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

тельным кольцом 9, Проходное сечение 15 ментному раствору подниматься вьппе отверстий 14 больше сечения отверстий кольца Стоп 1 и исключает дорого- фильтра пробки. При спуске в скважину камера 11 занимает верхнее положение, и буровой раств-ор разделяется на два

стоящие работы по разбуриванию цементного стакана в колонне вьш1е коль ца Стоп, 3 ил, 1 з.п.ф-лы.

ментному раствору подниматься вьппе кольца Стоп 1 и исключает дорого-

стоящие работы по разбуриванию цементного стакана в колонне вьш1е кольца Стоп, 3 ил, 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности работы. Устр-во состоит из кольца "Стоп" 1 и расположенной ниже ограничительного кольца 9 нижней разделительной пробки (НРП) 2 с разрушаемой перегородкой 3, с фильтром 4 в верхней части с отверстиями диаметром D_ф, с толкателем 5 с боковыми отверстиями 6 в нижней части и фиксатором 7 пробки на кольце "Стоп" 1. Устр-во имеет золотниковую камеру 11, выполненную с глухими донышками 12 и 13, двумя ярусами отверстий 14, с упорным буртом 15 между ярусами и буртом 16 на нижнем конце и поплавковой камерой 17. В нижнем донышке 12 размещен дроссель 10. Камера 11 размещена вертикально в ограничительном кольце 9 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия своим верхним донышком 13 с толкателем 5 НРП 2, а упорными буртами 15 и 16 - с ограничительным кольцом 9. Проходное сечение отверстий 14 больше сечения отверстий фильтра пробки. При спуске в скважину камера 11 занимает верхнее положение, и буровой раствор разделяется на два потока: один по кольцевому заколонному пространству, а другой - через башмак 19 и дроссель 10 внутрь колонны. Это уменьшает поток через затрубное пространство и снижает вероятность гидроразрыва пласта. При цементировании устанавливается НРП 2 в ограничительном кольце 9, толкатель 5 удерживает камеру в нижнем положении. Этим обеспечивается беспрепятственное прохождение наполнителя 8 через отверстия 14 и закупоривание отверстий фильтра 4. Это не позволяет цементному раствору подниматься выше кольца "Стоп" 1 и исключает дорогостоящие работы по разбуриванию цементного стакана в колонне выше кольца "Стоп"

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частное ти к устройствам для их цементирования способом обратной циркуляции жидкостей.

Цель изобретения - повьш1ение надежности работы,

На фиг, 1 дано положение золотниковой камеры и дросселя при спуске обсадной колонны.в скважину, разрез; на фиг. 2 - то же и нижней раздели- тельной пробки в колонне при промьшк скважины; на фиг. 3 - положение устройства в процессе обратного цементирования обсадной колонны.

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн состоит из кольца Стоп 1, нижней разделительной пробки 2 с разрушаемой перегородкой 3, фильтром 4 в верхней части с отверстиями диаметром d и толкателем 5 с боковыми отверстиями 6 в нижней части, фиксатора 7 пробки на кольце Стоп, наполнителя 8 для закупорки отверстий фильтра, огра- ничительного кольца 9, нижние кольца Стоп, дросселя 10 и золотниковой камеры 11 с глухими доньппками 12 и 13, двумя ярусами отверстий 14 диаметром dj в ее боковых стенках с упорными буртами 15, 16 на внешней поверхности и поплавковой камерой 7, Устройство в целом размещается в обсадной колонне 18 над ее башмаком 19.

0

5

0

5 Q

5

Бурт 13 расположен между ярусами отверстий 14, а бурт 16 - на нижнем конце золотниковой камеры 11.

Золотниковая камера 11 размещена вертикально в ограничительном кольце 9 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия своим верхним до- ньшпсом 13 с толкателем 5, разделительной пробки 2, а упорными буртами 15 и 16 с ограничительным кольцом 9. Боковые отверстия 14 в золотниковой камере выполнены диаметром, большим, чем диаметр отверстий фильтра 4.

Дроссель 10 может быть выполнен в ограничительном кольце 9, но конструктивно предпочтительнее его выполнение в доньшпсе 12 золотниковой камеры 11,

Золотниковая камера выполнена с нейтральной плавуче стью к окружающей среде, для чего объем поплавковой камеры 17 выбран таким, что в сумме с объемом материала золотниковой камеры 11, он равен объему бурового раствора массой не менее суммарной массы золотниковой и поплавковой камер вместе взятых.

Устройство работает следующим образом.

При спуске в скважину обсадную колонну 18 оснащают в нижней части башмаком 19 и через одну две трубы |кольцом Стоп 1 и ограничительным кольцом 9 с установленной в нем золотниковой камерой 11 с дросселем 10. Вытесняемый колонной из скважины буровон раствор, используемый в качестве промывочной жидкости, образует дв вертикальных потока: один по кольцевому заколонному пространству, а другой через башмак и дроссель вовнутрь колонны. Золотниковая камера при этом занимает верхнее положение (фиг. 1),

Благодаря уменьшению расхода жидкости через заколонное пространство снижаются пропорционально квадрату расхода гидравлические потери, а значит, и общая величина давления на стенки скважины. Тем самым резко снижается опасность гидроразрыва плас- тон, вскрытых скважиной, а следовательно, и поглощение промывочной жидкости,

В процессе промежуточных промывок скважины золотниковая камера занимает нижнее положение (фиг. 2), промывочная жидкость проходит через золотниковую камеру по каналам, образованным двумя ярусами отверстий 14 и через дроссель 10. На последней перед цементированием промывке скважины в колонну пускают разделительную пробку 2 и продавливают ее до посадки на кольцо Стоп 1. При посадке пробки на кольцо Стоп ее перегородка 3 разрушается, освобождая центральный канал для прохода жидкости (фиг. 2 и 3), фиксатор 7 занимает пробку на кольце стоп, а толкатель 5, взаимодействуя с золотниковой камерой, удерживает последнюю в нижнем положении (фиг. 3).

При цементировании в первую порцию цемента добавляют наполнитель и закачивают его в заколонное пространство. Войдя через башмак в колонну, первая порция цемента с наполнителем свободно проходит через отверстия золотниковой kaмepы и толкателя и на входе в отверстия фильтра останавливается, так как наполнитель перекрывает эти отверстия. Циркуляция жидкости прекращается, свидетельствуя об окончании процесса цементирования При этом, как и при цементировании с прямой циркуляцией, загрязненная порция цементного раствора образует в

5

о 5 о

5

0

5

0

колонне между башмаком и кольцом Стоп цементный стакан в объеме одной-двух труб.

Преимущество изобретения обусловлено тем, что из-за предупреждения гидроразрыва пластов и поглощения промывочной жидкости исключается прилипание наполнителя к стенкам скважины и его неконтролируемое расходо вание. Наполнитель надежно перекры- ает отверстие фильтра, не позволяя цементному раствору подниматься выше кольца Стоп, исключая дорогостоящие работы по разбуриванию цементного стакана в колонне вьш1е кольца Стоп.

Формула изобретения

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что золотниковая камера выполнена с нейтральной плавучестью к окружающей среде.