Устройство для цементирования скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B33/16 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при ступенчатом цементировании скважин.

Известно устройство для ступенчатого цементирования скважин, состоящее из полого цилиндрического корпуса, обоймы, заслонки, верхней и нижней втулок, срезных штифтов и упорного кольца. При цементировании верхней ступени применяется про- давочная пробка, после посадки которой на стоп-кольцо нагнетание жидкости в скважину прекращают и пускают в колонну, открывающую пробку, которая тонет в продавочной жидкости, и по достижении седла нижней втулки нагнетание жидкости в скважину возобновляют. Под действием давления нагнетания жидкости, втулка сдвигается вниз и открывает боковое отверстие. Далее скважину промывают и после 03Ц первой ступени, закачивают в колонну цементный раствор для нижней ступени.

Известно также устройство для цементирования скважин, включающее колонну обсадных труб, соединенную с цилиндрическим патрубком, снабженным радиальными каналами и посадочным седлом, продавоч- ную пробку.

Известно устройство для цементирования скважин, включающее корпус с цементировочными отверстиями, стоп-кольцо, помещенное в осевом канале корпуса, механизм перекрытия цементировочных отверстий и цементировочную пробку с механизмом вибровоздействия на цементный раствор.

Недостатком известного устройства является низкое качество цементирования по причине недостаточной герметичности цементировочной пробки и неравномерности ее износа, а также невозможность одновременно с вибровоздействием осуществить гидравлическую активацию цементного раствора.

Цель изобретения - повышение качества цементирования за счет повышения герметичности цементировочной пробки и равномерности ее износа, а также возможность одновременно с вибровоздействием осуществления гидравлической активации цементного раствора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус с цементировочными отверстиями, стоп-кольцо, помещенное в осевом канале корпуса, механизм перекрытия цементировочных отверстий и цементировочную пробку с механизмом вибровоздействия на цементный раствор, цементировочные отверстия корпуса выполнены над стоп-кольцом в виде

радиальных отверстий, механизм перекрытия которых выполнен в виде позиционной втулки с радиальными отверстиями, фиксатором ее промежуточного положения и посадочным седлом под цементировочную пробку, при этом последняя выполнена с радиальными отверстиями, гидравлически связанными с радиальными отверстиями позиционной втулки, и с осевым каналом, а

механизм вибровоздействия выполнен в виде подпружиненного отнрсительно цементировочной пробки поршня, помещенного в ее осевом канале и образующего с ней над ее радиальными отверстиями кольцевую полость, гидравлически связанную с радиальными отверстиями позиционной втулки, площадь сечения которых больше площади поперечного сечения кольцевой полости. Экономический эффект от использования изобретения получается за счет исключения затрат на повторные изоляционные работы в случае некачественного цементирования при использовании известного оборудования.

Устройство для цементирования скважин состоит из корпуса 1 (фиг. 1), внутри которого установлена позиционная втулка 2 и соединена с ним с помощью срезных штифтов 3. Позиционная втулка 2 снабжена

радиальными отверстиями 4 и стоп-кольцом 5. Внутри корпуса 1 также размещена цементировочная пробка 6, снабженная осевым каналом 7 и радиальными отверстиями 8. Поршень 9 механизма вибровоздействия

на цементный раствор установлен в канале 7, состоящем из двух ступеней. Верхняя ступень 10 размещена над радиальными отверстиями 8, имеет диаметр больше диаметра поршня 9 и образует между ним кольцевую

полость 11. площадь поперечного сечения которой меньше площади сечения отверстий 8. Нижняя ступень 12 размещена под радиальными отверстиями 8 и выполнена по диаметру поршня 9. Корпус 1 снабжен радиальными отверстиями 13, под которыми раз- мещены посадочное седло 14 под цементировочную пробку 6, соединенное жестко с корпусом 1, и фиксатор 15 промежуточного положения втулки 2, соединенный с корпусом 1 с помощью срезных штифтов 16. Поршень 9 подпружинен относительно пробки б с помощью пружины 17.

55

Формула изобретения

1. Устройство для цементирования скважин, включающее корпус с цементировочными отверстиями, стоп-кольцо, помещенное в осевом канале корпуса, меха- перекрытия цементировочных отверстий и цементировочную пробку с механизмом вибровоздействия на цементный раствор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет повышения герметичности цементировочной пробки и равномерности ее износа, а также возможности одновременно с виб- ровоздёйствием осуществления гидравлической активации цементного раствора, цементировочные отверстия корпуса выполнены над стоп-кольцом в виде радиальных отверстий, механизм перекрытия которых выполнен в виде позиционной втулки с радиальными отверстиями, фиксатором ее промежуточного положения и посадочным седлом под цементировочную пробку, при этом последняя выполнена с

0

5

радиальными отверстиями, гидравлически связанными с радиальными отверстиями позиционной втулки, и с осевым каналом, а механизм вибровоздействия выполнен в виде подпружиненного относительно цементировочной пробки поршня, помещенного в ее осевом канале и образующего с ней над ее радиальными отверстиями кольцевую полость, гидравлически связанную с радиальными отверстиями позиционной втулки, площадь сечения которых больше площади поперечного сечения кольцевой полости.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что кольцевая полость образована за счет выполнения кольцевой проточки в осевом канале цементировочной пробки над ее радиальными отверстиями.

Использование: при ступенчатом цементировании скважин. Обеспечивает возможность повышения качества цементирования за счет повышения герметичности цементировочной пробки и равномерности ее износа. Кроме того одновременное вибровоздействием осуществляется гидравлическая активация цементного раствора. Устройство включает корпус 1 с цементировочными отверстиями 13. Цементировочные отверстия перекрывает позиционная втулка 2 с.радиальными отверстиями 4 и посадочным седлом 5 в нижней части под цементировочную пробку 6. Цементировочная пробка выполнена с радиальными отверстиями 8 и осевым каналом 10. В ее осевом канале помещен механизм вибровоздействия. Этот механизм выполнен в виде поршня 9. Поршень подпружинен относительно цементировочной пробки и образует с ней над ее радиаль ными отверстиями кольцевую полость 11. Кольцевая полость гидравлически связана с радиальными отверстиями 4 позиционной втулки/ Площадь сечения этих отверстий больше площади поперечного сечения кольцевой полости 11. При продавке цементировочной пробки механизм вибровоздействия не работает. Давление продавки передается в межманжетное пространство цементировочной пробки. Это обеспечивает центрирование цементировочной пробки. В рабочем положении перепад давления над поршнем вызывает его возвратно-поступательное движение. Это обеспечивает вибра- ционную обработку и активацию цементного раствора при его прокачке. 1 ил. 1 (Л с vj - СП 00 ю о