Устройство для цементирования обсадной колонны Советский патент 1990 года по МПК E21B33/14 E21B34/10 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства.

На чертеже представлено устройство, продольный разрез.

Устройство для цементирования обсадных колонн включает цилиндрический корпус 1, выполненный с верхней 2 и нижней 3 камерами, гидравлически соединенными между собой отверстием 4. Внутри верхней камеры 2 установлена с возможностью осевого перемещения разрушаемая диаЛрагма 5, а ч нихней

20

части верхней камеры 2 размещено посадочное седло 6 под разрушаемую диафрагму 5. В нижней части корпуса 1 установлен башмак 7, выполненный с циркуляционными каналами 8, гидравлически соединяющими нижнюю камеру 3 с внешним пространством. В нижней камере 3, выполненной сферической, установлен запорный-элемент 9 от- JQ верстия 4, имеющий форму шара и обладающий положительной плавучестью. Диаметр запорного элемента 9 больше диаметра циркуляционных каналов 8. Циркуляционные каналы 8 имеют тан- генциалыюе направление в .сторону посадочного седла.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 соединяют с низом колонны об садных труб и опускают в скважину. При спуске в скважину промывочная жидкость поступает в нижнюю камеру 3 по циркуляционным каналам 8. При этом ввиду тангенциального входа 25 жидкости в нижнюю камеру 3 жидкость вращается в полости и увлекает запорный элемейт 9, смещая Јго от отверстия 4. Промывочная жидкость через отверстие 4 поступает в верхнюю камеру 2 корпуса 1 и, приподнимая разруша емую диафрагму 5, поступает в колонну обсадных труб. В случае остановки спуска запорный элемент 9, всплывая в промывочной жидкости, перекрывает отверстие 4. Для продолжения спуска колонны труб достаточно приподнять устройство для создания обратного потока и затем продолжить спуск (заставить запорный элемент вращаться под воздействием струи жидкости, истекающей из циркуляционных каналов 9).

После окончания спуска и достижения заданной глубины колонну обсадных труб на устье соединяют с опрес- совочным оборудованием. При опрессов- ке колонны обсадных труб жидкость, двигаясь сверху вниз, смещает разрушаемую диафрагму до посадки на седло 6. При этом переток жидкости прекра- 50 щается и давление в колонне обсадных труб повышается до опрессовочного. После выдержки колонны обсадных труб при опрессовочном давлении определенное время давление в колонне обсад- $ ных труб повышается до разрушения диафрагмы 5. Разрушаемая диафрагма 5 рассчитывается предварительно на

30

35

40

45

0

5

50 $

0

5

0

45

давление выше опрессовочного, а разрушается только по линиям, нанесенным на нее предварительно и раскрывается в виде цветка, т.е. разрушается без образования обломков. Затем скважину интенсивно промывают.

При цементировании колонну обсадных труб на устье соединяют с цементированным оборудованием и приступают к закачке в скважину цементного раствора. Цементный раствор проходит разрушившуюся диафрагму 5 и, пройдя отверстие 4, попадает в нижнюю камеру 3, где, прижав запорный элемент 9 к одному из циркуляционных каналов 8, выходит через второй канал в затруб- ное пространство. Наличие двух тангенциальных каналов исключает воз- можность их одновременного перекрытия запорным элементом 9. После окончания закачки цементного раствора в зат- рубное пространство и прекращения его движения запорный элемент 9 всплывает к отверстию 4 и перекрывает его, исключая тем самым обратный переток цементного раствора из затрубного пространства во внутреннюю полость устройства.

Формула изобретения

Устройство для цементирования обсадной колонны, включающее цилиндрический корпус, выполненный с гидравлически соединенными между собой верхней и нижней камерами, разрушаемую диафрагму, установленную с возможностью осевого перемещения в верхней камере корпуса, посадочное седло под разрушаемую диафрагму, размещенное в нижней части верхней камеры, башмак, установленный в нижней части корпуса и выполненный с циркуляционными каналами, гидравлически соединяющими нижнюю камеру с внешним пространством, и запорный элемент, размещенный в нижней камере, отличающееся тем, что, с целью упрощения .конструкции, нижняя камера выполнена сферической, запорный элемент выполнен в форме шара, имеющего положительную, плавучесть, при этом циркуляционные каналы имеют тангенциальное направление в сторону-посадочного седла, а диаметр запорного элемента больше диаметра циркуляционных каналов.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - упрощение конструкции. Устройство включает корпус 1, выполненный с верхней камерой (ВК) 2 и нижней камерой (НК) 3, гидравлически соединенными отверстием 4. Внутри ВК 2 установлена с возможностью осевого перемещения разрушаемая диафрагма (РД) 5. В нижней части ВК 2 размещено посадочное седло 6 под РД 5. В нижней части корпуса 1 установлен башмак 7, выполненный с циркуляционными каналами 8, гидравлически соединяющими НК 3 с внешним пространством. Выполнена НК 3 сферической формы и в ней установлен запорный элемент 9 отверстия 4, имеющий форму шара и обладающий положительной плавучестью. Диаметр элемента 9 больше диаметра каналов 8. Каналы 8 имеют тангенциальное направление в сторону посадочного седла. Корпус 1 соединяют с нижней частью обсадной колонны и опускают в скважину. При спуске в скважину промывочная жидкость поступает в НК 3 и за счет тангенциальности входа вращается в ней , увлекая за собой элемент 9 и смещая его от отверстия 4. В случае остановки спуска элемент 9 перекрывает отверстие 4. После окончания спуска обсадную колонну опрессовывают давлением, не превышающим давление разрыва РД 5. При проведении цементирования РД 5 разрушают и закачивают цементный раствор. При любом положении элемента 9 хотя бы один из циркуляционных каналов не перекрыт, что обеспечивает закачку цементного раствора в затрубное пространство. После закачивания цементного раствора элемент 9 всплывает и перекрывает отверстие 4, работая как обратный клапан. 1 ил.