Устройство для цементирования потайной обсадной колонны обратным способом Советский патент 1990 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн.

Цель изобретения - повышение надежности работы и качества цементирования ,

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство состоит из ниппеля 1 и муфты 2, разъединителя с левой резьбой 3 и сальниковыми уплотнителями 4 (фиг.1). Разъединительные муфта

2 и ниппель 1 имеют совмещенные срезной шпилькой 5 радиальные цементировочные отверстия 6. В ниппеле 1 дополнительно выполнены, например, в виде кольцевых секторов (фиг,2) продольные боковые каналы 7. Соединенный с ниппелем 1 разъединителя патрубок 8 снабжен днищем 9 с отверстиями 10. Внутри патрубка крепится срезными элементами t1 в крайнем верхнем положении поршень 12, Длина патрубка подобрана так, чтобы при крайнем нижнем положении поршня 12 верхний конец первой разделительной пробки (не показана) находился на нижнем уровне радиальных цементировочных отверстий 6 разъединителя. К муфте 2 разъединителя крепится корпус 13, на наружной поверхности которого размещены уплотнительные элементы 14 в виде колец с полусферической рабочей поверхностью, чередующиеся с металлическими кольцами 15, удерживаемые направляющей воронкой 16 и упором 17 корпуса 13. Уплотнительные элементы 14 имеют наружный диаметр несколько больше внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны 18. Упор 17 выполнен как направляюща воронка 16 диаметром, равным или меньше (не более чем на 2 мм) внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны 18. При большем уменьшении наружного диаметра упора 17 последний тратит функции скребка. К ниппелю 1 разъединителя присоединяются несущая колонна - бурильные трубы 19 на которых спускается колонна 20 потайных обсадных труб. В ниппеле 1 выполнен осевой канал 21.

Устройство для цементирования потайной обсадной колонны обратным способом работает следующим образом.

При спуске потайной обсадной колонны 20 уплотнительные элементы 14 герметизируют кольцевое пространство между потайной 20 и предыдущей 18 обсадными колоннами, но поскольку в устройстве выполнен комплекс отверстий, промывочная жидкость свободно перетекает по каналам 6 и 7 из пространства ниже устройства в пространство выше устройства, не вызывая тем самым осложнений. Из-за наличия упор 17, выполняющего функции центратора и скребка для удаления пристенного слоя промывочной жидкости с предыдущей обсадной колонны 18, уплотнитель0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ные элементы 14, имеющие полусферическую рабочую поверхность, не разрушаются .

В процессе цементирования те же каналы способствуют осуществлению цементирования потайной обсадной колонны обратным способом, т.е., закачивая в бурильную колонну 19 цементный раствор, который движется в ней между двумя разделительными пробками, далее направляется через радиальные цементировочные отверстия 6 разъединителя в затрубное пространство потайной обсадной колонны 20. Вытесняемая из обсадной колонны 20 промывочная жидкость перетекает по продольным каналам 7 в кольцевое пространство за несущей колонной 19.

При посадке первой разделительной пробки (не показана) на поршень давление в несущей колонне 19 возрастает. Под действием этого давления создается нагрузка, которая срезает элементы 11, и поршень 12 опускается, вытесняя из патрубка 8 отверстия 10 в днище 9 промывочную жидкость. В конечном положении разделительная пробка не перекрывает радиальные цементировочные отверстия 6. При посадке второй разделительной пробки в первую скачком давления фиксируется конец цементирования. Для предотвращения перетока в обсадную колонну 20 цементного раствора из-за большей его плотности по сравнению с плотностью промывочной жидкости кольцевое пространство между несущей колонной 19 и предыдущей обсадной колонной 18 перекрывается на устье превентером.

i

i По окончании твердения цемента устье открывается, вращением вправо, срезая шпильку 5, отсоединяют ниппель 1 от муфты 2 и несущую колонну 19 поднимают на поверхность.

Формула изобретения

Устройство для цементирования потайной обсадной колонны обратным способом, включающее соединенные между собой левой резьбой ниппель и муфту с цементировочными отверстиями, несущую колонну, соединенную с ниппелем, соединенный с муфтой корпус с уплот- нительным элементом, размещенным выше цементировочных отверстий муфты, осевой и продольные боковые каналы, вы515

полненные в ниппеле, о т ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и качества цементирования, оно снабжено патрубком, закрепленным на ниппеле соосно с его осевым каналом и выполненным с перфорированным днищем, и поршнем, размещенным в патрубке на срезных элементах в крайнем верхнем положении, a цементировочные отверстия ниппеля и

4

муфты сообщены между собой в исходном положении, причем корпус ниже уплотни- тельного элемента выполнен с упором, диаметр которого равен или меньше внутреннего диаметра предыдущей об- садной колонны, а уплотнительный элемент - в виде набора чередующихся колец с полусферической рабочей поверхностью и расположенными между ними металлическими кольцами.

Изобретение относится к креплению скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн. Цель изобретения - повышение надежности работы и качества цементирования. Устройство включает несущую колонну 19, ниппель 1 и муфту 3 разъединителя, патрубок 8, соединенный с ниппелем разъединителя, корпус 13 с уплотнительным элементом 14, установленным выше цементировочных отверстий 6. Совмещаемые радиальные цементировочные отверстия выполнены в ниппеле и муфте разъединителя. В ниппеле выполнены, например, в виде кольцевых секторов продольные боковые каналы 7, а в патрубке закреплен срезными элементами 11 в крайнем верхнем положении поршень 12, причем патрубок снабжен перфорированным днищем 9. Кроме того, корпус 13 выполнен с упором 17, диаметр которого равен или меньше внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны, а уплотнительные элементы 14 имеют полусферическую рабочую поверхность и чередуются с металлическими кольцами 15. Устройство позволяет цементировать с двумя разделительными пробками. При посадке первой разделительной пробки на срезной поршень 12 последний опускается, вытесняя из патрубка 8 через отверстия 10 в днище 9 промывочную жидкость. Причем в конечном положении разделительная пробка не перекрывает радиальные цементировочные отверстия 6, по которым цементный раствор направляется в затрубное пространство потайной обсадной колонны 20. При посадке второй разделительной пробки в первую скачком давления фиксируется конец цементирования. 2 ил.

Т6

Составитель Л.Фролов Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор В.Кабаций

Заказ 705

Тираж 470

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

18

А-А

8

8

фиг. 2

Подписное