Золотниковый затвор циркуляционных отверстий скважинных устройств Советский патент 1989 года по МПК E21B33/14 E21B33/12 

3153

втулка (В) 7. В К1 против нижнего тфрца В7 установлены полые заглушки 8 бфрхний торец В7 выполнен с наружной проточкой 12, в которой установлены пружинные разрезные кольца (ПРК) 10. 3 против В7 выполнен с внутренней проточкой 13, упорным буртом И и радиальным каналом 15 в верхней части вчутренней проточки. Внутри внутренней проточки установлен съемник 11, выполненный в виде плоской пружины. Нз наружной поверхности ПРК 10 выполнены пазы 16, Для приведения устройст вз в рабочее положение используется утравляющая пробка, разрушающая полые зэглушки. Устройство используется в муфтах и т.д, и устанавливается совместно с ними в скважинах. Управляю

0

5

щая пробка, передвигаясь по колонне труб, разрушает заглушки 8, вследствие чего 87 перемещается вверх до упора ПРК 10 в бурт 1. Для дальнейшего перемещения В7 на высоту одного ПРК 10 необходимо создать положительный перепад давления между заколонным и внутриколон- ным пространствами. Каждый цикл снижения и повышения давления позволяет перемещать В 7 вверх до обеспечения гидравлической связи радиальных отверстий k и 5. Данное устройство позволяет значительно удешевить изготовление скважинных устройств, обеспечить более надежную их эксплуатацию и исключить необходимость разбурива- ния управляющих деталей после срабатывания устройства. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - обеспечение равнопроходного осевого отверстия корпуса после срабатывания устройства. Устройство включает корпус 1 (К1) с осевым отверстием 2. Концентрично К1 установлен кожух 3 с образованием между ними кольцевой камеры 6. В кожухе 3 и К1 выполнены радиальные отверстия соответственно 4 и 5. В кольцевой камере 6 установлена золотниковая втулка (В) 7. В К1 против нижнего торца В7 установлены полые заглушки 8. Верхний торец В7 выполнен с наружной проточкой 12, в которой установлены пружинные разрезные кольца (ПРК) 10. Кожух 3 против В7 выполнен с внутренней проточкой 13, упорным буртом 14 и радиальным каналом 15 в верхней части внутренней проточки. Внутри внутренней проточки установлен съемник 11, выполненный в виде плоской пружины. На наружной поверхности ПРК 10 выполнены пазы 16. Для приведения устройства в рабочее положение используется управляющая пробка, разрушающая полые заглушки. Устройство используется в муфтах и т.д. и устанавливается совместно с ними в скважинах. Управляющая пробка, передвигаясь по колонне труб, разрушает заглушки 8, вследствие чего В7 перемещается вверх до упора ПРК 10 в бурт 14. Для дальнейшего перемещения В 7 на высоту одного ПРК 10 необходимо создать положительный перепад давления между заколонным и внутриколонным пространствами. Каждый цикл снижения и повышения давления позволяет перемещать В 7 вверх до обеспечения гидравлической связи радиальных отверстий 4 и 5. Данное устройство позволяет значительно удешевить изготовление скважинных устройств, обеспечить более надежную их эксплуатацию и исключить необходимость разбуривания управляющих деталей после срабатывания устройства. 4 ил.

Изобретение относится к горной про- | 1ышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано гри сооружении скважины в устройствах Ј|ЛЯ цементирования для подвески потай- .ных обсадных колонн, пакерующих устройствах и т.До3

Цель изобретения - обеспечение Лавнопроходного осевого отверстия корпуса после срабатывания устройства., I На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, че- -зертной разрез; на 3 оиг. 2 - управляющая обка; на оиг.З - исходное положение деталей золотникового затвора циркуляционных Ьтверстий скважинных устройств при использовании последнего в муфте сту- 4 Ьенчатого цементирования; на фиг. - то же, после окончания ступенчатого цементирования.

Устройство включает корпус 1 с осевым отверстием 2 и кожух 3 с выполнен-4 ными в них радиальными отверстиями соответственно k и 5, установленными концентрично относительно друг друга с образованием между ними кольцевой камеры 6, золотниковую втулку 7, раз- 5 мещенную в кольцевой камере 6, полые заглушки 8, установленные в корпусе 1 под золотниковой втулкой 7, управляющую пробку 9, набор разрезных пружинных колец 10 и съемник 11 разрезных пружинных колец 10. Золотниковая втулка 7 в верхней части выполнена с наружной проточкой 12, а кожух 3 против золотниковой втулки 7 выполнен с внутренней проточкой 13, упорным буртом 1 и радиальным каналом 15 в верхней части внутренней проточки 13. Разрезные пружинные кольца 10 установлены в наружной проточке 12 золотниковой втулки 7 и выполнены с пазами 16 на наружной поверхности. Съемник 11 разрезных пружинных колец 10 установлен во внутренней проточке 13 кожуха 3 с возможностью взаимодействия с пазами 16 разрезных пружинных колец 10 и выполнен в виде плоских пружин, нижними своими торцами жестко соединенными с кожухом 3. При использовании предлагаемого золотникового затвора циркуляционных отверстий скважинных устройств в комплекте с муфтой ступенчатого цементирования последняя включает переходники 17 и 18 для соединения кожуха 3 соответственно с верхней и нижней частями обсадной колонны. Корпус 1 зафиксирован относительно кожуха 3 срезным элементом 19, з в осевом отверстии 2 корпуса 1 на подпружиненных сухарях 20 установлена посадочная втулка 21 и узел уплотнения посадочной втулки 21. Он состоит из эластичной манжеты 22, шайбы 23 и заслонки 2k. Управляющей пробкой в этом случае может являться сбрасываемый контейнер, состоящий из корпуса 25 с торцовым 26 и радиальным 27 каналами и уплотни- тельным элементом 28.

Предлагаемый золотниковый затвор циркуляционных отверстий скважинных устройств работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг. 1, золотниковый затвор циркуляционных отверстий скважинных устройств устанавливается в зависимости от назначения скважинного устройства в заданном

ходит из зацепления с упорным буртом 14.

Далее давление в колонне снова повышают, золотниковая втулка снова перемещается вверх до соприкосновения следующего разрезного пружинного кольца с упорным буртом 14 и попадания съемника 11 в паз 16. При следующем интервале колонны обсадных, бурильных jg снижении и повышении давления в колон- или насосно-компрессорных труб и спус- не снимается следующее разрезное пру- кается в скважину. Рассмотрим дальнейшую работу предлагаемого затвора на примере его использования в муфтах ступенчатого цементирования скважин. 8 зависимости от технологической схемы проведения работ разрушение полых заглушек 8 может осуществляться

жинное кольцо и золотниковая втулка перемещается вверх выше упорного бурта до полного сообщения циркуляцион- 15 ных отверстий 3 и Ц в корпусе 1 и кожухе 3 и возникновения через них циркуляции жидкости.

В процессе промывки ствола скважины от излишков цементного раствора зуемыми при цементировании первой сту-20 первой ступени в колонну сбрасывают пени, или управляющей пробкой 9. В том управляющий контейнер, который под

или разделительными пробками, испольи другом случаях обеспечивается возможность промывки ствола скважины перед цементированием второй ступени. Пример. В процессе цементирования первой ступени при прохождении управляющей разделительной пробки через цементировочную муфту происходит разрушение (значит и выключение) полых заглушек 9 и открывается доступ из колонны к нижнему торцу золотниковой втулки 7. Под действием перепада давления из колонны на нижний торец золотниковой втулки последняя

действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до его посад25 ки на посадочную втулку 21. При этом перекрывается внутреннее сечение муфты ниже циркуляционных отверстий 3 и 4, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через каналы 26 и

этом незакрепленный конец плоской пру-окончания продавки цементного раствожины 7 сначала отжимается, а затемра второй ступени верхняя цементировозвращается в исходное положение, 4Qвочная пробка садится на управляющий находясь уже в пазе 16 разрезного пружинного кольца 10.

контейнер, при этом происходит разжатие манжетами пробки уплотнительного узла контейнера и начинает расти давление внутри колонны. Давление проПосле получения сигнала Стоп об окончании операции подавления тампо- нажного раствора давление в колонне снижают до атмосферного. При этом возникает перепад давления со стороны заколонного пространства, обусловленный столбом тампонажного раствора, поднятого на первой ступени вы тампонажного раствора, поднятого на первой ступени выше цементировочной

50 , ке 18. При этом заслонка 24 упирается в переводник 18 и смещается вверх относи тельно шайбы 23, а коническая часть за слонки 24 отжимает разрезную часть шайбы 23 и уплотнительный элемент в

муфты. Под действием этого перепада давления золотниковая муфта перемеща- . полость между корпусом 1 и заслон- - ется вниз, а верхнее пружинное кольцо, код 24. удерживаемое съемником Л, остается на месте и после выхода из него золотниковой втулки упруго сжимается и выРадиальные отверстия 4 корпуса 1 смещаются ниже радиальных отверстий в кожухе 3, а сухари 20 выпадают во

действием собственной массы и энергии потока промывочной жидкости движется по обсадной колонне вниз до его посадки на посадочную втулку 21. При этом перекрывается внутреннее сечение муфты ниже циркуляционных отверстий 3 и 4, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через каналы 26 и

27 контейнера, корпуса и кожуха. После выдержки технологически необходимого интервала времени приступают к закачиванию цементного раствора второй ступени. После откачива4Qвочная пробка садится на управляющий

контейнер, при этом происходит разжатие манжетами пробки уплотнительного узла контейнера и начинает расти давление внутри колонны. Давление про45 должают повышать, при этом пробка заходит в контейнер. По достижении заданной величины давпения происходит срезка элементов 19 и корпус 1 смещается вниз до упора в переводим-

50 , ке 18. При этом заслонка 24 упирается в переводник 18 и смещается вверх относительно шайбы 23, а коническая часть заслонки 24 отжимает разрезную часть шайбы 23 и уплотнительный элемент в

. полость между корпусом 1 и заслон- - код 24.

полость между корпусом 1 и заслон- - код 24.

Радиальные отверстия 4 корпуса 1 смещаются ниже радиальных отверстий в кожухе 3, а сухари 20 выпадают во

внутреннюю полость переводника 18„ Посрдочная втулка 21 совместно с управляющим контейнером и зашедшей в него верхней продавочной пробкой сво- бодно падают на забой скважины.

Использование предлагаемого устройства золотникового затвора циркуляционных отверстий в муфтах ступенча- тогр цементирования, подвесках, паке- pax и т.п. позволяет значительно удешевить их изготовление за счет упрощения конструкции, обеспечивает более надежную их работу и исключает необходимость разбуривания управляющих де- талей затвора после его срабатывания. При этом снижаются первоначальные затраты на применение перечисленных устройств, затраты на ремонтно-вос- стлновительные работы в случае отка

за их в работе, а также на разбурива- ни твердых перемычек в колонне

Формула изобретения

Золотниковый затвор циркуляционных отверстий скважинных устройств, включавший корпус с осевым отверстием и с выполненными в них радиальныV

5

0

5

ми отверстиями, и установленными кон- центрично друг относительно друга с образованием между ними кольцевой камеры, золотниковую втулку, размещенную в кольцевой камере, полые заглушки, установленные в корпусе под золотниковой втулкой, управляющую пробку, набор разрезных пружинных колец и съемник пружинных колец, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равнопроходного осевого отверстия корпуса после срабатывания устройства, золотниковая втулка в верхней части выполнена с наружной проточкой, а кожух против золотниковой втулки - с внутренней проточкой, упорным буртом и радиальным каналом в верхней части внутренней проточки, при этом разрезные пружинные кольца установлены в наружной проточке золотниковой втулки и выполнены с пазами на наружной поверхности, а съемник разрезных пружинных колец установлен.во внутренней проточке кожуха с возможностью взаимодействия с пазами разрезных пружинных колец и выполнен в виде плоских пружин, нижними торцами жестко соединенными с кожухом.

.