Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1987 года по МПК E21B33/14 

торой установлена В 6, перекрывающая О 3. Нижняя и верхняя РП муфты имеют посадочные седла 5. Внутри седла под верхней РП размещено срезное кольцо 9, снабженное тягами 10. Причем нижняя РП выполнена со стержнем с проточками и выступает ниже эластичных манжет 14 нижней РП. А В 2 имеет радиальные отверстия с полыми стопорами 11 внутри них. При цементировании первой

1

Изобретение относится к горной промьшленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем исключения зависания управляющих деталей и исключения осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок.

На фиг, 1 изображена муфта а исходном положении в процессе спуска в скважину; па фиг. 2 - нижняя разделительная пробка после срезки полых стопоров в процессе движения по обсадной колонне; на фиг. 3 - верхняя разделительная пробка, выполненная в виде контейнера.

Муфта содержит составной корпус 1 и подвижную втулку 2 с выполненными в них циркуляционными отверстиями 3. В окнах, выполненных в подвижной втулке 2, установлены подпружиненные сухари 4, которые удерживают посадочное седло 5 под нижнюю разделительную пробку относительно корпуса посредством внутренней треугольной резьбы на сухарях и ответной ей наружной резьбы на посадочном седле 5. Подпружиненные сухари 4 представляют собой секторы, выполненные из резьбового кольца с внутренней резьбой, снабженные пружинными элементами (не показаны) , прижимающими сухари из окон подвижной втулки наружу к внутренней поверхности корпуса 1. Между корпусом 1 и подвижной втулкой 2 во внутренней расточке корпуса установлена перекрывающая втулка 6, зафиксированступени в колонну спускают нижнюю РП. Давление повышается и срезаются стопоры 11, а тяги 10 сжимаются. Далее нижняя РП движется вниз и стопорится. Избыточным давлением срезаются стопоры 7 В 6, и она поднимается. При промывке сбрасывают верхнюю РП. Цементируя BTopjTO ступень, увеличивают давление в колонне. В истоге В 2 опускается до упора в корпус 1. 3 ил.

ная относительно корпуса 1 стопорами 7. Подвижная втулка 2 зафиксирована относительно корпуса 1 срезными элементами 8. Во внутренней полости посадочного седла 5 установлено срезное кольцо 9, снабженное тягами 10. В верхней части тяги контактируют с подвижной втулкой 2 и жестко связаны с ней полыми стопорами 11, установ

ленными в радиальных отверстиях по25

движной втулки. Стопоры 11 и кольцевое уплотнение 12 исключают доступ избыточного давления в обсадной колонне к перекрывающей втулке 6. Сто поры 11 предохраняют перекрывающую втулку 6 от случайных повышений давления внутри обсадной колонны во время спуска ее в скважину с промывками. Зазор между посадочным седлом 5 и

20 корпусом 1 герметизируется уплотнением, состоящим из разрезного пружинного кольца 13 и эластичного элемента 14, установленного вьш1е него. Кольцо 13 предварительно сжато и после закрытия муфты утапливается совместно с элементом 14 в кольцевой полости 15 подвижной втулки 2.

Нижняя разделительная пробка 16, кроме основной функции, предназначе30 на также для срезки польпс стопоров 11 и получения сигнала Стоп в процессе цементирования первой ступени. В нижней части она выполнена с удлиненным стержнем 17, посадочным седлом 18

35 и фиксатором 19 для размещения на нем срезного кольца 9 с тягами 10.

Верхняя разделительная пробка 20 выполнена в виде контейнера 21, элас- :тичного элемента 22, установленного в 40 телескопическом соединении.

13

Устройство работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг.1, муфта устанавливается в заданном интервале обсадной колонны. Стопоры исключают доступ избыточного давления в колонне к перекрывающей втулке 6 и предохраняют ее от преждевременного срабатывания во время промежуточных промывок при спуске обсадной колонны.

После окончания спуска обсадной колонны производится цейентирование первой ступени в обычном порядке с применением нижней разделительной пробки 16. После закачивания цементного раствора в,колонну пускают разделительную пробку 16 и прокачивают продавочную жидкость. При этом прода- вочная пробка доходит до зоны муфты и садится на срезное кольцо 9 своей носовой частью. В колонне повьшают давление до заданной величины, что приводит к срезке полых стопоров 11 по контактной поверхности тяга - внутренняя полость подвижной втулки 2. Под действием сил упругости тяги 10 сжимаются и разделительная пробка 16 совместно с кольцом 9 и тягами 10 беспрепятственно проходит осевой канал посадочного седла 5 и движется по обсадной колонне. При по10 второй ступени цементировочная пробка садится на контейнер 21, при этом прекращается циркуляция и происходит распакеровка эластичного уплотнитель- ного элемента 22, а пробка заходит

15 в кон.тейнер 21. Этот момент отмечается резким повышением давления в колонне. По достижении заданной величины давления происходит срезка элементов 8 и подвижная втулка 2 смещается

20 вниз до упора в корпус 1. При этом отверстия 3 подвижной втулки смещаются ниже уплотнения 12 в корпусе, а сухари 4 выпадают во внутреннюю полость корпуса 1. Посадочное седло 5

25 совместно с контейнером и продавочной пробкой падают на забой скважины. Пружинное кольцо 13 и эластичный элемент 14 утапливаются во внутренней полости подвижной втулки.

30

Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая садке нижней разделительной пробки 16 35 полый цилиндрический корпус и подвижна упорное кольцо Стоп, установлен- ную втулку с выполненными в них цир- ное в нижней части обсадной колонны, под действием избыточного давления на перекрывающую втулку 6 снизу срезаются стопорь 7 и перекрывающая втулка 6 перемещается вверх до упора.

куляционными отверстиями, перекрывающую циркуляционные отверстия втулку, посадочное седло под нижнюю раздели- 40 тельную пробку, выполненную со стержнем, выступающим ниже эластичных манпри этом открываются циркуляционные отверстия 3, о чем свидетельствует резкое падение давления в обсадной колонне.

В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора первой ступени в колонну сбрасывают верхнюю пробку, которая под действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до посадки пробки 20 на посадочное седло 5. При этом перекрывается внутреннее сечежет пробки, посадочное седло под верхнюю разделительную пробку, срезное кольцо с тягами, стопоры, фиксирую45 щие подвижную и перекрывающую втулки относительно корпуса, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повьщ1е- ния надежности работы устройства путем исключения зависания управляющих

CQ деталей и исключения осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок, корпус против циркуляционных отверстий выполнен

с внутренней расточкой, в которой ние муфты ниже циркуляционных отверс- gg установлена перекрывающая втулка с об- тий 3, а циркуляция промывочной жид-разованием над и под ней верхней и

кости осуществляется через циркуля-нижней полостей, подвижная втулка

ционные отверстия контейнера и от-выполнен а с радиальными отверстиями,

верстия 3 корпуса и подвижной втулки. совпадающими при верхнем ее положе

После выдержки технологически необходимого интервала времени приступают к закачиванию цементного раствора второй ступени. После откачивания расчетного объема цементного раствора в колонну пускают цементировочную пробку (не показана). В момент окончания продавки цементного раствора

второй ступени цементировочная пробка садится на контейнер 21, при этом . прекращается циркуляция и происходит распакеровка эластичного уплотнитель- ного элемента 22, а пробка заходит

в кон.тейнер 21. Этот момент отмечается резким повышением давления в колонне. По достижении заданной величины давления происходит срезка элементов 8 и подвижная втулка 2 смещается

вниз до упора в корпус 1. При этом отверстия 3 подвижной втулки смещаются ниже уплотнения 12 в корпусе, а сухари 4 выпадают во внутреннюю полость корпуса 1. Посадочное седло 5

совместно с контейнером и продавочной пробкой падают на забой скважины. Пружинное кольцо 13 и эластичный элемент 14 утапливаются во внутренней полости подвижной втулки.

30

Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая 35 полый цилиндрический корпус и подвиж ную втулку с выполненными в них цир-

куляционными отверстиями, перекрывающую циркуляционные отверстия втулку, посадочное седло под нижнюю раздели- 40 тельную пробку, выполненную со стержнем, выступающим ниже эластичных манжет пробки, посадочное седло под верхнюю разделительную пробку, срезное кольцо с тягами, стопоры, фиксирую45 щие подвижную и перекрывающую втулки относительно корпуса, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повьщ1е- ния надежности работы устройства путем исключения зависания управляющих

CQ деталей и исключения осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок, корпус против циркуляционных отверстий выполнен

НИИ с нижней полостью, в которых установлены полые стопоры, фиксирующие срезное кольцо и связанные посредст-, вом тяг с последним, при этом перекрывающая втулка установлена с возможностью перемещения и гдцравличес- кой связи верхней полости с внешним пространством, а нижней полости - с

внутренним после расфнксации срезного кольца, причем срезное кольцо установлено внутри посадочного седла под верхнюю разделительную пробку, а стержень нижней разделительной пробки выполнен с проточками для фиксированного размещения На нем срезного кольца с тягами.

фие. I

Фиг.З

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей пром-ти и позволяет повысить надежность работы устройства путем исключения зависания управляющих деталей и осложнений, связанных с разрушением эластичных манжет разделительных пробок (РП). Муфта включает полый цилиндрический корпус 1 и подвижную втулку (в) 2 с выполненными в них циркуляционными отверстиями (О) 3. Корпус 1 против О 3 имеет внутреннюю расточку, в коW со СП О со со N3

Составитель Н.Чепига Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

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