Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1988 года по МПК E21B33/14 

(Л

00

со N

ел

мере установлен ступенчатый элемент (э) 9, жестко соединенный с нижней частью К 2„ Внутри Э 9 установлена подвесная заслонка 10„ Нижняя часть Э 9 имеет внутренний буртик, а верхняя выполнена разрезной Верхний торец заслонки 10 и разрезная Часть Э 9 выполнены коническими. Избыточным давлением срезаются штифты 7, и втулка 6 поднимается, открьгоая отверстия 3. В процессе промьтки створа скважин в колонну сбрасьтают управляющий контейнер (УК). В итоге циркуляция жидкости производится через отверстия УК и отверстия 3 Закачивают цементный раствор второй ступени. Давление в колонне повышается. Усилие от перепада давления над и под муфтой передается на срезные Э S Они срезаются, и К 2 опускается, В итоге втулка 5 с УК и продавочной пробкой падают на забой, 4 ил.

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить надежность муфты в работе путем принудительного утапливания уплотнения посадочной втулки Муфта включает кожух 1, подвижный корпус (к) 2с выполненными в них циркуляционными отверстиями 3, посадочную 5 и дифференциальную 6 втулки. Уплотнение втулки 5 размещено между ней и К 2, Кольцевая камера муфты расположена между нижним торцом К 2 и кожухом 1„ В ка

1

Изобретение относится к горной промьшшенности, точнее к нефтегазодо- бьшающей, и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения - повьшение надежности муфты в работе путем принудительного утапливания уплотнения посадочной втулки.

На фиго1 изображена муфта в исход- ном положении, общий вид; на фиг,2 - сбрасываемый с устья скважины управляющий контейнер; на фиг.З - узел уплотнения посадочной втулки, исходное положение; на фиг.4 - то же, псх:- ле закрытия муфты.

Муфта содержит составной кожух 1 и корпус 2 с циркуляционными отверстиями 3. В осевом канале корпуса на подпружиненных сухарях 4 установлена посадочная втулка 5, Между корпусом и кожухом установлена дифференциальная втулка 6, зафиксированная относительно кожуха штифтами 7, Корпус зафиксирован относительно кожуха срезными элементами 8, В нижней части корпуса 2 установлен ступенчатый элемент 9, нижняя часть которого жестко сединена с корпусом, а верхняя - выполнена разрезной. Во внутренней полости ступенчатого элемента 9 установлена подвесная заслонка 10„Верхняя часть ступенчатого элемента выполнена конической и опирается на посадочную втулку 5 и подвесную за- слонку 10, Верхний торец подвесной заслонки также выполнен коническим. Между ступенчатым элементом и кожухом 1 установлен уплотнительный элемент 11, герметизирующий зазор между корпусом и посадочной втулкой. Сбрасываемый контейнер (фиг,2) состоит из нижней 12 и верхней 13 коаксиальных втулок и размещенного между ними эластичного элемента 14. Отверстия

15служат для закачивания цемента второй ступени. Кольцевые уплотнения

16служат для герметизации элементов муфты,

Между нижним торцом корпуса 2 и кожухом 1 вьшолнена кольцевая камера 17. Внутренний диаметр корпуса 2 равен внутреннему диаметру подвесной заслонки и внутреннему диаметру нижерасположенных обсадных труб с максимальной толщиной стенки. Ступенчатый элемент 9 в нижней части вьтол- нен с внутренним буртиком 18, а подвесная заслонка - 10 с соответствующим выступом 19.

Муфта работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг.1, муфта устанавливается в обсадной колонне в заданном интервале. После окончания спуска обсадной колонны производится цементирование первой ступени с применением эластичной цементировочной пробки (не показана).

При посадке цементировочной пробки на упорное кольцо Стоп, установленное в нижней части обсадной колонны, под действием избыточного давления На дифференциальную втулку 6 срезаются элементы и дефференциальная втулка 6 перемещается вверх до упора, при этом открываются циркуляционные отверстия 3, о чем св1щетельствует

резкое падение давления в обсадной колонне.

В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора первой ступени в колонну сбрасывают управляюгчий контейнер, который под действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до посадки нижней втулки 12 на посадочную втулку 5.

При этом перекрывается внутреннее сечение муфты ниже циркуляционных отверстий 3, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через отвер - стия 15 управляющего контейнера и отверстия 3 корпуса и кожуха.После выдержки технологически необходимого интервала времени приступают к за качиванию цементного раствора второй ступени. После закачивания расчетного объема цементного раствора в колонну пускают верхнюю проравочную пробку (не показана).

Во время продавливания цементного раствора в затрубное пространство происходит рост давления в колонне, которое действует на перекрытый осевой канал муфты„ Уплотнительный элемент 11 лежит на разрезной части ступенчатого элемента 9, которая, опираясь на подвесную заслонку Ю и посадочную втулку 5, позволяет уплотнени посадо 1ной втулки продавиться в за- зор посадочной втулки-заслонки.

Усилие от перепада давления над муфтой и под ней передается через посадочную втулку 3, сухари А и корпус 2 на срезные элементы 8„ В момент окончания продавки цементного раствора второй ступени верхняя цементировочная пробка садится на контейнер, при этом прекращается циркулядия и начинает расти давление внутри колонны Давление продолжают повышать, при этом происходит распакеровка эластичного элемента 14, а продавоч- ная пробка входит в верхнюю втулку 13 контейнера. Этот момент отмечает- ся резким повышением давления. По достижении заданной величины давлени происходит срезка элементов 8 и кор

0

5 0 5

35

0

40

45

пус 2 смещается вниз до упора в кожух I о

При этом подвесная заслонка Ю упирается в кожух I и смещается вверх относительно ступенчатого элемента 9, а коническая часть заслонки 10 отжимает разрядную часть ступенчатого элемента 9 и уплотнительный элемент I1 в полость между корпусом и подвесной заслонкой.

Отверстия 3 корпуса смещаются ниже уплотнения 16 в кожухе, а сухари 4 выпадают во внутреннюю полость кожуха 1 , Посадочная втулка 5 совместно с контейнером и продавочной пробкой свободно падают на забой скважины.

Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колоКн, включающая кожух, установленный с возможностью перемещения относительно него корпу- с с выполненными в них циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, размещенную в осевом канале корпуса, дифференциальную втулку, уплотнение посадочной втулки, размещенное между посадочной втулкой и корпусом, кольцевую камеру, образованную между нижним торцом корпуса и кожухом, управ- лякиций контейнер, отличающаяся- тем, что, с целью повьщте- ния надежности работы путем принудительного утапливания уплотнения посадочной втулки, она снабжена ступенчатым элементом, установленным в кольцевой камере и жестко соединенным с нижней частью корпуса и подвесной заслонкой, установленной внутри ступенчатого элемента с возможностью взаимодействия в нижнем своем положении с кожухом, при этом нижняя часть ступенчатого элемента выполнена с внутренним буртиком, взаимодействующим с соответствующим выступом подвесной заслонки, а верхняя часть - разрезной и устаиовлена с возможностью взаимодействия с посадочной втулкой и подвесной заслонкой, причем верхний торец подвесной заслонки и разрезная часть ступенчатого элемента выполнены коническими.

ЧигЗфм

Составитель Н„Чепига Редактор Н„Рогулич Техред А.Кравчук Корректор «Шароши

Заказ 953/33Тираж 531Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

7J

1

1г

Фиг. г