Устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и водоснабжению, а именно к бурению,и может быть использовано при цементировании хвостовиков обсадных колонн в скважинах.

Известно устройство для цементирования секций обсадных колонн и хвостовиков, содержащих корпус с радиальными отверстиями, посадочное седло с запорным элементом, муфту с левой резьбой, упругую втулку, гильзу, зажимы, срезные и фиксирующие элементы.

Недостатками устройства являются опасность проворота хвостовика в процессе спуска, что может привести к преждевременному рассоединению подвесной колонны и хвостовика, невозможность применения цементировочных пробок, ненадежность сбросных срезных, фиксирующих и деформирующих элементов, срабатывание которых предусмотрено в определенном порядке, ненадежность контроля по приросту давления, когда величина этого прироста в условиях скважины не поддается расчету, может оказаться - в пределах флюктуации давлений технологического процесса или может быть вызвана действием иных, заране не предусмотренных факторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для цементирования потайных обсадных колонн, включающее корпус, муфту, трубчатый шток с ра5

0

5

0

5

0

5

диальными отверстиями, уплотнением и шлицами в нижней части, выполненными с возможностью взаимодействия со шлицами левой гайки, и хвостовик с цементировочной пробкой.

Недостатком этого устройства является ненадежность узла подвески хвостовика на пальцах в фигурных пазах муфты. В процессе спуска хвостовика вследствие незначительной длины фигурных пазов при резких посадках, крутильных ударах или в результате ошибок персонала возможен преждевременный сдвиг цементировочной пробки, наличие фигурных пазов на муфте ослабляет ее функцию воронки при спуско-подъемных операциях и может послужить причиной осложнений и аварий при последующем бурении.

Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет обеспечения возможности вращения хвостовика при спуске и контроле

за его отсоединением, i

Поставленная цель достигается тем, что устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн,. включающее корпус, муфту в его верхней части, трубчатый шток, помещенный в корпус и выполненный с заглушкой в нижней части, радиальными отверстиями над ней и гайкой, соединенной с корпусом левой резьбой и выполненной с возмо но- Стью образования шлицевого соеци- j

51

его ьсрл.:ем положенения со штоком в

нии, снабжено ниппелем с наружной резьбовой поверхностью, помещенным в верхней части штока, ввертышем и контргайкой, при этом ввертыш св,-- зан левой резьбой по наружной поверхности с муфтой и выполнен с резьбой по внутренней поверхности под резьбу ниппеля, а контргайка связана с внутренней поверхностью корпуса левой резьбой, имеющей шаг резьбы, превышающий шаг резьбы на муфте, и помещена между ввертышем и гайкой с возможностью взаимодействия с ними торцовыми поверхностями и образования дополнительного шлицевого соединения со штоком на расстоянии от основного шлицевого соединения, меньшем расстояния между ниппелем и ввертышем.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, соответствующем спуску хвостовика обсадной колонны; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг„1 .

Устройство содержит трубчатый што 1, который является передовым нако нечником подвесной колонны 2 труб. К верхней обсадной трубе хвостовика , присоединен корпус 3 устройства,на верхнем конце которого выполнена внутренняя удлиненная левая резьба 4, (сопрягающаяся с гайкой 5 и контргайкой 6, снаружи закреплена муфта 7 с внутренней левой резьбой 8. По резьбе 8 с муфтой соединен ввертыш 9, упирающийся своим нижним торцом в торец контрайги 6. Гайка 5 выполнена составной и содержит кольцевое уплотнение 10, которое взаимодействует с проходящим через него трубчатым штоком 1 о Гайка 5 и контргайка 6 на своих нижних торцах снабжены шлицами 11 и 12. Трубчатый шток 1 перекрыт на своем нижнем торце заглушкой

13,снабжен радиальным отверстием

14,шлицами - на нижнем конце 15 и в средней части 16, взаимодействующими со шлицами соответственно 11 - гайки 5 и 12 - контграйки б, и выполнен на своем верхнем конце с верхним ниппелем 17, взаимодействующем

с резьбой 18 ввертыша 9. Под трубчатым штоком 1 на корпусе 3 устройст ва выполнена ложная муфта 19, перекры-м вающая отверстия 20 и 21, между которыми внутри корпуса размещена цемеГн- тировочная пробка 22. ,

0

Устройство работает следующим образом.

В скважину опускают подвеску, сое-, тоящую из колонны обсадных труб с корпусом 3, муфтой 7, навернутыми на резьбу 4 гайкой 5 контргайкой 6 и на резьбу 8 - ввертышем 9. Внутри корпуса проходит шток 1 с ниппелем 17 в верхней части, при этом шлицевое соединение 12-13 сомкнуто, а 11-15 разомкнуто. Радиальное отверстие. 14 находится ниже уплотне5 ния 1,0 в полости корпуса 3, цементировочная пробка 22 размещена между отверстиями 20 и 21, ввертыш 9 нижним торцом упирается в контргайку 6. Полости обсадной и подвесной колон0 ны заполняют по мере спуска промывочным раствором. При технологической необходимости обеспечивается возможность промывки и(или) вращения подвески. Промывка осуществляет5 ся через канал подвесной колонны 2 трубчатого штока 1, радиальное отверстие 14, отверстие 21, полость ложной муфты 19 отверстие 20 и полость обсадной колонны труб. Враще0 ние ведется через подвесную колонну труб 2, трубчатый шток 1, шлицевое соединение 16-12, контргайку 6 и левую резьбу 4, выворачивание контргайки 6 при отом предотвращается ввертышем 9, ход левой резьбы на котором меньше, чем на контргайке.

По достижении устройством интервала установки обсадной колонны давлением в трубах создают циркуляцию промывочного раствора через нижний конец колонны. Далее закачивают цементный раствор и частично в объеме подвесной колонны промывочную жидкость. Производят посадку подвес5

0

ной колонны, разгружая вес обсадной

колонны на забой и перемещая трубчатый шток 1 на заранее известное расстояние. При этом цементировочная пробка 22 сдвигается вниз до перекрытия или прохода отверстий 20. Давлением насоса, закачивающего промывочную жидкость, обеспечивается дальнейшее движение цементировочной пробки 22 по обсадной колонне.

После закачки промывочной жидкости и получения на манометре давления Стоп проверяют работу обратного е клапана на обсадной колонне, открывая сбросовый кран на нагнета

тельной линии. При негерметичности клапана из крана будет наблюдаться излив промывочной жидкости. Операци отмывки излишков цементного раствора выполняют в следующей последова- тельности: допускают подвеску с тручатым штоком 1 вниз до посадки ниппеля 17 в резьбу 18. Контроль посад ведут по заранее известной величине спуска труб подвески и показаниям индикатора веса. При этом шлицевое соединение 16-12 размыкается и вращнием подвесной колонны 2 вправо выполняют заворот ниппеля 17 во вверт 9 и отворот по левой резьбе 8 из муфты 7. Контроль операции ведут по заранее известному числу оборотов подвески и показаниям индикатора веса. Далее поднимают подвесную колонну до замыкания шлицевого соединения 16-12 и вращением вправо отворачивают контргайку 6. Контроль операции ведут по заранее известным величине подъема, числу оборотов пор- вески и показаниям индикатора веса. После полного отворота контргайки поднимают подвеску с трубчатым штоком 1 до выхода радиального отверст 1 из уплотнения 10, Контроль операции ведут по заранее известной величине подъема подвесной колонны, показаниям индикатора веса и манометра (после восстановления циркуляции). При циркуляции через радиальное отверстие, сообщающееся непосредственно с затрубным простраством, давление на манометре будет меньшим, чем при заключительной фазе цементажа. Циркуляция может производиться в течение всего периода ОЗЦ, но не должна быть менее одного цикла промывки интервала с твола скважины от устья до места установки устройства.

В зависимости от конкретных геологических условий в скважине операции закачки промывочной жидкости после сдвига цементировочной пробки и ОЗЦ, выполняться как при разгруженной на забой, так и подвешенной на трубчатом штоке обсадно колонне.

По окончании ОЗЦ вращением подве ной колонны 2 вправо через шлицевое соединение производят отворот гайки 5 с уплотнением 10 по левой резьбе от корпуса 3 устройства.

5

0

Далее извлекают из скважины подвесную колонну 2 с трубчатым штоком 1, ниппелем 17 с присоединенным к нему , ввертышем 9, контргайкой 6 и гайкой I 5 с уплотнением 10. При исправном обратном клапане и возможности выполнения цементирования обсадной колонны в разгруженном на забой состоянии отсоединение и подъем подвесной колонны и элементов устройства на поверхность могут быть выполнены до завершения ОЗЦ.

Использование устройства повышает

надежность всех технологических операций по спуску и цементированию

хвостовиков обсадных колонн, позволяет сократить аварийность и повысить качество этих работ и благодаря этому увеличивает производительность буровых работ и снижает их стоимость. Формула изобретения

Устройство для спуска и цементирования хвостовиков обсадных колонн, включающее корпус, муфту в его верхней части, трубчатый шток, помещенный в корпус и выполненный с заглушкой в нижней части, радиальными

отверстиями над ней и гайкой, соединенной с корпусом левой резьбой и выполненной с возможность образования шлицевого соединения со штоком в его верхнем положении, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет обеспечения возможности вращения хвостовика при спуске и контроле

за его отсоединением, оно снабжено ниппелем с наружной резьбовой поверхностью, помещенным в верхней части штока, ввертышем и контргайкой, при этом ввертыш1 связан левой резьбой по наружной поверхности с муфтой и выполнен с резьбой по внутренней поверхности под резьбу ниппеля, а контргайка связана с внутренней поверхностью корпуса лев°й резьбой, имеющей шаг резьбы, превышающий шаг резьбы на муфте, и помещена между ввертышем и гайкой с возможностью взаимодействия с ними торцовыми поверхностями и образования дополнительного шлицевого соединения со штоком на расстоянии от основного шлицевого соединения, меньшем расстояния между ниппелем и ввертышем.

Фиг.2