Контейнер запорной пробки для муфт ступенчатого цементирования Советский патент 1989 года по МПК E21B33/14 E21B33/16 

00 CD

ipue..

размещается запорная пробка,, Над отверстиями 2 установлена внутренняя перегородка 7 с возможностью осевого перемещения, заф1-1ксированная с помощью элементов 8. В верхней части К 1 на его наружной поверхности размещено дополнительное тглотнение,выполненное в виде манжеты 9 и разрез- ных пластин 10, Внутри НЗ размещен узел фиксации, выполненный в виде стержня 13 с большей 14 и меньшей 15 ступенями, сухарей 6 и разрезного пружинного кольца (РПК) 17с наружной резьбой 18 трехугольного профиля и с внутренним скосом 19 на верхней торцовой поверхности.Внутри К I выполнена ответная резьба под резьбу РПК 17. В верхней части Н 3 вы- полнены окна 20 о Внутренняя перегородка 7 выполнена с центральным каналом „Сухари 1 6 выполнены с ответными скосами 22 под скос 19 РПК17. Меньшая ступень 15 стержня 13 установлена в центральном канале внутренней перегородки 7 с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с запорной пробкой, а стержень зафиксирован относительно Н 3 срезным элементом 23 Сухари 16 усTuiLOBjiejiDi в окнах 20 с возможностью взаимодействия внутрги- ней поверхностью с большей ступенью 14 стержня 13. Муфта ступенчатого цементирования может быть выполнена различным образом, однако обязательным является наличие выдвижных сухарей для посадки контейнера. Контейнер совместно с муфтой работает следующим образом Цементирование первой ступени осуществляют по обычной технологии с применением верхней пробки Во время промывки скважины в нее сбрасывают контейнер, который садится на выдвижные сухари, и происходит герметизация зазора между контейнером и муфтой ььше и ниже циркуляционных отверстий. После закачивания цементного раствора второй ступени сбрасывается запорная пробка и происходит разгерметизация уплотнения и герметизация отверстий муфты. Контейнер с запорной пробкой подают на забой скважины Герметизация кольцевого зазора позволяет повысить надежность работы за счет исключения необходимости раз- буривания цементных стаканов в зоне муфты. 4 ило

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при двухступенчатом цементировании обсадных колонн. Цель - повышение надежности работы контейнера запорной пробки для муфты ступенчатого цементирования. Контейнер включает корпус (К) 1 с циркуляционными отверстиями 2 и телескопически связанный с ним наконечник (Н) 3, между которыми размещен уплотнительный узел 5. Внутри К 1 размещается запорная пробка. Над отверстиями 2 установлена внутренняя перегородка 7 с возможностью осевого перемещения, зафиксированная с помощью элементов 8. В верхней части К 1 на его наружной поверхности размещено дополнительно уплотнение, выполненное в виде манжеты 9 и разрезных пластин 10. Внутри Н 3 размещен узел фиксации, выполненный в виде стержня 13 с большей 14 и меньшей 15 ступенями, сухарей 16 и разрезного пружинного кольца (РПК) 17 с наружной резьбой 18 трехугольного профиля и с внутренним скосом 19 на верхней торцовой поверхности. Внутри К 1 выполнена ответная резьба под резьбу РПК 17. В верхней части Н 3 выполнены окна 20. Внутренняя перегородка 7 выполнена с центральным каналом. Сухари 16 выполнены с ответными скосами 22 под скос 19 РПК 17. Меньшая ступень 15 стержня 13 установлена в центральном канале внутренней перегородки 7 с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с запорной пробкой, а стержень зафиксирован относительно Н 3 срезным элементом 23. Сухари 16 установлены в окнах 20 с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью с большей ступенью 14 стержня 13. Муфта ступенчатого цементирования может быть выполнена различным образом, однако обязательным является наличие выдвижных сухарей для посадки контейнера. Контейнер совместно с муфтой работают следующим образом. Цементирование первой ступени осуществляют по обычной технологии с применением верхней пробки. Во время промывки скважины в нее сбрасывают контейнер, который садится на выдвижные сухари, и происходит герметизация зазора между контейнером и муфтой выше и ниже циркуляционных отверстий. После закачивания цементного раствора второй ступени сбрасывается запорная пробка и происходит разгерметизация уплотнения и герметизация отверстий муфты. Контейнер с запорной пробкой подают на забой скважины. Герметизация кольцевого зазора позволяет повысить надежность работы за счет исключения необходимости разбуривания цементных стаканов в зоне муфты. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промьшшенности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при двухступенчатом цементировании обсадных колонн с использованием разделительных пробок.

Цель изобретения - повышение надежности работы контейнера запорной пробки для муфт ступенчатого цементирования.

Па фиг„1 представлен контейнер в исходном положении; на фиг,2 - пример исполнения муфты ступенчатого цементирования; на фиг.З - положение элементов контейнера при цементировании второй ступени; на фиг.4 - контейнер с запорной пробкой внутри пос ле освобождения из муфты.

Контейнер включает полый корпус 3 с выполненными в нем I/ pкyляциoнными отверстиями 2, наконечник 3 с глухим торцовым отверстием 4, телескоп1тчес- ки взаимодействующий с, корпусом 1 , уплотнительный узел 5; размещеннЕ.ш на наружной поверхности наконечника

5

Q

г

0

запорную пробку 6, внутреннюю перегородку 7, устаноЕпенную внутри корпуса 1 над циркуляционными отверстиями 2 с возможностью осевого перемещения и зафиксированную с помощью срезных элементов 8, дополнительное уплотнение, выполненное в виде манжеты 9 и охватьшающих манжеты разрезных пластин 10, стянутых пружиной 11 к обойме 12, и усталовлекное на наружной поверхности корпуса 1 в верхней его части, и узел фиксации наконечника, размещенный в глухом торцовом отверстии 4, выполненный в виде стержня 13 с большей 14 и меньшей S 5 ступенями, сухарей 16 и разрезного пружинного кольца 1.7 с наружной резьбой 18 трехугольного профиля и внутренним скосом 19 на верхней торцовой поверхности о Корпус 1 выполнен с ответной резьбой под резьбу 19 разрезного пружинного кольца, наконечник 3-е окнами 20 в верхней части, внутренняя перегородка 7 - с центральным каналом 21, а сухари 16 - с

ответными скосами 22 под скос 19 разрезного пружинного кольца. Меньшая ступень 15 стержня 13 установлена в центральном канале 21 внутренней перегородки 7 с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с запорной пробкой 6, а стержень зафиксирован относительно наконечника 3 срезнь1м элементом 23 о Сухари 16 установлены в окнах 20 наконечника 3 с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью с большей ступенью 14 стержня 13о

Муфта для ступенчатого цементирования включает несущий ствол 24, кожух 25 и обоймы 26. В несущем стволе 24 и в кожухе 25 имеются циркуляционные отверстия 27 и 28 соответственно, В радиальных окнах 29 обоймы 26 установлены подпружиненные сухари 30, Кольцевые уплотнения 31 служат для герметизации деталей муфты и контейнера Запорная пробка 6 служит для разделения цементного раствора и продавочной жидкости второй ступени

Конструктивно муфта может быть выполнена и иначе, обязательным является наличие выдвижных упоров, аналогичных по принципу действия подпружиненным сухарям 30.

Предлагаемьй контейнер работает совместно с муфтой ступенчатого цементирования следующим образом

Спуск обсадной колонны в скважину производят с установленной в заданном интервале муфтой ступенчатого цементирования

Цементирование нижней ступени производят в обычном порядке, с использованием верхней цементировочной пробки (не показана). После получения сигнала об окончании продавлива- ния цементного раствора и прекращения циркуляции через башмак обсадной колонны производят разгрузку верхней части колонны на нижнююо Ее осуществляют с таким расчетом, чтобы часть веса верхней ступени была разгружена .на нижнюю ступень, зависшую на стенках скважины или открытую на забой. При зтом несущий ствол 24 перемещается относительно кожуха 25 до момента совмещения циркуляционных отверс „ ий 28 и 27 о Нижний торец несущего ствола 24 выжимает подпружиненные сухари 30 во внутреннюю полость обоймы 26.Открытие циркуляционных отверстий 27. и

184896

28 муфты КОМ . отчиуетс.я по падению давления в колокл .

После эTO.ro з колонну сбрасьшймг с предлагаемый контейнер и создают цип- кулядшо промывочной жидкости чгрэз циркуляционные отверстгк 27 и 28 м; -- ты Под действием собственного вес.ч и потока промывочной жидкости кон- 0 тейнер перемещается по обсадной колонне вниз до посадки наконечника 3 на сухари 30, выступающие во внутреннюю полость обоймы 26,, При зтом после прихода контейнера в зону муфты весь f5 поток промьшочной ждцкости устремляется в кольцевой зазор между контейнером и несущим стволом 24 муфты, так как осевой канал контейнера перекрыт внутренней перегородкой 7о Таким об- 0 разом, во внутренней полости контейнера выше перегородки нет потока промьшочной жидкости, а давление действует на внутреннюю перегородку 7.

В кольцевом зазоре контейнер - 5 муфта происходит обратное явление, скорость потока в кольце увеличивается, а давление падает В зоне манжеты 9 и пластин 10 возникает перепад давлений между внутренней полостью 0 контейнера и аазором контейнер - несущий ствол муфтыо Когда разность дав- .л в этой зоне станет больше сил упругости магекеты 9 и подпружиненных пластин 10, произойдет их распакеров- 5 ка до момента касания подпружиненных пластин 10 и манжеты 9 внутренней поверхности нес}тцего сгвола ). Этот момент характеризуется прекращением циркуляции в колонне и повыше- 0 нием давления В результате воздействия давления на перекрытый осевой канал муфты происходит перемещение . вниз корпуса 1 совместно с внутренней перегородкой и дополнительным 5 уплотнением относительно наконечника Зо При этом происходит сжатие уп- лотнительного узла 5 и его распаке- ровка до момента соприкосновения с внутренней поверхностью обоймы 26. 0 При перемещении корпуса I относитель но наконечника 3 происходит сжатие разрезного пружинного кольца 17 и перемещение резьбы корпуса 1 относительно резьбы кольца 17 После окон- - чательной распакеровки уплотнительно го узла 5 происходит срезка элементов 8 и внутренняя перегородка 7 перемещается ниже циркуляционных отверстий 2 корпуса I ., При этом восста7

навлизается циркуляция промьшочной жидкости через осевой канал контейнера ri отверстия 27 и 28„

Уплотнительный узел 5 остается в распакерованном виде и удерживается фиксирующим узлом в таком положении.

По окончании промывки приступают цементированию верхней ступени обсадной колонныо После закачивания расчетного объема цементного раствора в колонну пускают запорную пробку 6 и осуществляют продавливание цементного раствора продавочной жидкостью. В момент окончания продавливания цементного раствора запорная пробка 6 Заходит в контейнер. При этом эластичные манжеты запорной пробки 6 воздействуют на манжету 9, дополнительного уплотнительногй узла контейнера и разжимают ее до сопротивления с внутренней поверхностыо несущего ствола 24, что приводит к перекрытию кольцевого зазора контейнер - муфта и перекрытию циркуляции Наконечник запорной пробки 6 упирается в верхний торец стержня 13 Давление в колонне повьшают до расчетной величины, пока нв лроизойдет срезка элементов 23, удерживающих стержень 13 относительно наконечника 3, После смещения стержня вниз происходит выпадение сухарей 16,, Не сбрасьгаая давления в колонне, производят натяжение верхней ступени, Это приводит к перемещению несущего .ствола 24 вверх относительно кожуха 25 и перекрытию циркуляционных отверстий 27 и 28о Сухари 30 устанавливаются в окнах обоймы 26„ Давление в колонне сбрасьтают до атмосферного„ Под давлением сил упругости уплотнительный узел 6 восстанавливается до первона- чальиых размеров Манжета 9 и пластины 10 возвращаются в исходное положение (фиг.4),

;8489В

Лишенный связ;; с муфтами и обсадной колонной контейнер свободно тонет на забой скважины„

Формула изобретения Контейнер запорной пробки для муфт

ступенчатого цементирования, включающий полый корпус с выполненными в нем циркуляционными отверстиями, наконечник с глухим торцовым отверстием, телескопически взаимодействующий с корпусом, уплотнительный узел, размещенный на наружной поверхности наконечника, узел фиксации наконечника и запорную пробку, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности его работы, он снабжен внутренней перегородкой, установленной внутри корп-уса над циркуляционными отверстиями с возможностью осевого перемещения, и допел-, нительным уплотнением, размещенным на наружной поверхности корпуса в верхней его части, узел фиксации наконечника размещен в глухом торцовом отверстии и выполнен в виде стержня с больщей и меньшей ступенями, сухарей и разрезного пружинного кольца с наружной резьбой трехугольного профиля и внутренним скосом на верхней . торцовой поверхности, корпус выполнен с ответной резьбой под резьбу разрезного пружинного кольца, наконечник - с окнами в верхней части, внутренняя перегородка - с центральным каналом, а сухари - с ответными скосами под скос разрезного пружинного кольца, при этом меньшая ступень стержня установлена в центральном канале внутренней перегородки с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с запорной пробкой, а сухари - в окнах наконечника с возмож-, ностью взаимодействия внутренней поверхностью с большей ступенью стержня,

qfuS2

ФигЪ