Устройство для установки цементных мостов в скважинах Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а более конкретно к устройствам для установки цементных мостов при ступенчатой колонне труб.

Известна цементировочная пробка, включающая корпус, разделительную пробку с уплотнительным элементом и дополнительную пробку.

Недостатком указанного технического решения является малая надежность работы вследствие того, что и верхняя и допол- нительная пробки не зафиксированы относительно составных частей колонны и при прекращении продавки в период подъема колонны для установки цементного моста могут всплыть. Это приведет к смещению продавочного и цементного растворов, что снижает качество цементирования при работе.

Известна также муфта для ступенчатого0 цементирования обсадных колонн, включающая корпус, подвижную и неподвижную втулки со срезным элементом, размещенными внутри корпуса, разделительную пробку с уплотнительным элементом.

Недостатком его является невозможность исключить снятие пробки в период подъема колонны для установки цементного моста. Не будучи зафиксированной пробка может всплыть, что приведет к смещению продавочного и цементного растворов, что снижает качество работы при цементировании моста.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества работы при цементировании в ступенчатых колоннах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для установки цементных мостов в скважинах, содержащем секции колон 1

О

о о о о

ны труб различного диаметра, корпус, переводник, установленный над корпусом, подвижную и неподвижную втулки со срезными элементами, размещенными внутри корпуса, разделительную пробку с уплотнительным элементом на боковой поверхности и цангой на нижнем торце с верхним и нижним выступами и наконечник с уступами жестко соединенный с нижним концом корпуса, согласно изобретению в ступенчатых колоннах оно снабжено режущим элементом, жестко закрепленным внутри переводника, при этом подвижная втулка установлена с возможностью взаимодействия с верхним выступом в крайнем верхнем положении, а нижний выступ цанги имеет возможность взаимодействия с уступом наконечника при крайнем нижнем положении подвижной втулки.

Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показывает, что заявляемое устройство отличается от известных наличием режущего элемента, жестко закрепленным внутри переводника, и подвижной втулки, которая установлена с возможностью взаимодействия с верхним выступом в крайнем верхнем положении, а нижний выступ цанги имеет возможность взаимодействия с уступом наконечника при крайнем нижнем положении подвижной втулки. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизна.

Сравнение заявляемого технического решения с известными не позволило выявить в них признаки, отличающие его от последних, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию существенные отличия.

На фиг.1 показано устройство с установкой разделительной пробки на посадочном месте в продольном разрезе; на фиг.2 -- то же, в крайнем нижнем положении подвижной втулки.

Устройство состоит из двухступенчатой колонны. Верхняя колонна 1 соединена переводником 2 с нижней ступенью колонны 3. При этом диаметр нижней колонны 3 меньше диаметра верхней колонны 1. В переводнике 2 жестко установлен режущий элемент 4, предназначенный для уменьшения диаметра уплотнительного элемента 5 разделительной пробки 6 при ее прохождении из колонны большого диаметра в колонну меньшего диаметра. Устройство в нижней части имеет корпус 7, присоединяемый на резьбе к ступени колонны 3. В корпусе 7 размещена подвижная втулка 8, соединенная срезным элементом 9 с неподвижной втулкой 10. На внутренней поверхности подвижной втулки 8 выполнена

площадка 11, являющаяся посадочным мес- , том для разделительной пробки 6. В верхней части корпуса 7 выполнен канал 12 для осуществления промывки. К нижнему концу

корпуса 7 жестко (на резьбе) присоединен наконечник 15 с уступом 16. Нижняя часть разделительной пробки выполнена в виде цанги, имеющей на нижнем торце верхний и нижний выступы 13, 14. Уплотнительный

0 элемент закреплен на боковой поверхности разделительной пробки б сверху гайкой 15. Герметизация подвижной втулки 8 относительно канала 12 обеспечивается резиновым кольцом.

5Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство спускается в скважину к интервалу установки цементного моста на ступенчатой колонне труб. Диаметр труб

0 верхней части колонны 1 имеет больший размер, чем нижней части 3. При этом разделительная пробка 6 с резиновым элементом 5 находится на поверхности.После спуска колонны труб к заданному

5 интервалу начинают закачку цементного раствора. После закачки расчетного объема цементного раствора в колонну спускают разделительную пробку 6 и продавливают ее вниз подачей продавочной жидкости.

0 При достижении разделительной пробкой 6 интервала установки переводника 2 с жестко закрепленным режущим элементом 4 осуществляется срезание части уплотнительного элемента 5 на долю, равнуюразно5 - сти диаметров секций колонн 1 и 3, Таким образом, при перемещении разделительной пробки по секции колонны 1 обеспечивалось разделение цементного и продавочного растворов. После срезания в

0 секции колонны 3 обеспечиваются те же условия разделения, а сама пробка 6 с уплот- нительным элементом 5 получает возможность по секции колонны с меньшим диаметром перемещаться вниз к интервалу

5 установки моста.

Перемещаясь по секции колонны 3 разделительная пробка занимает положение на посадочной площадке 11 подвижной втулки 8. Надежность и правильность ее ус0 таиовки контролируется по показаниям давления на устье, которое при обеспечении надежной установки пробки начинает возрастать. Это является также указателем того, что расчетный объем цементного

5 раствора поступил в интервал установки моста. При этом под действием давления продавочной жидкости цементный раствор за секцией колонны 3 может подняться и выше интервала установки, поднимая уровень промывочного раствора. Когда разделительная пробка установлена, то может воз- никлутьситуация, что под давлением столба промывочного раствора и цементного раствора из пространства за секцией колонны 3 цементный раствор может поступать об- ратно под пробку и вызвать ее всплытие. Для исключения такой возможности служат верхний и нижний выступы 13, 14 на цанге. Верхний выступ 13 цанги упирается в нижний торец подвижной втулки 8, чем исклю- чается возможность всплытия разделительной пробки.

Для формирования цементного моста и обеспечения возможности ведения промывки приподнимают на расчетную высоту колонну с устройством. После чего повышаем давление в секционной колонне до срезания элемента 9. В результате разрушения элемента 9 подвижная втулка перемещается в крайнее нижнее положение, когда ниж- ний торец подвижной втулки 8 упирается в бурт на внутренней поверхности наконечника 15. При этом нижний выступ цанги 14 взаимодействует с уступом 16 наконечника 15, за счет чего обеспечивается удержание разделительной пробки на месте посадки и исключается ее всплытие. Это обеспечивает удержание подвижной втулки в крайнем нижнем положении, в результате чего через канал 12 осуществляется связь между про- странством в колонне и за ней и выполнение промывки (прямой и обратной).

Таким образом реализуется надежность разделения цементного (промывочного) и п род а вечного растворов, исключается возможность снятия с места разделительной пробки и подвижной втулки, т.е. обеспечивается надежность работ и кочтроль ьа интервалом установки моста.

Экономическая эффективность от использования изобретения создается за счет сокращения времени и средств на качественную установку цементного моста.

Формула изобретения

Устройство для установки цементных мостов в скважинах, включающее секции колонны труб различного диаметра, корпус, переходник, установленный над корпусом, подвижную и неподвижную втулки со срезными элементами, размещенными внутри корпуса, разделительную пробку с уплотни- тельным элементом на боковой поверхности и цангой на нижнем торце с верхним и нижним выступами и наконечник с уступом, жестко соединенный с нижним торцом корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения качества при цементировании ступенчатых колонн, оно снабжено режущим элементом, жестко закрепленным внутри переводника, при этом подвижная втулка установлена с возможностью взаимодействий с верхним выступом в крайнем верхнем положении, а нижний высгуп цанги имеет возможность взаимодействия с уступом наконечника при крайнем нижнем положении подвижной втулки.

Изобретение относится к области горной промышленности и используется при строительстве скважин. Цель - повышение качества при цементировании ступенчатых колонн. Обсадная колонна включает секции труб различного диаметра. С нижней секцией посредством переходника соединен корпус. Внутри корпуса на срезных элементах установлена подвижная втулка и непод- вижная. С нижним торцом корпуса соединен наконечник с уступом. Цементный раствор продавливают разделительной пробкой с уплотнительными элементами на боковой поверхности и цангой на нижнем торце. Внутри переходника установлен режущий элемент. Нижний выступ цанги имеет возможность взаимодействия с уступом наконечника при крайнем нижнем положении подвижной втулки. 2 ил.