Устройство для ступенчатого цементирования скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B33/14 

основной ДВ 5 и корпуса и расфиксации дополнительной ДВ 9. Устройство обеспечивает последовательное приведение в действие

пакета и в рабочее положение самого устройства для подготовки к цементированию. 6 ил.

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их цементирования. Цель - повышение надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания. В корпусе 1 с внутренним буртом 2 посредством срезного элемента 7 зафиксирована основная дифференциальная втулка (ДВ) 5 с наружным .буртом 6, имеющая самоуплотняющуюся манжету 8 одностороннего действия. Циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 перекрывает дополнительная ДВ 9. Дополнительно устр- во снабжено разрезным пружинным кольцом 11, установленным в разжатом положении между корпусом 1 и ДВ 5. Кольцо 11 контактирует с наружным буртом основной ДВ 5, внутренним буртом корпуса I и взаимодействует с дополнительной ДВ 9 с возможностью выхода его из контакта с буртами ю $ 9 В Ј (Л о оо 00 О5 со

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания дополнительной дифференциальной втулки.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 - устройство, промежуточные рабочие положения; на фиг. 4 - то же, при приведении пакета в рабочее положение; на фиг. 5 - то же, при проведении второй ступени цементирования; на фиг. 6 - то же, положение после закрытия циркуляционных отверстий.

Устройство включает в себя корпус 1 с внутренним буртом 2 и циркуляционными отверстиями 3, уплотнительный элемент 4, установленный на корпусе, основную дифференциальную втулку 5 с наружным буртом 6, зафиксированную в корпусе срезным элементом 7 и снабженную самоуплотняющейся манжетой 8 одностороннего действия. Кроме того, устройство снабжено уплотнительной дифференциальной втулкой 9, перекрывающей циркуляционные отверстия 2 корпуса 1 и выполненной с боковыми отверстиями 10, разрезным пружинным кольцом 11, установленным в разжатом положении между корпусом 1 и основной дифференциальной втулкой 5. При этом разрезное пружинное кольцо 11 контактирует с наружным буртом 6 основной дифференциальной втулки, внутрен - ним буртом 2 корпуса 1 и взаимодействует с дополнительной дифференцированной втулкой 9 с возможностью выхода его из контакта с буртами основной дифференциальной втулки 5 и корпуса 1 и расфиксации дополнительной дифференциальной втулки 9.

Кроме того, устройство имеет гильзу 12 с установленным на ней разрезным кольцом 13, частично помещенным в кольцевой проточке 14 корпуса 1, пружинный съемник 15, закрепленный в окнах 16 корпуса. Уплотнительный элемент (пакер) выполнен с разрезным стопорным кольцом 17. В основной дифференциальной втулке 5 выполнен фильтр 18 и установлен срезной полый штифт 19, а дополнительная дифференциаль- ная втулка 9 оборудована срезными штифтами 20. В устройстве выполнены также каналы 21 для подачи жидкости в полость уплот- нительного элемента. Необходимая герметичность устройства обеспечивается уплотни- тельными кольцами 22.

Устройство работает следующим образом. При цементировании первой ступени, цементировочная пробка, проходя через проходной канал устройства, разрушает срезной полый штифт 19 (фиг. 2) и гильза 12 с установленным на ней разрезным кольцом 13 под действием большого давления в обсадной колонне, отгибая лапу пружинного съемника 15, перемещается вверх до упора разрезного кольца 13 в верхний бурт кольцевой проточки 14. После посадки цементиро0 вочной пробки на стоп-кольцо и подъема тампонажного раствора первой ступени выше интервала установки устройства давление в цементировочной головке сбрасывают (фиг. 3), при этом гильза 12 под действием

5 передаваемого через окна 16 давления столба тампонажного раствора, закачанного выше устройства, смещается в исходное положение (возможны и другие варианты создания перепада давления на гильзе 12, например повышение давления в затрубном прост 0 ранстве через превентор и др.), а съемник 15 смещает с гильзы разрезное кольцо 13 на наружную поверхность основной дифференциальной втулки 5.

При повторном повышении давления в цементировочной головке (фиг. 4) гильза 12

5 перемещается вверх, гидравлически сообщая каналы 21 с полостью обсадной колонны, и жидкость из обсадной колонны через фильтр 18 и каналы 21, отгибая самоуплотняющуюся манжету 8 одностороннего действия, поступает в пакер и раздувает его уплотнительный элемент.

После снятия давления в цементировочной головке (фиг. 5) самоуплотняющаяся манжета 8, воспринимая избыточное давление из полости уплотнительного элемента,,

5 перемещает вверх основную дифференциальную втулку 5, срезая при этом элемент 7 (рассчитанный на необходимое для надежной пакеровки скважины избыточное давление в уплотнительном элементе), и освобождает контактирующее с внутренним буртом 2

0 корпуса 1 разрезное пружинное кольцо 11, установленное на наружное бурте 6 основной дифференциальной втулки 5. После выхода разрезного пружинного кольца 11 из взаимодействия с буртами 6 и 2 дополнительная дифференциальная втулка 9 при

5 создании избыточного давления в обсадной колонне перемещается вниз до совмещения боковых отверстий 10 с циркуляционными отверстиями 3 корпуса 1 и упора срезных

штифтов 20 в нижнюю часть циркуляционных отверстий корпуса. После цементирования второй ступени через совмещённые отверстия 3 и 10 в колонну пускают верхнюю цементировочную пробку, которая садится на верхний торец дополнительной дифференциальной втулки 9, срезая штифты 20 и герметизирует циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 (фиг. 6).

Таким образом, предлагаемое устройство надежно обеспечивает последовательное приведение в действие пакера и открытие цикру- ляционных отверстий для цементирования второй ступени.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементирования скважин, включающее корпус с внутренним буртом и циркуляционными отверстиями, уплотнительный элемент, установленный на корпусе, основную дифференциаль17 Фиг.1

0

0

ную втулку с наружным буртом, зафиксированную в корпусе срезным элементом и имеющую самоуплотняющуюся манжету одностороннего действия, и дополнительную дифференциальную втулку, перекрывающую циркуляционные отверстия корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет исключения преждевременного срабатывания дополнительной дифференциальной втулки, оно снабжено разрезным пружинным кольцом, установленным в разжатом положении между корпусом и основной дифференциальной втулкой, причем разрезное пружинное кольцо установлено с возможностью контакта с наружным буртом основной дифференциальной втулки, внутренним буртом корпуса и взаимодействует с дополнительной дифференциальной втулкой с возможностью выхода его из контакта с буртами основной дифференциальной втулки и корпуса и расфнксации дополнительной дифференциальной втулки.

Фиг. 2

2У0

ълл

+ +4

Фиг.з

Фиг, А

7№Я

-t-t -

-8 7

Й/гЈ