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

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для сооружения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при сооружении затрубного пространства способом обратного цементирования.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, исходное положение, как обратный клапан для предотвращения поступления из скважины раствора с флюидом внутрь спускаемой колонны и для осуш,ествления промывки колонны перед цементированием; на фиг. 2 - то же, как прямой клапан

Перед спуском в скважину в корпус 1 с ввернутой в него проставкой 6, в которой установлены срезные верхние 7 и нижние 8 штифты, а также пружинное кольцо 5,

5 вставляется втулка 2 в сборе с седлом 4, фиксатором промежуточного положения 9, шаром 3, прокладкой 10, резиновыми уплотнениями 11 до упора с верхними срезными штифтами, при этом разрезное пружинное кольцо 5 защелкивается в углубле ниях е седла. В таком первоначальном положении верхняя кольцевая полость г совмещается с боковым верхним каналом б и бо ковым нижним каналом в, клапан работает как обратный для прямой циркуляции.

для выполнения обратного цементирования; {5 Жидкость проходит последовательно сверху

вниз из верхней части обсадных труб Е боковой верхний канал б, кольцевую полость г, боковой канал в и далее в нижнюю часть обсадных труб.

на фиг. 3 - то же, как обратный клапан для предотвращения перетока цементного раствора, а также пластового флюида внутрь колонны и, кроме того, для разгрузки колонны от внутреннего давления. Устройство включает корпус 1 с выполненными на его внутренней поверхности верхней и нижней камерами полую подвижную втулку 2 с верхним, средним и нижним радиальными каналами а, б, в, посадочным седлом под бросовый элемент и расположенный внутри перекрывающий элемент 3 проходного канала полой подвижной втулки, седло 4, соединенное с Е тулкой на резьбе и зафиксированное относительно корпуса с помощью храпового

20 Перед началом обратного цементирова ния в колонну обсадных труб сбрасывается чугунный шар, который перекрывает центральный канал ж. Создавая давление 3-4 МПа на ycTiie, срезают щтиф25 ты 7, перемещая втулку 2 с седлом 4 до упора с нижними срезными штифтами 8, при этом разрезное пружинное кольцо, пропустив седло ниже, защелкивается на расчетной вытачке. В новом положении верхний канал а перемещается вниз и совмемеханизма, размещенного в нижней части JQ щается верхней кольцевой полостью г, канал б опускается вниз верхней полости, канал в опускается в нижнюю кольцевую полость д, клапан работает как прямой для обратной циркуляции.

корпуса и выполненного в виде пружинного кольца 5, установленного в проточке корпуса. Верхняя и нижняя камеры корпуса 1 с поверхностью втулки 2 образуют полости г, д. В нижней части корнал б опускается вниз верхней полости, канал в опускается в нижнюю кольцевую полость д, клапан работает как прямой для обратной циркуляции.

Жидкость проходит последовательно снипуса 1 на резьбе установлена простав- 35 зу вверх из нижней части обсадной колонка 6, в которой предусмотрены фиксаторы верхнего и нижнего положения втулки 2, выполненные в виде срезных штифтов 7 и 8, а седло снабжено фиксатором 9 промежуточного положения. Между втулкой и седлом установлена прокладка 10. Для герметизации контактирующих поверхностей корпуса и Е тулки установлены резиновые уплотнения 11 Для выполнения технологических операций используется бросовый чугунный niap 12. На

ны через канал б, кольцевую полость г, верхний канал а и далее в верхнюю часть обсадной колонны, приподнимая чугунный шар.

По окончании обратного цементирования создают давление 8 - 10 МПа внутри колонны, срезают нижние итифты 8, перемещая втулку с седлом далее вниз до упора штифтов 9 в проставку 6, при этом пружинное кольцо 5 защелкивается на новых перенаружной поверхности подвижной втулки 2 в двинутых углублениях. В окончательном понижнеи ее части выполнены кольцевые про- ТО 1КИ. В полой подвижной втулке выполнена камера 13 нротив среднего ряда радиальных каналов б. Перекрывающий элемент выполнен в форме шара 3 и установлен с возможностью поочередного пере- 50 дины втулки крытия верхнего и нижнего входного отверстия в камеру, причем плотность материала шара меньше плотности промывочной жидкости, а его диаметр меньше половины высоты камеры подвижной полой втулки 2.

ложении верхняя кольцевая полость совмещается с верхним пространством обсадной колонны и верхним каналом а, нижняя кольцевая полость д - с каналами бив, резиновые уплотнения сере- - с выступом 3 -- клапан работает как обратный для прямой циркуляции. При этом жидкость при необходимости может поступать сверху вниз носледовательно из верхней части колонны в нижнюю следующим путем: через верхнюю 55 коль 1евую полость г, верхний канал а, канал б, кольцевую полость д, канал в. После срезки нижних штифтов и небольшого количества пробной прокачки жидкости сниУстройство работает следуюш.им образом.

Перед спуском в скважину в корпус 1 с ввернутой в него проставкой 6, в которой установлены срезные верхние 7 и нижние 8 штифты, а также пружинное кольцо 5,

вставляется втулка 2 в сборе с седлом 4, фиксатором промежуточного положения 9, шаром 3, прокладкой 10, резиновыми уплотнениями 11 до упора с верхними срезными штифтами, при этом разрезное пружинное кольцо 5 защелкивается в углублениях е седла. В таком первоначальном положении верхняя кольцевая полость г совмещается с боковым верхним каналом б и бо ковым нижним каналом в, клапан работает как обратный для прямой циркуляции.

Перед началом обратного цементирова ния в колонну обсадных труб сбрасывается чугунный шар, который перекрывает центральный канал ж. Создавая давление 3-4 МПа на ycTiie, срезают щтифты 7, перемещая втулку 2 с седлом 4 до упора с нижними срезными штифтами 8, при этом разрезное пружинное кольцо, пропустив седло ниже, защелкивается на расчетной вытачке. В новом положении верхний канал а перемещается вниз и совменал б опускается вниз верхней полости, канал в опускается в нижнюю кольцевую полость д, клапан работает как прямой для обратной циркуляции.

Жидкость проходит последовательно сни зу вверх из нижней части обсадной колонны через канал б, кольцевую полость г, верхний канал а и далее в верхнюю часть обсадной колонны, приподнимая чугунный шар.

По окончании обратного цементирования создают давление 8 - 10 МПа внутри колонны, срезают нижние итифты 8, перемещая втулку с седлом далее вниз до упора штифтов 9 в проставку 6, при этом пружинное кольцо 5 защелкивается на новых передвинутых углублениях. В окончательном по0 дины втулки

ложении верхняя кольцевая полость совмещается с верхним пространством обсадной колонны и верхним каналом а, нижняя кольцевая полость д - с каналами бив, резиновые уплотнения сере- - с выступом 3 -- клапан работает как обратный для прямой циркуляции. При этом жидкость при необходимости может поступать сверху вниз носледовательно из верхней части колонны в нижнюю следующим путем: через верхнюю 5 коль 1евую полость г, верхний канал а, канал б, кольцевую полость д, канал в. После срезки нижних штифтов и небольшого количества пробной прокачки жидкости снимают избыточное давление с колонны и проверяют герметичность обратного клапана.

Формула изобретения

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее полый корпус с выполненными на его внутренней поверхности верхней и нижней камерами, полую подвижную втулку с верхним, средним и нижним рядами радиальных каналов и выполненным в ней посадочным седлом под бросовый элемент, перекрывающий элемент проходного канала полой подвижной втулки, фиксаторы нижнего и верхнего положения полой подвижной втулки, отличающееся тем, что, с целью рас- щирения технологических возможностей устройства, оно снабжено фиксатором промежуточного положения полой подвижной втулки и храповым механизмом, размещенным в нижней части корпуса и выполненным в виде пружинного кольца, установленного в проточке корпуса, и кольцевых проточек на наружной поверхности полой подвижной втулки в нижней ее части, при этом фиксаторы среднего и верхнего положения полой подвижной втулки-выпол- нены в виде срезаемых штифтов, в полой подвижной втулке выполпена камера против среднего ряда радиальных каналов с размещенным в нем перекрывающим элементом, выполненным в форме щара и установленным с возможностью поочередного 5 перекрытия верхнего и нижнего входных отверстий в камеру, причем плотность материала шара меньше плотности промывочной жидкости.

o

Фиг.2

Редактор С. Патрушева Заказ 5497/29

Составитель Н. Чепига

Техред И. ВересКорректор Л. Патай

Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государствеиного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5 Производствеино-полиграфическое иредприятие, г. Ужгород, ул. Проектиая, 4

Фиг.З

Изобретение относится к области горной пром-ти и предназначено для сооружения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устр-ва. Оно содержит полый корпус (К) 1 с выполненными на его внутренней поверхности верхней и нижней камерами, полую подвижную втулку (ПВ) 2 с верхним а, средним б и нижним в рядами радиальных каналов и фиксаторы верхнего и нижнего ее положения в виде срезных 1нтифтов 7 и 8. В НВ 2 выполнено посадочное седло 4 под бросовьи э, 1емс11Т, снабженное фиксатором 9 промежуточного положения ЦВ 2. В ппжней части К 1 размешен храповой механизм, вьп1Олнен1П)П 1 в виде пружинного кольца 5, установленного в проточке К 1, и кольневьгх проточек на ЦВ 2 в нижней ее части. Против среднего ряда б каналов в ПВ 2 выполнена камера с размещенным в пей nejio- крываюшим элементом (ЦЭ) 3 в виде шара. Он поочередно перекрывает верхнее и нижнее отверстия в камеру. Нлотпость материала ЦЭ 3 меньше плотности промывочной жидкости. Диаметр НЭ 3 меньп1е Г1оло ипы высоты ЦВ 2. Цри передвижении ПВ 2 под действием гпдрав;|ического дав.ченяя и бросового элемента ЦЭ 3. первоначально установленный как обратный для прямой циркуляции жидкости, переводится в положение прямого (для обратной циркуляции). Цосле выполнения обратного цементирования ЦЭ 3 переводится в положение обратного. Б процессе обратного цементирования можно при необходимости осу1цеств. 1ять промывку колонн. 3 ил. / iS (Л со ел -vj сд 4 а: