Башмак обсадной колонны Советский патент 1991 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к сооружению скважин, а именно к устройствам для цементирования обсадных колонн.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения частоты гидравлических импульсов и повышение надежности.

На фиг. 1 показан предлагаемый башмак с шаровым перекрывающим элементом, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, о цилиндрическим перекрывающим элементом, продольный разрез.

Башмак обсадной колонны состоит из Полого корпуса 1 с верхним 2 и Нижним 3 переводниками, порня-клапана 4, снабженного наружными выступами 5 и продольными наружными пазами 6 и имеющего, внутреннюю полость, разделенную кольце- аым выступом 7, образующим осевой канал q. поршень-клапан 4 подпружинен пружиной 9, на нижнем переводнике 3 установлена наковальня 10 с каналами 11 и што ком (2, осевой канал перекрывается элементом б виде шара 13 или цилиндра 14. Для расстояний между шаром 13 и торцом штока 12 h и расстоянием от нижнего торца поршня- клапана 4 до наковальни 7 hi выполняют условие h hi, аналогично для цилиндра 4 при длине осевого канала - h 02.

Башмак обсадной колонны работает Следующим образом.

Башмак устанавливают на низ колонны И опускают в скважину. При тампонировании скважины в колонну сбрасывают шар 13 (фиг. 1), который запирает канал 8, и прокачивают тампонажный раствор. При определенном расходе раствора через пазы 6 и каналы 11 на поршне-клапане 4 создается перепад давлений, он двигается вниз , сжимая пружину 9, упирающуюся в выступы 5. В нижнем положении поршня-клапана 4 перекрывается зазор h и происходит гидравлический удар. Так как n hi, то при подходе к наковальне 10 верхний конец штока 12 останавливает движение шара 13.

Шар 13 открывает осевой канал 8, давление над поршнем-клапаном 4 падает и он пружиной 9 возвращается в верхнее положение. В дальнейшем цикл повторяется. При

открытии осевого канала 8 движение поршня-клапана 4 к наковальне 10 происходит по инерции. При работе башмака с цилиндрическим элементом 14 движение поршня- клапана 4 аналогично за счет условия h h2.

Частота импульсов подбирается путем изменения размеров деталей и расхода раствора. Оптимальные частоты, полученные для цементных растворов, составляют 120- 170 Гц.

Формула изобретения

1.Башмак обсадной колонны, включающий полый корпус с проходными верхним и нижним переводниками и расположенный

внутри корпуса поршень-клапан с выступами на наружной поверхности в верхней части, подпружиненный относительно нижнего переводника, и шток, проходящий внутри поршня-клапана и связанный нижним

концом с нижним переводником, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет увеличения частоты гидравлических импульсов и повышения надежности, поршень-клапан выполнен с двумя внутренними полостями, разделенными кольцевым выступом, образующим осевой канал, и имеет элемент для перекрытия этого канала, причем указанный элемент перекрывает осевой канал в верхнем положении

поршня-клапана и открывает его в нижнем положении последнего.

2.Башмак по п. 1,отличающийся тем, что элемент для перекрытия осевого канала выполнен в виде шара, взаимодействующего со штоком.

3.Башмак по п. 1,отличающийся тем, что элемент для перекрытия осевого канала выполнен в виде цилиндра, установленного на верхнем конце штока и равного

по диаметру осевому каналу.

Изобретение относится к устройствам для цементирования обсадных колонн. Цель - повышение эффективности за счет увеличения частоты гидравлических импульсов и повышение надежности. Башмак обсадной колонны состоит из корпуса 1, внутри которого расположен подпружиненный поршень-клапан (ПК) 4, взаимодействующий с наковальней 10. На наковальне 10 расположен шток 12, проходящий внутри ПК 4, внутренняя полость которого разделена кольцевым выступом 7. Осевой канал ПК 4 перекрывают элементом в виде шара (Ш) 13 или цилиндром. При тампонировании в колонну сбрасывают Ш 13, который запирает канал 8, и прокачивают раствор. На ПК 4 создается перепад давлений, и он движется вниз, сжимая пружину 9. В нижнем положении шток 12 выталкивает Ш 13, а ПК 4 по инерции перекрывает каналы наковальни 10, вызывая гидравлический удар. Давление над ПК 4 падает, и он возвращается в верхнее положение. Далее цикл повторяется. 2 ил.