Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования Советский патент 1988 года по МПК E21B33/16 E21B33/14 

1143

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использова - но при цементиройании обсадных колонн методом ступенчатого цементирования ,

Цель изобретения - повышение надежности ступенчатого цементирования.

На фиг. показана предлагаемая пробка для управления муфтой, в ис(. ходном положении; на фиг.2 - то же , в процессе цементирования первой ступени (стрелками показано движение жидкocти)J на фиг.З - то же, в сонеч- нон положении; на фиг,4 сечение А-А на фиг.; на фиг.З - фиксатор запорного элемента, выключаемый заданным числом силовых импульсов в исход- ном положении; на фиг.6 - то же, после первого хода запорного элемента вверх; на фиг.7 - то же, после силового импульса вниз в результате по-: вьш1ения давления в скважине. .

Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования содержит полый корпус J с размеш;енным в нем с возможностью осевого перемешения запорным элементом 2, состоящим из верх него 3 и нижнего 4 поршней, В нижнем поршне 4 выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратным клапаном 6, установленным подвижно на штоке 7 и выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб. На наружной поверхности нижнего поршня установлено пружинное кольцо ЛО, которое может взаимодействовать с проточками 11 и 12 в корпусе в крайнем верхнем и ниж- нем положениях. Перемещению запорного элемента в крайнее верхнее положение препятствует фиксатор 13, включаемый заданным числом силовых импульсов, состоящий из упруго раскры- тых пружинных колец j4, расположенных в проточке 11 корпуса J. Для взаимодействия с фиксатором на верхнем торце нижнего поршня 4 выполнена проточка 15. Для связи с муфтой ступен

чатого цементирования пробка снабжена стопорным кольцом 16.

Пробка для управления муфтой работает следующим образом.

Дпя управления муфтой пробку пус- кают в скважину самостоятельно или соединенную срезным элементом с верхней разделительной пробкой в процессе цементирования первой ступени.При

5

0 c О д

0

е

посадке в муфту стопорное кольцо 16 (фиг.З) фиксирует пробку от перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает верхний и нижний поршни 3 и 4 вниз до упора пружинного кольца JO в бурт проточки 12 корпуса .1 . Под действием напора жидкости шайбы 8 и 9 опускаются в нижнее положение и пропускают поток жидкости вниз. При этом эластичная шайба 8 отгибается, увеличивая проходное сечение как по периферии шайб, так и через отверстия в упорной шайбе 9, обеспечивая условия нормальной циркуляции для цементирования первой ступени.

В случае аварийного или запланированного сброса давления нагнетания на устье скважины эластичная шайба перекрьшает вход в полость пробки. Жидкость,, сжатая давлением под пробкой, расширяется и поднимает нижний поршень 4.

Нижний поршень 4 (фиг.З) перемещается вверх до упора буртом проточ - ки 13 в пружинные кольца J4 (фиг.6). После возобновления нагнетания нижний поршень 4 опускается, при этом первое пружинное кольцо J4 в результате упора в бурт проточки 11 корпуса снимается с проточки J3 (фиг.7). Оставшееся кольцо 14 в нижнем поршне 4 позволяет еще один раз остановить насосы в процессе цементирования первой ступени. При очередном сбросе и восстановлении давления ниж ний поршень 4 освобождает последнее кольцо 14.

По окончании цементирования и сброса давления на устье скважины ; жидкость, перетекающая снизу вверх, поднимает нижний поршень 4 в крайнее верхнее положение, при этом стопорное кольцо 10 попадает в проточку 11 в корпусе и фиксирует запорный элемент в крайнем верхнем положении, а верхний поршень 3 герметично перекр{ 1г вает вход в полость пробки.

Если цементирование первой ступени протекает без остановки, то для отключения фиксатора запорного элемента необходимо произвести два цикла подъема и сброса давления.

После закрытия пробки созданием избыточного давления в скважине открывают муфту ступенчатого цементирования и осуществляют цементирование второй ступени.

Изобретение относится к горной; а именно к нефтегазодобывающей пром-сти, м.б. использовано при цементировании обсадных колонн методом ступенчатого цементирования и позволяет повысить его надежность. В корпусе 1 размещен с возможностью осевого перемещения запорный элемент 2, состоящий из последовательно расположенных и связанных между собой верхнего поршня (П) 3 и нижнего П 4. В последнем выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратньгм клапаном 6, выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб (Ш). На наружной поверхности П 4 установлено пружинное кольцо (К) 10, взаимодействующее с проточками 11,12 в корпусе 1 в крайнем верхнем и нигжнем положениях. Фиксатор 13 элемента 2 установлен с возможностью обеспечения последнему одностороннего хода и состоит из упруго раскрытых пружинных К 14, расположенных в проточке 11 корпуса 1 . Для взаимодействия с ф.ик- сатором 13 на верхне- торце II 4 выполнена проточка 15f для связи с ;уф- той ступенчатого цементирования пробка снабжена стопорным К 36, При посадке в муфту К 16 удерживает пробку от перемещения вверх. Поток продавоч- ной жидкости перемещает П 3 и 4 вниз до упора К 10 в бурт проточки .2. корпуса 1. Под действием напора жидкости Ш 8,9 опускаю тся в нижнее положе ние и пропускают поток жидкости вниз. При этом Ш 8 отгибается, увеличивая проходное сечение. 7 ил. С .

Фиг.З

If 15

Фие.5

ФигМ

Фке.6