Устройство для цементирования обсадной колонны Советский патент 1989 года по МПК E21B33/14 

I

Изобретение относится к горному делу, а именно к оснастке обсадных колонн при креплении скважин.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для цементирования обсадной колонны состоит из трубчатого корпуса 1 с башмаком 2 в нижней части и размещенными над ним радиальными каналами 3. Внутри корпуса 1 жестко закреплено седло 4 с конической поверхностью под запорный орган 5, выполненный в виде шара с возможностью всплытия в цементном растворе, например из материала, плотность которого меньше плотности цементного раствора. Запорный орган 5 имеет фиксатор в виде гибких элементов 6, размещаемых по окружности и соединенных со съемными штырями 7, установленными в коническую поверхность седла 4 также по окружности под острым углом к оси корпуса 1, причем концы гибких элементов 6, подсоединенные соответственно к штырям 7 и запорному органу 5, размещены по разные стороны от оси трубчатого корпуса 1, а запорный орган 5 выполнен из материала с плотностью, меньшей плотности материала штырей 7 и гибких элементов 6. Под седлом 4 и запорным органом 5 посредством гайки 8 в корпусе 1 зажата разрушаемая мембрана 9 с осевым отверстием 10. Корпус 1 соединяется с нижней частью колонны обсадных труб 11. Диаметр запорного органа 5 больше диаметра осевого отверстия 10 мембраны 9.

Устройство для цементирования обсадной колонны работает следующим образом.

Перед спуском в скважину в седло 4 вставляются штыри 7, соединенные посредством гибких элементов 6 с запорным органом 5. Затем в корпусе 1 размещается разрушаемая мембрана 9, предварительно рассчитанная на давление, большее опрессовочного, и наворачивается башмак 2. Корпус 1 соединяется с нижней частью колонны обсадных труб 11 и устройство опускается в скважину.

Во время спуска в скважину колонка обсадных труб 11 заполняется промывочной жидкостью, которая проходит радиальные каналы 3 корпуса 1, осевое Ј отверстие 10 разрушаемой мембраны 9 и, приподнимая запорный орган 5, прижимает его к штырям 7, предотвращая перекрытие осевого отверстия седла 4 запорным органом 5. Съемные шты- о РИ 7 удерживают запорный орган 5 на некотором расстоянии (задаваемом конструктивно в зависимости от размеров запорного органа) от конической поверхности седла 4, обеспечивая пере- 5 ток промывочной жидкости во внутреннюю полость колонны труб 11.

По завершении спуска и достижении заданной глубины проводится прямая промывка скважины с режимом, обеспе- о чивающим взвешенное состояние запорного органа 5 между седлом 4 и разрушаемой мембраной 9. Возможна также обратная промывка скважины. По завершении промывки колонна труб 11 на устье соединяется с опрессовочным и цементировочным оборудованием.

Опрессовку труб проводят следующим образом.

Производительность насосов повышао ют, и поток промывочной жидкости прижимает запорный орган 5 к осевому отверстию 10 разрушаемой мембраны 9 и перекрывает его. Это происходит вследствие того, что диаметр шарового запорного органа больше диаметра осе5

3147

вого отверстия 10. Давление в колонне труб 11 поднимается до опрессовоч- ного и выдерживается определенное Время, а затем повышается до разрушения мембраны 9. В момент разрушения мембраны 9 запорный орган 5 резко смещается вниз и посредством гибких элементов 6 выдергивает съемные штыри 7 из седла 4. Проводят интенсивную промывку скважины и закачивают цементный раствор в затрубное пространство. При этом цементный раствор проходит осевое отверстие седла 4 и радиальные каналы 3 корпуса 1. Запорный орган 5 находится под седлом во взвешенном состоянии. При остановке закачки цементного раствора в затрубное пространство запорный орган 5 всплывает, увлекая за собой съемные штыри 7 на гибких элементах 6 (их плотность больше плотности шара), так как его плотность меньше плотности цементного раствора, и перекрывает осевое отверстие седла 4, предотвра- щая обратный переток цементного раствора из затрубного пространства. Гибкие элементы 6 и штыри 7 не мешают посадке запорного органа 5 в седло 4, так как в цементном растворе переме8

щаются ниже запорного органа при его подъеме.

Формула изобретения Устройство для цементирования обсадной колонны, содержащее трубчатый корпус с башмаком в нижней части и радиальными каналами, разрушаемую мембрану, запорный орган с фиксатором, выполненный с возможностью всплытия в цементном растворе, отличающееся тем, что,с целью упрощения конструкции, фиксатор запорного органа выполнен в виде установленных в седле под острым углом к оси трубчатого корпуса съемных штырей, соединенных гибкими элементами с запорным органом, размещенным под сеДлом и над разрушаемой мембраной, выполненной с осевым отверстием, причем запорный орган выполнен в виде шара диаметром, большим диаметра осевого отверстия разрушаемой мембраны, и из материала плотностью, меньшей плотности материала штырей и гибких элементов, концы которых, подсоединенные соответственно к штырям и шару, размещены по разные стороны от оси трубчатого корпуса.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в оснастке обсадных колонн при бурении скважин. Цель - упрощение конструкции. Устройство состоит из трубчатого корпуса /ТК/ 1 с башмаком 2 в нижней части и радиальными каналами 3. Внутри ТК 1 жестко закреплено седло 4 под запорный орган 5 в виде шара из материала, плотность которого меньше плотности цементного раствора. Запорный орган 5 имеет фиксатор в виде гибких элементов 6, соединенных со съемными штырями /СШ/ 7, установленными в седле 4 под острым углом к оси ТК 1. Под седлом 4 и запорным органом 5 размещена разрушаемая мембрана 9 с осевым отверстием 10. Концы элементов 6 подсоединены соответственно к СШ 7 и запорный орган 5 размещен по разные стороны от оси ТК 1. Запорный орган 5 выполнен из материала с плотностью, меньшей плотности материала СШ 7 и элементов 6. Размещение СШ 7 в седле 4 позволяет предотвратить закрытие его осевого канала запорным органом 5 при спуске колонны обсадных труб в скважину и заполнение ее промывочной жидкостью. Соединение СШ 7 с запорным органом посредством элементов 6 позволяет ему удерживаться на определенном расстоянии от седла 4 и удерживать СШ 7 из последнего при резком смещении вниз при разрушении мембраны 9. После закачки цементного раствора запорный орган 5 всплывет в нем и перекроет осевое направление седла 1. Такое выполнение устройства позволяет успешно проводить опрессовку, промывку и цементирование обсадной колонны. 1 ил.