Устройство для обратного цементирования обсадных колонн Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к технологической оснастке обсадных колонн при цементировании их обратным способом.

Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее золотниковую камеру нейтральной плавучести с дроссельным отверстием, кольцо Стоп и разделительную пробку с разрушаемой перегородкой, толкателем, фильтром и фиксатором.

Известно также устройство для обрат- ного цементирован 1я обсадных колонн, включающее корпус с отверстием, в котором на срезаемых элементах установлен башмачный патрубок, оборудованный рабочим клапаном с запорным органом, выполненным из материала с плотностью

бурового раствора и меньшей плотности цементного раствора и обратным клапаном с пружиной и отверстием над ним,

Наиболее близким к отверстию является устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с седлом и запорным элементом на подпружиненном штоке.

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную конструкцию и не обеспечивает условий прямой промывки скважины.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его технологических возможностей путем обеспечения условий прямой промывки.

Указанная цель достигается тем, что устройство для обратного цементирования

XI

ю со со

о о

обсадной колонны, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с посадочным седлом и запорным элементом на подпружиненном штоке, снабжено верхним и нижним перфорированными дисками и втулкой, установленной над посадочным седлом обратного клапана, жестко связанной с корпусом и выполненной с кольцевой проточкой-по внутренней поверхности, причем верхний перфорированный диск закреплен во втулке на срезаемых элементах, выполнен с пружинным фиксатором под кольцевую проточку втулки и возможностью взаимодействия со штоком, а нижний перфорированный диск установлен под запорным элементом и жестко связан с последним.

На чертеже схематично изображено устройство для обратного цементирования обсадных колонн.

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн содержит корпус 1, в полости которого установлен обратный клапан, включающий посадочное седло 2 и запорный элемент 3, закрепленный на штоке 4, жестко установленную в корпусе 1 над посадочным седлом обратного клапана втулку 5, с ограничительным буртом 6 и кольцевой по ее внутренней поверхности проточкой 7. Шток 4 обратного клапана снабжен пружиной 8. В верхней части штока 4 во втулке 5 установлен с возможностью ограниченного перемещения вдоль него перфорированный диск 9 с отверстиями 10, по обе стороны диска 9 на штоке 4 имеются ограничители 11 и 12 хода диска 9, причем диск 9 зафиксирован в верхней части центрального отверстия втулки 5 срезными элементами 13, а также содержит пружинные фиксаторы 14, взаимодействующие с кольцевой проточкой 7 при посадке диска 9 на ограничительный бурт 6. На нижнем конце штока 4 под запорным элементом 3 жестко закреплен перфорированный диск 15 с отверстиями 16.

Устройство работает следующим образом.

В обсадную колонну при промывке скважины перед цементированием вводят определенный обьем эластичной полимерной композиции, обладающей расчетным значением предельного напряжения сдвига (в дальнейшем полимерная композиция). Полимерная композиция,двигаясь в колон- не со скоростью движения промывочной жидкости, достигнув верхнего перфорированного диска 9 срезает срезные элементы 13. опускает перфорированный диск 9 который, надавливая на ограничитель 12 хода, сжимая пружину 8, опускает запорный элемент 3 и перфорированный диск 15. При посадке диска 9 на ограничительный бурт 6 подпружиненный фиксатор 14 входит в кольцевую проточку 7, фиксируя запорный

элемент 3 в открытом положении, что обеспечивает возможность в дальнейшем производить обратное цементирование колонны. Полимерную композицию при дальнейшей промывке вымывают на поверхность.

При обратном цементировании перед закачкой тампонажного раствора в затруб- ное пространство вводят определенный объем полимерной композиции, которая,

двигаясь перед тампонажным раствором как разделитель, достигнув перфорированного диска 15, срезает фиксаторы 14, после чего запорный элемент 3 под действием пружины 8 сдвигается в посадочное седло

2 и закрывает обратный клапан. При этом дополнительная герметизация запорного элемента 3 будет происходить и за счет надавливания полимерной композиции на диск 15.

При промывке скважины перед цементированием и при закачке тампонажного раствора промывочная жидкость без существенных сопротивлений потоку прокачивается через перфорированные диски 9 (или

15), так как суммарная площадь отверстий 10 (или 16) в диске 9 (или 15) незначительно меньше площади сечения внутреннего проходного канала колонны,

Срезание срезных элементов 12 (или

фиксаторов 14) обеспечивается за счет того, что при достижении полимерной композицией перфорированного диска 9 (или 15) она надавит на него с силой, пропорциональной давлению в колонне (или заколонном пространстве), расчетному значению предельного напряжения сдвига полимерной композиции и площади отверстий 10 (или 16).

При дальнейшем увеличении давления

в колонне сила надавливания увеличится, полимерная композиция разрушится и продавится через отверстия 10 и 16 перфорированных дисков 9 и 15.

Сечение срезных элементов 13 и фиксаторов 14, количество и величину отверстий 10 и 16 в перфорированных дисках 9 и 15, скорость прокачки и полимерную композицию по величине предельного напряжения

сдвига подбирают из условий, чтобы усилия срезания срезных элементов 13 (или фиксаторов 14) были меньше усилий разрушения полимерной композиции.

В качестве полимерной композиции используется композиция на основе акриловых полимеров, например гидролизованно- гр полиакрилнитрила.

Формула изобретения Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее полый корпус, в котором установлен обратный клапан с посадочным седлом и запорным элементом на подпружиненном штоке, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его технологических возможностей путем обеспечения условий прямой промывки, оно снабжено верхним и

0

нижним перфорированными дисками и втулкой, установленной над посадочным седлом обратного клапана, жестко связанной с корпусом и выполненной с кольцевой проточкой по внутренней поверхности, причем верхний перфорированный диск закреплен во втулке на срезных элементах, выполнен с пружинным фиксатором под кольцевую проточку втулки с возможностью взаимодействия со штоком, а нижний перфорированный диск установлен под запорным элементом и жестко связан с последним.

Изобретение: строительство нефтяных и газовых скважин. Устройство обеспечивает возможность прямой промывки скважин. Сущность изобретения : устройство содержит обратный тарельчатый клапан в полом корпусе. Над обратным клапаном установлен верхний перфорированный диск с возможностью взаимодействия со штоком обратного клапана. Под обратным клапаном установлен нижний перфорированный диск, жестко связанный с запорным элементом обратного клапана. Перед цементированием в обсадную колонну закачивают специальную полимерную композицию. Под ее воздействием на верхний перфорированный диск обратный клапан открывается. Перед цементом в заколонное пространство повторно закачивают полимерную композицию. Под ее воздействием на нижний перфорированный диск обратный клапан закрывается. 1 ил. сл С