Устройство для обратного цементирования обсадных колонн Советский патент 1988 года по МПК E21B33/14 

4 ГчЭ СП

г

N3

/Кидкость. в итоге Э 4 перекрывает центральный проходной К в устройстве, перекрываются К 11, а втулка 8 герметизирует

К 10. После снятия давления обсадная колонна оставляется на время цементирования. 4 ил.

Изобретение относится к горной пром-сти и позволяет повысить надежность работы устр-ва. Оно включает полый цилиндрический корпус 1, ступенчатое посадочное седло 2 с осевым отверстием 3 под запорный элемент (Э) 4, посадочный конус 5 с радиальными каналами (К) 6 и узлом соединения под промывочную колонну 7. В корпусе 1 установлена подвижная втулка 8с наружным буртом 15, полым упором 16 и рядами К 9, 10, 11, образующая с корпусом I кольцевую полость 12. Нижний ряд 11 охватывает обратный клапан 13 в виде эластичного кольца. Концентрично внутренней поверхности втулки 8 установлена плавающая втулка 14. Нижняя ступень седла 2 выполнена с осевыми периферийными К 18. После промывки скважины осуществляют обратное цементирование, для чего в конце промывки продавливают Э 4 до посадки в седло 2. Втулка 14 опускается до упора 16 и обеспечивается возможность обратной циркуляции. Далее закачивают буферную жидкость, при этом Э 4 перекрывают посадочное седло, а втулка 14 открывает нижние К П. Закачивэют тампонажный раствор, а затем - буферную i СЛ

1

Изобретение относится к горной нро- 1ып ленности, а точнее к нефтегазодобы- ииощей, и может быть использовано при реплении скважин методом обратной цир- уляцин.

Цель изобретения - повьинение надеж- юсти работы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство в ком- юновке с устьевой и обсадной колоннами, эбщий вид; на фиг. 2 - то же, после открытия циркуляционных отверстий и в процессе юментирования; на фиг. 3 --- то же, в момент акрьггия. циркуляционных отверстий; на |)иг. 4 то же, после окончания процесса юмен гирования.

1Устройство включает полый цилиндри- (сский корпус 1, посадочное седло 2, выпол- JHCHHoe в виде ступеней с осевым отвер- ртием 3 под запорный эле.мент .4, носадоч- 1ый конус 5 с выполненными в нем ра- |диалы1ыми каналами 6 и имеющий узел приоединения иод промывочную колонну 7, под- 5ижпую втулку 8 с выполненным в ней верх- 1ИМ 9, средним 10 и нижним 11 рядами ра- 1.иальных каналов и установленную в корпусе 1 с образованием между ними кольце- рой полости 12, обратный клапан 13, выпол- |Ненный в виде эластичного кольца, охват1з1- Ьаюпхего нижний ряд радиальных каналов il 1, плавающую втулку 14, размещенную кон- центрично внутренней поверхности подвижной втулки. Подвижная втулка 8 выполнена в верхней части с наружным буртом 15, а в нижней - с полым упором 16 под нлаваю- Н1ую втулку. Корпус устройства выполнен с кольцевым выступо.м 17 с воз.можностью его взаимодействия с наружным буртом подвижной втулки, посадочное седло 2 выполнено ступенчатым под дополнительные запорные элементы 4 различного диаметра, причем нижняя ступень посадочного седла

2выполнена с осевыми периферийными каналами 18. Устройство соединяется с обсадной колонной 19, имеющей в верхней части герметизирующую головку 20 с кранами 21 и 22.

Устройство работает следующим образом (рассматриваем случай обратного цементирования после спуска в скважину обсадной и промывочной колонн с применением предлагаемого устройства, установленного над башмаком обсадной колонны).

0

5

0

5

0

5

0

5

При промывке пускают и устанавливают запорный элемент меньщего диаметра. Процесс обратного це.ментирования с предлагаемым устройством начинается после промывки скважины через открь тый кран 22 промывочной колонны 1 при закрытом кране 21. Для создания гидравлической связи затруб- ного пространства с внутренней полостью обсадной колонны в конце промывки через промывочную колонну пускается и продавливается запорный элемент 4 больщего диаметра до посадки его в верхнее посадочное седло 2. При нагнетании и создании в колонне расчетного избыточного давлении плавающая втулка 4 перемещается вниз до упора 16. При этом давление в колонне снимается и обеспечивается возможность обратной циркуляции. После этого в затрубное пространство скважины при открьггых кранах 21 и 22 закачивают буферную сигнальную жидкость в объеме, равном объему промывочной колонны.. В начальный момент ее закачки запорные элементы 4 приподнимаются и перекрывают центральный канал в посадочном седле. При этом плавающая втулка 14 смещается вверх и открывает нижние боковые каналы 11. Одновременно от потока жидкости отжимается обратный клапан 13, а обратная циркуляция жидкости осуществляется через нижние 11 и верхние 9 каналы. Вслед за буферной жидкостью в затрубное пространство закачивается расчетный объем тампонажного раствора. Перед закачкой последней порции тампонажного раствора, объем которого равен объему буферной (сигнальной) жидкости, кран 21 закрывается. Момент окончания процесса закачки тампонажного раствора устанавливается по появлению на устье буферной (сигнальной) жидкости. После этого через кран 22 в обсадную колонну нагнетается жидкость. В момент начала ее движения запорный элемент 4 садитс я в седло 2 (фиг. 3) и перекрывает центральный проходной канал в устройстве. Одновременно перекрываются нижние каналы 11 обратным клапаном 13. При дальнейщем нагнетании жидкости в колонну вырастает давление, и при заданной расчетной величине подвижная втулка 8 перемещается вверх, при этом происходит герметизация циркуляционных каналов 10. Затем при открытом кране 22

через кран 21 вымываются буферная (сигнальная) жидкость и излии1ки тампонажного раствора из колонны над башмаком. После этого давление в колонне снимается, а обсадная колонна оставляется на ОЗЦ.

Формула изобретения

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее польж цилиндрический , посадочное седло с осевым отверстием под запорный элемент, посадочный конус с выполненными в нем радиальными каналами, размещенный над посадочным седлом и имеющий узел соединения под промывочную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено подвижной втулкой с выполненными в ней верхним, средним и нижним рядами радиаль /У/////Л

70/

П

Фиг. 2

0

5

ных каналов и установленной в корпусе с образованием между ними кольцевой полости и с возможностью осевого перемещения, обратным клапаном, вьню.чненным в виде эластичного ко.шца, охватывающего нижний ряд радиальных каналов, и п. 1авающей втулкой, размещенной концеитрично внут|)С1111ей поверхности подвижной втулки, при этом подвижная вту, 1ка выполнена в верхн.еп час- гн с наружным бх ртом, а R нижней с полым унором под плаваюп1 Ю вту., корпус выполнен с кольцевым выступом с возможностью его взаимодействия с паружпым буртом подвижной . а посадочное седло размещено в плаваюо1.ей вту,тке и выпо. ь нено ступенчатым под дополнительные запорные элементы различных диаметров, при- че.м нижняя ступень посадочпого седла выполнена с осевыми псрифсрийпыми кана- л а м и.

Фиг.З