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

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано в устройствах для цементирования скважин. Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства.

На фиг. 1 представлено устройство в транспортном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, после срабатывания пакера; на фиг 3 - узел управления гидравлической связи осевого канала корпуса с камерой под поршнем, разрез.

Устройство для ступенчатого цементирования скважин включает корпус 1 с осевым каналом 2 и кожух 3, образующие между собой кольцевую полость 4 и выполненные с радиальными отверстиями 5 и 6 соответственно. В кольцевой полости 4 установлен с помощью штифта 7 золотник 8 с осевым каналом 9, а на штифтах 10 - втулка 11. В нижней части корпуса 1 установлен пакер 12 с нажимным поршнем 13, камера 14 над которым гидравлически связана с осевым каналом 2 корпуса 1. Нажимной поршень 13 может взаимодействовать с кожухом 3 посредством фиксатора 15, предотвращающего возврат пакера 12 в исходное положение. Золотник 8 также имеет фчкса- тор 16. удерживающий его в крайнем верхнем положении при взаимодействии с пазом 17 на кожухе устройства.

Узел управления гидравлической связи осевого канала 2 корпуса 1 с камерой 14 выполнен в виде патрубка 18 с радиальными отверстиями 19, верхний торец которого гидравлически соединен с кольцевой полостью, а нижний торец - с внешним пространством, подпружиненного пружиной 20 поршня 21, установленного внутри патрубка 18 против его радиальных отверстий, магазина 22 и накопителя 23 запорных

элементов 24, выполненных в виде проточек

ка боковой поверхности подпружиненного

поршня, верхней 25 и нижней 26 канавок на

внутренней поверхности патрубка и центральной проточки 27 на подпружиненном

поршне. Количество запорных элементов 24 может быть любым и оно определяет количество импульсов избыточного давления для срабатывания устройства. Устройство соединяется с обсадной колонной при помощи верхнего 28 и нижнего 29 переходников. Устройство работает следующим образом.

Ступенчатое цементирование скважины после спуска обсадной колонны до интервала установки устройства при закрытых радиальных отверстиях 6 втулкой 11 (фиг. 1)

После гфодавпивания расчетного объема гампонажного раствора первой ступени,

посадки разделительной пробки на упорное кольцо и получения сигнала Стоп, в обсадной колонне повышают давление доопределенного значения, при котором усилие, возникающее от этого давления, и воздействующее на подпружиненный поршень 21, превышает усилие сжатия пружины 20. Поршень начинает двигаться вниз Однако перемещение его ограничено перпым запорным элементом 24, взаимодейстЕ1ующим с патрубком 18 и подпружиненным поршнем 21 и отверстия 19 остаются перекрытыми

Посте снижения давления в обсадной колонне подпружиненным пора)ень 21 перемещается вверх При этом первый запорный элемент 24 (шарик) поступает в накопитель, а второи запорный элемент в верхнюю канавку 25 и центральную прого1- ку 27.

Процесс повышения и снижения давления R обсадной колонне повторяют заданное число раз, после чего отзерстия 19 в патрубке 18 открываются и избыточное давление воздействует на поршень 13, который приводит в действие пакер 12, После установки пакера давление в обсадной колонне повышают до среза штифтов 10 и переме- щения втулки 11 вверх, При этом обеспечивается гидравлическая связь внутритрубного пространства с внешним через радиальное отверстие 5 в корпусе 1, осевой канал 9 золотника 8 и радиальное отверстие 6 кожуха 1.

После промывки скважины, в нее закачивают тампонажный раствор второй ступени, в последнюю порцию которого вводят герметизаторы осевых каналов 9 (например шарики), которые перекрывают осевые ка- налы 9 в золотнике 8 Давление в обсадной колонне повышают до среза штифтов 7 и перемещения золотника 8 вверх. В верхнем положении золотник 8 перекр0|вэет радиальное отверстие 6 кожуха 3, а сам золотник фик- сируется в этом положении фиксатором 16.

На этом процессе цементирования заканчивается. Приступают к дальнейшим технологическим операциям.

Уз°л управления гидравлической связи осевого канала корпуса с камерой над поршнем пй.ера можно применять и о другом СКРЭЖИННОМ оборудовании, где необходимо сп/ществ ть связь внутрикопонкового пространства с внешним в технологически необходимое время,

Формула изобретения Устройство для ступенчатого цементирования скважин, включающее корпус с осевым кэналом и кожух, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с радиальными отверстиями, золотник с осевым каналом и втулку, установленные кольцевой полости, и пакер с нажимным поршнем, камера над которым гидравлически связана с осевым каналом корпуса, о т- личающееся тем, что, с целью повышь- ния надежности в работе, оно снабжено узлом управления гидравлической связ. осевого канала корпуса с камерой над нажимным поршнем, выполненным в виде пэтрубкг с радиальными отверстиями, верхний торец которого гидравлически соединен с кольцевой полостью, а нижний торец - с внешним пространством, подпружиненного поршня, установленного внутри патрубка против его радиальных отверстий, магазина и накопителя запорных элементов, выполненных в виде протоиек на боковой поверх ности подпружиненного поршня верхней и нижней канявок, выполненных на внутренней поверхности патрубка, и центральной проточки на подпружиненном поршне.

20

Фцг.З

Изобретение относится к горной промети и используется при цементировании скважин. Цель изобретения - повышение надежности в работе устр-ва. Устр-во содержит корпус (К) 1 с осевым каналом 2 и кожух 3, образующие между собой кольцевую полость 4 и выполненные с радиальными отверстиями 5 и 6. В полости 4 установлен золотник 8 с каналом 9, а на штифтах 10 - втулка 11. В нижней части К 1 установлен пэкер 12с нажимным поршнем 13. Над пор

Фиг. 2

Редактор И.Касарда

Составитель Н.Чепига Техред М.Моргентал

Корректор О.Ципле