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

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

Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн включает в себя корпус 1 с осевым каналом 2 и радиальными отверстиями 3. Радиальные отверстия 3 перекрыты пробкой 4. Пробка 4 может быть выполнена из эластичного материала в форме тарелки, перекрывающей осевой канал 2 корпуса 1. На наружной поверхности корпуса 1 закреплен кожух 5 с цементировочными отверстиями 6 с образованием между ними кольцевой полости. Кольцевая полость разделена перегородкой 7 соответственно на верхнюю 8 и нижнюю 9 камеры. В перегородке 7 выполнены циркуляционные каналы 10. В нижней камере 9 установлена продольная перегородка 11с отверстиями 12 и запорные элементы 13.

Запорные элементы 13 имеют возможность свободного перемещения в нижней камере 9. Цементировочные отверстия 6 ко- жуха 5 выполнены на его нижнем торце, имеют Г-образную форму и посадочные седла 14 под запорные элементы 13.

Устройство работает следующим образом.

Муфту для ступенчатого цементирования устанавливают в заданном интервале обсадной колонны и опускают ее в скважину. Цементирование обсадной колонны нижней ступени осуществляют методами путем прямой циркуляции растворов.

Поступление бурового раствора внутрь обсадной колонны из затрубного пространства предотвращается путем посадки запорных элементов 13 в посадочные седла 14 вследствие избыточного давления внутри колонны во время ее цементирования. Цементный раствор поступает в затрубное пространство через башмак обсадной колонны.

Вслед за цементным раствором закачивают в скважину разделительную пробку, которая, проходя через устройство, разрушает пробку 4, или отгибает ее тарелку, если она выполнена из эластичного материала, и движется дальше по колонне до посадки на стоп-кольцо. Верхнюю часть обсадной колонны цементируют методом обратной цир- куляции после ОЗЦ и проверки герметичности обратного клапана обсадной колонны.

. Первая часть цементного раствора, закачиваемого в скважину, обрабатывается реагентами-загустителями (полнакрилами- дом, латексом и др.) и хлористым кальцием. Цементный камень, образованный из такого раствора;имеет нормальные сроки твердения и достаточную прочность. Загущенный цементный раствор обеспечивает улучшение вытеснения бурового раствора.

При обратной циркуляции запорные элементы 13 под действием потока бурового раствора отрываются от посадочных седел 14 и выходят в нижнюю камеру 9. Истечение бурового раствора из цементировочных отверстий 6 происходит с большой скоростью

В связи с этим создается область пониженного давления в периферийных зонах ниж- ней камеры 9, куда и перемещаются запорные элементы 13.

В дальнейшем часть бурового раствора из нижней камеры 9, напрямую через отверстия 10, перегородки 7, поступает в верх- нюю камеру 8, а часть бурового раствора перетекает через отверстия 12 продольной перегородки 11. Это движение бурового раствора удаляет запорные элементы 13 из циркуляционных отверстий 10 перегородки 7. При подходе вязкой цементной массы к устройству в цементировочных отверстиях создается повышенное давление и часть запорных элементов 13 поднимается, перекрывая циркуляционные каналы 10. Рост давления свидетельствует об окончании цементирования верхней ступени обсадной колонны. После окончания цементирования (прекращения движения цементного раствора) запорные элементы 13 опускаются на посадочные седла 14. Цементный раствор в нижней камере 9 твердеет, чем обеспечивается герметичность обсадной колонны. Формула изобретения 1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая кор-

пус с осевым каналом и радиальными отверстиями, перекрытыми пробкой, кожух с цементировочнымиотверстиями, закрепленный на наружной поверхности корпуса с образованием между ними кольцевой полости, перегородку с циркуляционными каналами, размещенную в центральной части кольцевой полости и разделяющую последнюю на верхнюю и нижнюю камеры, запорные элементы, установленные в кольцевой полости, и посадочные седла под запорные элементы, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, она снабжена продольной перегородкой с отверстиями, установленной в нижней камере, при этом цементировочные отверстия кожуха выполнены на нижнем его торце с посадочными седлами под запорные элементы, а последние размещены в нижней камере полости и установлены с возможностью свободного перемещения по ней.

2. Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что пробка выполнена из эластичного материала в форме тарелки, установленной с возможностью перекрытия осевого канала корпуса.

Изобретение относится к горной промышленности и используется при ступенчатом цементировании обсадных колонн (ОК). Цель - повышение надежности рабочего устройства. Устройство содержит корпус (К) 1 с осевым каналом 2 и радиальными отверстиями 3, которые перекрыты пробкой 4. Пробка 4 м.б. выполнена в форме тарелки, перекрывающей осевой канал 2 К 1. На наружной поверхности К 1 закреплен кожух 5 с цементировочными отверстиями 6 с образованием между ними кольцевой полости. Кольцевая полость разделена перегородкой

5-6 повернуто

0

(pus.3