования верхней ступени обсадной колонны; на фиг. 3 - то же, после разбуривания цементного стакана, находящегося в месте установки устройства.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, имеющего заливочные отверстия 2, верхнего и нижнего переходников 3 и 4, дифференциальной втулки 5 с патрубком 6, перекрывающей заливочные отверстия 2.

Верхний переходник 3 и корпус 1 имеют окна, в которые вставлены под- вкясные шпонки 7.0т выпадения внутрь шпонки закрыты патрубком 8, укрепленном на срезных элементах 9 во .втулке 10, закрепленной с помощью срезных элементов 11. К патрубку 8 жестко подсоединена нижняя пробка 12, Под переводником 3 в корпусе 1 размещена дифференциальная втулка 5, ук- репленная срезными элементами 13.

Верхняя часть корпуса 1 и нижняя часть верхнего переводника 3 выполнены ступенчатыми. В результате такого выполнения корпус 1 имеет ограни- чительный буртик 14, а переводник 3- выступ 15. Верхняя часть 16 нижнего переводника. 4 выполнена утолщенной и в ней выполнена на внутренней поверхности кольцевая проточка 17. На наружной поверхности патрубка 6 выполнена кольцевая проточка 18. Герметичность устройства обеспечивается наличием уплотнений 19. Пространст зо, заключенное между торцом нижнего пе-. реводника 4, корпусом 1, дифференциальной втулкой 5 с патрубком 6, образует кольцевую полость 20, соединенную с затрубным пространством отверстиями 21.

20

25

Устройство работает следующим образом.

Окончив закачивание цементного раствора для нижней ступени обсадной колонны внутрь ее бросают разделительную пробку (не показана) и продавливают ее буровым раствором. Эта пробка заходит внутрь устройства и

12899822

перекрывает внутренний канал нижней пробки 12. При повышении давления штифты 9 срезаются, и обе пробки вместе с патрубком 8 начинают двигаться 5 . вниз по обсадной колонне.

Как только патрубок 8 опустится ниже шпонок 7, то при повороте шпонки 7 выталкиваются внутрь колонны за счет боковых скосов, выполненных на шпоночных канавках. После выпадения шпонок 7 проворачивается только верхняя ступень обсадной колонны 3 (фиг. 2).

После опускания разделительных 5 пробок и патрубка 8 ниже устройства на дифференциальную втулку начинает действовать внутреннее давление обсадной колонны.

В момент посадки пробок на упорное кольцо нижней ступени при достижении заданной величины избыточного давления срезаются элементы 13 и дифференциальная втулка 5 опускается вниз, пока не откроются заливочные отверстия 2 корпуса 1 . При опускании вниз втулки 5 жидкость из ее полости вытесняется в затрубное пространство через отверстия 21 корпуса 1.

По окончании промывки в интервале верхней ступени и ОЗЦ нижней ступени в обсадную колонну закачивают цементный раствор. Цементный раствор про- .давливают пробкой с жестким сердечником (пробка не показана.

В процессе ОЗЦ нижней ступени верхнюю ступень периодически или постоянно проворачивают. После ОЗЦ нижней ступени обсадную колонну разгружают на вес низшей ступени с целью згменьшения нагрузки на соприкасающиеся ступенчатые поверхности корпуса 1 и верхнего переводника 3. В процессе выхода цементного раствора из заливочных отверстий 2 в затрубное 45 пространство верхнюю ступень продол- . жают вращать. За счет этого обеспечивается более полное удаление буровой жидкости из кавернозных участков .ствола скважины и более равномерное заполнение затрубного пространства цементным раствором.

35

40

50

После посадки пробки с жестким сердечником на втулку 10 закачива- 55 ние продавочной жидкости прекращают, а верхнюю ступень опускают так, чтобы верхний переходник 3 выступом 15 перекрыл заливочные отверстия 2 и одновременно дошел до торца втулки 5.

После посадки пробки с жестким сердечником на втулку 10 закачива- 55 ние продавочной жидкости прекращают, а верхнюю ступень опускают так, чтобы верхний переходник 3 выступом 15 перекрыл заливочные отверстия 2 и одновременно дошел до торца втулки 5.

Под действием веса верхней ступе ни колонны втулка 5 вместе с патруб ком 6 опускается вниз, пока не дойдет до торца нижнего переходника 4.

При опускании вниз втулки 5 жидкость из полости 20 выходит через кольцевой канал,. образованный проточками 17 и 18 (фиг. 2).

Проверяют герметичность перекрытия заливочных отверстий 2 путем снижения давления в полости обсадной колонны до атмосферного или создания избыточного давления по сравнению с давлением при закачивании

2899824

цементного раствора (или заданным по условиям дальнейших работ, которые будут проводиться в обсадной колонне) .

5

После ОЗЦ верхней ступени разбуривают разделительную пробку с жестким сердечником, втулку 10, цементный стакан и патрубок 6. За счет JO давления веса части верхней ступени колонны и наличия уплотнений на соприкасающихся пов ерхностях обеспечивается надежная герметичность устройства.

фиг.1

(. 2

Составитель Е.Молчанова Редактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 7879/30 Тираж 554Подписное

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

(р{/г. J