Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1991 года по МПК E21B33/14 

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

Целью изобретения является повышение надежности работы муфты за счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне.

На фиг. 1 показан контейнер муфты в исходном положении; на фиг. 2 - то же, в момент окончания цементирования второй ступени, после захода в контейнер цементировочной пробки,

Муфта содержит корпус 1 и кожух 2 с циркуляционными отверстиями 3, посадочную втулку 4, установленную в осевом канале корпуса 1, управляющий контейнер 5 в виде стакана со сплошными стенками, в которых выполнены циркуляционные отверстия 6 и нагрузочные отверстия 7, эластичный уплотнительный элемент 8 в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера 5 ниже нагрузочных отверстий 7 и закрывающей последние верхними свободными концами, пружинную разрезную втулку 9, установленную на наружной поверхности контейнера в месте закрепления манжеты и охватывающую последнюю свободными верхними концами, перекрывающую цементировочную пробку 10 и упорный элемент 11.

Муфта работает следующим образом.

После окончания цементирования первой ступени с использованием цементировочной пробки и открытия циркуляционных отверстий 3 корпуса 1 и кожуха 2 муфты

00

о

W

закалкой промывочной жидкости удаляют излишки тампонажного раствора, поднявшегося выше муфты, В процессе закалки в обсадную колонну сбрасывают контейнер 5, который под давлением собственного веса и энергии потока промывочной жидкости движется вниз по обсадной колонне до посадки на седло посадочной втулки 4. При этом осевой канал устройства перекрывается, а циркуляция промывочной жидкости осуществляется через отверстия 3.

Далее приступают к цементированию второй ступени, После закачки расчетного объема тампонажного раствора в колонну бросают пробку 10. В момент окончания продувки тампонажного раствора пробна 10 заходит в контейнер 5 и перекрывает осевой канал контейнера выше циркуляционных отверстий 6. При этом происходит следующее.

Весь поток продавочной жидкости после посадки пробки устремляется в кольцевой зазор между контейнером 5 и корпусом 1 муфты. В результате .внезапного уменьшения сечения потока в этой зоне скорость потока резко увеличивается, а давление падает. В осевом канале контейнера выше перекрывающей пробки происходит обратное явление: скорость потока падает до нуля, а давление резко увеличивается.

Таким образом, в зоне нагрузочных отверстий возникает перепад давлений между внутренней полостью контейнера и зазором между контейнером и корпусом муфты. Этот перепад давлений воздействует на эластичный уплотнительный элемент 8 и разрезную втулку 9. Когда сила, возникающая вследствие разности давлений в зоне нагрузочных отверстий 7, станет больше сил упругости эластичного элемента 8 и разрезной втулки 9, произойдет их разжатие до касания внутренней поверхности муфты (фиг. 2), Этот момент характеризуется резким повышением давления в колонне.

Давление в колонне продолжают повышать до расчетного значения, что приводит к срезу фиксирующих элементов муфты и ее закрытию, После закрытия муфты управляющий контейнер 5 в распакерованном состоянии перемещается по осевому каналу

муфты и выходит из нее. При этом втулка 9 защищает уплотнительный элемент 8 от порыва.

Когда давление выше муфты и ниже ее выравнивается, уплотнительный элемент 8

и разрезная втулка 9 под действием сил упругости возвращаются в исходное положение, контейнер 5 с посадочной втулкой 4 свободно падают на забой скважины. Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с циркуляционными отверстиями, кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом канале корпуса, контейнер с циркуляционными отверстиями, эластичный уплотнительный элемент, перекрывающую пробку и упорный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за

счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне, стенки стакана выполнены сплошными и имеют нагрузочные отверстия, уплотнительный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера ниже нагрузочных отверстий и закрывающей последние верхними свободными концами, причем на наружной поверхности контейнера в месте закрепления манжеты

установлена пружинная разрезная втулка, охватывающая манжету свободными верхними концами.

7

фиг.1

/

8

Фиг. 2

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования. Целью изобретения является повышение надежности муфты ступенчатого цементирования за счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне. Муфта содержит корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку 4, установленную в осевом канале корпуса, управляющий контейнер 5 в виде стакана, эластичный уплотнительный элемент, перекрывающую пробку и упорный элемент. Цель достигается тем, что стенки стакана выполнены сплошными и имеют нагрузочные отверстия, уплотнительный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера ниже нагрузочных отверстий и закрывающей последние верхними свободными концами, а в месте закрепления манжеты на наружной поверхности контейнера установлена пружинная разрезная втулка, охватывающая манжету верхними свободными концами. 2 ил.