Продавочная пробка Советский патент 1989 года по МПК E21B33/16 

(puei

пеней в осевом отверстии позволяет повьшать давление в колонне до разрушения РД 4 и снижать до момента посадки РД 4 на нижерасположенную

ступень. Возникаюшие гидравлические--, импульсы передаются колонне и цементному раствору, что приводит к улучшению качества цементирования. 2 ил.

Изобретение относится к горной пром. Цель - повышение качества цементирования путем обеспечения возможности виброобработки цементного раствора после посадки продавочной пробки. Продавочная пробка включает корпус (К) 1 с выполненным в нем осевым отверстием 2. На наружной поверхности К 1 размещены уплотнительные манжеты 3. В верхней части осевого отверстия 2 установлена разрывная диафрагма (РД) 4 с выполненными на ней концентричными кольцевыми канавками 5, глубина которых увеличивается от центра к периферии. Осевое отверстие 2 К 1 выполнено ступенчатым с уменьшением диаметра ступеней сверху вниз, причем диаметры ступеней и диаметры кольцевых канавок 5 находятся в зависимости D_IΔ_IΔ_I+1, где D_I - диаметр I-й ступени

D_I - диаметр I-й кольцевой канавки

I - порядковый номер ступени осевого отверстия по направлению сверху вниз и кольцевой канавки по направлению от периферии к центру. Продавочная пробка работает следующим образом. После закачивания необходимого количества цементного раствора и продавки его в затрубное пространство продавочная пробка садится на стоп-кольцо. Наличие кольцевых канавок и ступеней в осевом отверстии позволяет повысить давление в колонне до разрушения РД 4 и снижать до момента посадки РД 4 на нижерасположенную ступень. Возникающие гидравлические импульсы передаются колонне и цементному раствору, что приводит к улучшению качества цементирования. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а также к нефтегазодобывающей и может быть использовано при цементировании обсадных колон с использованием продавочной пробки

Цель изобретения - повьппение ка- честна цементирования путем обеспечения возможности вйброобработки цементного раствора после посадки продавочной пробки.

На фиг. представлена пробка в момент посадки ее на стоп-кольцо, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 .

Продавочная пробка включает цилиндрический корпус 1 с вьтолненным в нем осевым отверстием 2, уплотни- тельные манжеты 3, размещенные на наружной поверхности корпуса 1, разрывную диафрагму 4, установленную в верхней части осевого отверстия 2 и вьтолненную с концентричными кольцевыми канавками 5, глубина которых увеличивается от центра к периферии. Осевое отверстие 2 корпуса 1 выполнено ступенчатым с уменшением диаметра ступеней сверху вни причем диаметры ступеней осевого отверстия 2 и диаметры кольцевых канавок 5 находятся в зависимости

.,Du,

где D - диаметр i-й ступени осевого отверстия;

d - диаметр i-й кольцевой канавки;

i - порядковый номер ступени осевого отверстия по направлению сверху вниз и кольцевой канавки по направлению от периферии к центру.

Продавочная пробка обычно используется при цементировании обсадных колонн 6 (указан фрагмент), оборудованных стоп-кольцом 7. Разрывная диафрагма 4 может снабжаться грузом В, обеспечивающим горизонтальное перемещение ее по вертикали.

с

,.

,,

0

5

0

5

Продавочная пробка работает следующим образом.

После закачивания необходимого количества цементного раствора в колонну обсадных труб 6 пускают продавоч- ную пробку и производят дальнейшее продавливание цементного раствора до посадки продавочной пробки на стоп- кольцо 7. При посадке продавочной пробки на стоп-кольцо 7 давление под ней увеличивается до разрушения разрывной диафрагмы 4 по кольцевой канавке 5 наибольшего диаметра. Разрывная диафрагма 5 перемещается до посадки на нижерасположенную ступень осевого отверстия 2, а давление в продавочной жидкости уменьшается вследствие увеличения объема. Последующее разрушение разрывной диафрагмы происходит уже при большем давлении, чем в первом случае, так как глубина канавки уменьшается от периферии к центру. Этот процесс продолжается до среза последней канавки диафрагмы. Каждый раз при разрушении диафрагмы и ее посадки на нижерасположенную ступень в скважне создаются гидравлические импульсы, создающие упругие колебания в колонне труО и цементном растворе.

Таким образом, в результате работы продавочной пробки цементный раствор подвергается виброобработке, что приводит к его уплотнению,увеличению седиментационной устойчивости, повышению прочностных характеристик цементного камня. Предлагаемую прода- вочную пробку можно использовано и при освобождении прихваченной в скважине колонны труб. Создаваемые гидравлические импульсы будут способствовать созданию упругих колебаний в колонне и быстрому освобождению ее под натягом. Путем изменения высоты каждой ступени и глубины кольцевых канавок регулируются параметры гидравлических импульсов. Формула изобретения

Продавочная пробка, включающая цилиндрический корпус с выполненным в

нем осевым отверстием, уплотнитель- ные манжеты, размещенные на наружной поверхности корпуса, и разрывную диафрагму, установленную в осевом отверстии корпуса, отличающаяся тем, что, с целью повьппения качества цементирования путем обеспечения возможности виброобработки цементного раствора после посадки про- давочной пробки, осевое отверстие корпуса выполнено ступенчатым с уменьшением диаметра ступеней сверху вниз а разрывная диафрагма установлена в верхней части осевого отверстия и вы- полнена с концентричными кольцевыми канавками, глубина которых увеличи ю , )5

528897

вается от центра к периферии, причем диаметры ступеней осевого отверстия и диаметры кольцевых канавок находятся в зависимости

D; d; D

)

Dj

- диаметр 1-й ступени осевого отверстия,

d; - диаметр -й кольцевой канавки, i - порядковый номер ступени

осевого отверстия,

аправлению сверху вниз и кольцеканавки по направлению от перифек центру.

(pus. г