Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1989 года по МПК E21B33/14 

10. В ней размещен электронный узел управления 33 9, содержапщй магнито- управляемый герметичный контакт (МУГК) для отверстия ЗЭ 9, схему управления, исполнительный механизм, источник питания, дополнительный электрический контакт (ДЭК) и толкатель, установленный с возиожностью взаимодействия с втулкой 6 и замыкания ДЭК для закрытия ЗЭ 9 при совмег щении отверстий 7, 4, 5. В комплект устройства входит бросовый стакан с кольцевым постоянным магнитом. После окончания цементирования первой ступени сбрасывается стакан с

магнитом, который, проходя через корпус 1, замыкает МУГК. Сигнал с МУГК поступает на схему управления. Исполнительный механизм открывает ЗЭ 9. Втулка 6 перемещается вверх, отверстия 7 совмещаются с отверстиями 4 и 5, а толкатель замыкает ДЭК и исполнительньй механизм закрьгоает ЗЭ 9. Втулка 6 останавливается. Через открытые отверстия 4 и 5 цементи jpyroT вторую ступень. Затем сбрасьша- ется второй стакан и открьгоается ЗЭ 9, а втулка 6 перемещается вверх до упора и перекрывает отверст1тя 4 и 5. 5 ил.

Изобретение относится к области горной прш, а именно к бурению скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство для ступенчатого цементирования колонн содержит корпус 1 из немагнитного материала с осевым каналом 21 и кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3. Корпус 1 и кожух 2 выполнены с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В полости 3 расположена подпружиненная относительно корпуса 1 втулка 6 с циркуляционными отверстиями 7. Надвтулочная часть полости 3 заполнена флюидом под давлением и сообщена с внешним пространством разрядным каналом 8 с запорным элементом (ЗЭ) 9. В корпусе 1 выполнена дополнительная кольцевая полость 10. В ней размещен электронный узел управления ЗЭ 9, содержащий магнитоуправляемый герметичный контакт (МУГК) для открытия ЗЭ 9, схему управления , исполнительный механизм, источник питания, дополнительный электрический контакт (ДЭК) и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия с втулкой 6 и замыкания ДЭК для закрытия ЗЭ 9 при совмещении отверстий 7, 4, 5. В комплект устройства входит бросовый стакан с кольцевым постоянным магнитом. После окончания цементирования первой ступени сбрасывается стакан с магнитом, который, проходя через корпус , замыкает МУГК. Сигнал с МУГК поступает на схему управления. Исполнительный механизм открывает ЗЭ 9. Втулка 6 перемещается вверх, отверстия 7 совмещаются с отверстиями 4 и 5, а толкатель замыкает ДЭК и гиполшотельный механизм закрывает ЗЭ 9. Втулка 6 останавливается. Через открытые отверстия 4 и 5 цементируют вторую ступень. Затем сбрасывается второй стакан и открывается ЗЭ 9, а втулка 6 перемещается вверх до упора и перекрывает отверстия 4 и 5. 5 ил.

1

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к бурению скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг.1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - схема электронного узла; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; ка фиг,5 - стакан с постоянным магнитом.

Устройство содержит корпус 1 из немагнитного материала, кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3 и вьтолнанные (каждая из них соответственно) с циркуляционч ными отверстиями 4 и 5. В кольцевой полости. 3 помещена втулка 6 с цир:- куляционнь&м отверстиями 7. Корпус 1 против кольцевой полости 3 выполнен с разрядным каналом 8, перекрытым запорным элементом 9. сообщающий кольцевую полость над втулкой с внешним пространством. Кроме того кожух образует с корпусом дополнительную полость ТО (герметичную), в которой помещен электронный узел управления запорным: элементом 9. При этом кольцевая полость 3 (надвт.улочкая часть) заполнена флюидом, например маслом для гидравлических цилиндров, под давлением.

5

а втулка 6 подпружинена с помощью упругого элемента, например пружины IT. Кольцевую.полость 3 заполняют флюидом под давлением через клапан 12,

Электронный узел управления за- порным элементом содержит магнито- управляемый герметичный контакт (геркон) t3 для открытия запорного элемента разрядного канала 8, схему 14 управления, исполнительньй. механизм Т5, источник Тб питания, дополнительный электрический контакт Т7 и толкатель t8 механизма, следящего за движением втулки 6, установленного с возможностью, взаимодецст- .. ВИЯ с втулкой 6 и замьпсания дополнительного электрического контакта t7 дпя закрытия запорного элемента 9 разрядного канала 8 при совмещении циркуляционных отверстий, 7, 4 и 5, втулки 6, корпуса Т и кожуха 2,

В комплект устройства входит бросовый стакан Т 9 .с кольцевым: постоянным магнитом 20. В корпусе t выпол- нек осевой канал 21.

Устройство работает следуняцим образом.

Перед спуском муфты в скважину через клапан 12 закачивают жидкость в кольцевую полость 3, втулка 6 перемещается вниз, сдавливая упругий элемент , например пружину i1.

Осуществляют спуск устройства в колонне обсадных труб, промьюку сква0

жины. Ввиду отсутствия деталей, уменьшанщих сечение внутреннего канала, цементирование первой ступени осуществляют с применением разделительной пробки, что обеспечивает надежное разделение цементного раствора и продавочной жидкости и повышает качество цементирования. После окончания цементирования первой ступени и проверки герметичности обратного клапана (отсутствие перелива тампонажного раствора из затрубного пространства) в колонну сбрасывается бросовый стакан 19 с кольцевым постоянным магнитом 20, которьш, проход через корпус 1, замыкает контакты геркона 13 под действием магнитного .поля постоянного магнита 20.

Работа запорного элемента 9 управ- 20 ментирования обсадных колонн, вклюляется исполнительным механизмом 15 по сигналу срабатывания геркона 13 и механизма, состоящего из электрического контакта 17, толкателя 18,. который следит за совпадением циркуляционных отверстий 4, 5 и 7.

Сигнал срабатьтания с геркона 13 поступает на схему 14 управления исполнительным механизмом, который открывает запорный элемент 9. Жидкость под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11, вытекает из кольцевой полости 3 через разрядный канал 8 в заколонное прост25

30

чающее корпус с осевым каналом и кожух, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, подпружиненную относительно корпуса втулку с циркуляционными отверстиями расположенную в кольцевой полости, над- втулочная часть которой заполнена (Ьдюидом под давлением, выполненный в корпусе разрядный каНал с запорным элементом, сообщающий кольцевую полость над втулкой с внешним пространством, и электронный узел управления запорным элементом с испол Шранство. Втулка 6 перемещается вверх, тельным механизмом, размещенный в

циркуляционные отверстия 7 совмещаются с 4 и 5. В момент совмещения циркуляционных отверстий 4, 5 и 7 втулка 6 перемещает толкатель 18, который замыкает контакт 17. По сигналу контакта 17 схема 14 управления подает команду на исполнительньгй механизм 15, запорньй элемент 9 перекрывает разрядньй канал 8, течение жидкости из кольцевой полости 3 прекращается, втулка 6 останавливается. Через открытые циркуляционные отверстия производится промывка скважины, а затем закачивание цементного раствора обратной циркуляцией в заколонное пространство (вторая ступень). После закачки расчетного количества, тямпонажного раствора по окончании цементирования второй

40

45

50

дополнительной кольцевой полости корпуса, отличающееся тем,-что, с целью повьшекия надежн ти работы, оно снабжено бросовым стаканом с кольцевым постоянным магнитом- и включенным- в схему упра ления исполнительным механизмог- ма нитоуправляемым: герметичным контак том для открытия,запорного элемент разрядного- канала и. дополнительным электрическим контактом с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с втулкой к залчыкан дополнительного электрического кон такта для закрытия запорного та разрядного канала при совмещеЕШ циркуляционных отверстий втулки, кожуха и корпуса, причем, по следний выполнен из немагнитного материала

ступени сбрасывается второй канал 19 с кольцевым постоянньм магнитом 20. Сигнал срабатывания с геркона

13 поступает на схему 14 управления, .исполнительный механизм 15 вновь открывает запорньй элемент 9 и работа электронного узла на этом заканчивается. Жидкость из полости 3 под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11, вытекает через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка 6 перемещается вверх до упора, циркуляционные отверстия

4 и 5 герметично перекрываются.

Формула изобретения Устройство для ступенчатого це5

0

чающее корпус с осевым каналом и кожух, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, подпружиненную относительно корпуса втулку с циркуляционными отверстиями расположенную в кольцевой полости, над- втулочная часть которой заполнена (Ьдюидом под давлением, выполненный в корпусе разрядный каНал с запорным элементом, сообщающий кольцевую полость над втулкой с внешним пространством, и электронный узел управления запорным элементом с испол Ш0

5

0

дополнительной кольцевой полости корпуса, отличающееся тем,-что, с целью повьшекия надежности работы, оно снабжено бросовым стаканом с кольцевым постоянным магнитом- и включенным- в схему управления исполнительным механизмог- маг- нитоуправляемым: герметичным контактом для открытия,запорного элемента разрядного- канала и. дополнительным. электрическим контактом с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с втулкой к залчыкания дополнительного электрического контакта для закрытия запорного та разрядного канала при совмещеЕШк циркуляционных отверстий втулки, кожуха и корпуса, причем, по следний выполнен из немагнитного материала.

/3

Фиг.г

Д-б nofepHi/mo

19

(Риг. 5