Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1993 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к ступенчатому цементированию скважины.

Известны устройства для ступенчатого цементирования скважины. Муфта ступенчатого цементирования конструкции ВНИ- ИКР нефти. В аналогичных устройствах имеются резиновые продавочные, падающие, запорные пробки и металлические втулки на срезных фиксаторах. Последующее разбуривание этих деталей ведет к дополнительным затратам.и засорению скважин. Указанные недостатки в устройствах для ступенчатого цементирования скважин устранены путем применения

телескопических устройств открытия и закрытия циркуляционных отверстий.

Известное устройство для ступенчатого цементирования скважин содержит цилиндрическую емкость, которую закрепляют на верхней части обсадных труб, в емкость телескопически введен полый сердечник, с помощью которого можно телескопически перемещать верхний участок обсадных труб относительно нижнего. В стенке сердечника образовано по меньшей мере одно боковое .отверстие. Инструмент для ступенчатого цементирования скважины, имеющий цилиндрмчэс- ую форму, присое-. диняют к нижнему концу цилиндрической емкости так. чтобы он охватывал часть сердечника по окружности. На внутренней поверхности инструмента образована кольцевая проточка, против которой можно установить отверстие в боковой стенке сердечника, опустив сердечник вместе с цилиндрической емкостью в первое положение относительно устья скважины с. целью направления цементного раствора из обсадных труб в кольцевой зазор за обсадными трубами. При этом сердечник и цилиндрическую емкость можно вращать без ограничений и непрерывно вокруг оси сЖважины, не прерывая при этом процесс цементирования, что улучшает качество заполнения раствором кольцевого канала.

Наиболее близким решением к заявляемому является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, содержащее корпус, сердечник, связанный одной стороной жестким соединением с верхней ступенью обсадной колонны, а другой стороной- телескопическим соединением с корпусом, переходник, жестко связанный с нижней ступенью обсадной колонны и образующей с корпусом и сердечником кольцевую полость, гидравлически связанную с осевым каналом обсадной Колонны.

В этом устройстве для ступенчатого цементирования обсадной колонны телеско- пическое соединение с корпусом не обеспечивает необходимую герметичность и невозможность многократных промежуточных промывок обсадной колонны по всей длине в случае ее посадок в процессе спуска. ;,.:....:. .--, ;;.,.,..,.:.,/,.:. ,V

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. По сравнению с известным устройством ступенчатого цементирования соединение корпуса с сердечником и сердечника с переходником выполнены конусными, что повы- , шает надежность работы за. счет . псзвышёния герметизации соединения без применения уплотняющих деталей, а простота конструкции позволяет сохранить проходной канал устройства равным каналу обсадных труб.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающем корпус, сердечник, связанный одной стороной жестким соединением с верхней ступенью обсадной колонны, а другой стороной - телескопическим соединением с корпусом, переходник, жестко связанный с нижней ступенью обсадной колонны иобрэ- зующей с корпусом и сердечником кольцевую полость, гидравлически связанную с осевым каналом обсадной колонны, телескопическое соединение корпуса с сердечником выполнено с конической подвеской, образующей между корпусом и сердечнм- ком в рабочем положении устройства циркуляционную кольцевую полость, сообщающую кольцевую полость с заколон- ным пространством, а переходник выполнен с радиальным цементировочными отверстиями, сообщающими осевой канал

0 обсадной колонны с кольцевой полостью, при этом переходник и сердечник выполне- йы с возможностью образования между собой конического соединения.

На чертеже изображен общий вид уст5 ройства для ступенчатого цементирования скважины.

Устройство для ступенчатого цементирования, скважины содержит корпус 1 ци- линдрической формы с конусным

0 отверстием под сердечник 2 с конусной наружной поверхностью. Это соединение обеспечивает герметичность- между соединяемыми деталями безуплотнительных элементов. Переводник 3 с конусным гнездом

5 в верхней части, кольцевой проточкой по- наружной поверхности и не менее одним радиальным отверстием для направления цементного раствора из обсадных труб в кольцевой зазор за обсадными трубами, за0 креплен в нижней части корпуса 1, а для улучшения циркуляции цементного раствора между корпусом и сердечником, сердечник в средней части по наружной поверхности имеет пазы. С целью предотв5 ращения заклинивания конусного соединения под действием веса нижней части обсадных труб угол конуса конусного соединения выполнен в в пределах 4.5 - ,

Устройство применяется для пропуска

0 цементного раствора из внутреннего канала обсадной колонны в кольцевой канал, образованный стенкой скважины и наружной поверхностью обсадных труб.

Устройство крепится между обсадными

5 трубами в скважине и по расчетной глубине с помощью переводника 3. Конусное соединение между корпусом 1 и сердечником 2 под действием веса нижней части обсадной колонны труб герметизируется. После про0 ведейия цементирования первой ступени известным способом и получения стоп проверяется герметичность колонны. Затем колонна разгружается, верхняя часть обсадных труб опускается вниз до посадки конус5 ной части сердечника 2 в конусное гнездо переводника 3. При этом внутренняя полость колонны обсадных труб через ради- альные Отверстия и кольцевую проточку переводника 3, а так же по пазам сердечника сообщается с кольцевым пространством

за обсадными трубами. Скважина промывается и производится цементирование второй ступени. Натяжением верхней части колонны обсадных труб за счет конусного соединения корпуса 1, сердечника 2 колонна герметизируется. Цементный раствор в отверстиях кольцевой проточки затвердевает.

Формула изобретения Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус, сердечник, связанный одной стороной жестким соединением с верхней ступенью обсадной колонны, а другой стороны - телескопическим соединением с корпусом, переходник, жестко связанный с ниж- ней ступенью обсадной колонны и образующий с корпусом и сердечником кольцевую полость, гидравлически связанную с осевым каналом обсадной колонны,

отличаю щееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения функциональных возможностей за счет повышения его герметичности и возможности многократных промежуточных промывок обсадной колонны по всей длине в случае ее посадок в процессе спуска, телескопическое соединение корпуса с сердечником выполнено с конической подвеской, образующей между корпусом и сердечником в рабочем положении устройства циркуляционную кольцевую полость, сообщающую кольцевую полость с заколонным пространством, а переходник выполнен с радиальными цементировочными отверстиями, сообщающими осевой канал обсадной колонны с кольцевой полостью, при этом переходник и сердечник выполнены с возможностью образования между собой конического соединения.

Использование: при цементировании скважин обеспечивает повышение надежности работы устройства и расширение его функциональных возможностей. Это достигается за счет повышений герметичности и возможности многократных промежуточных промывок обсадной колонны по всей длине в случае ее посадок в процессе спуска. Сущность изобретения: устройство включает корпус, с ним одной стороной связан телескопическим соединением сердечник, другой стороной сердечник связан с обсадной колонной. С нижней ступенью обсадной колонны жестко связан переходник. Он образуете корпусом и сердечником кольцевую полость. Она гидравлически связана с осевым каналом обсадной колонны. Телескопическое соединение корпуса и сердечника выполнено с конической подвеской. Она образует между корпусом и сердечником в рабочем положении устройства циркуляционную полость. Эта полость сообщает кольцевую полость с заколонным пространством. Переходник выполнен с радиальны- ми цементировочными отверстиями. Эти отверстия сообщают осевой канал обсадной колонны с кольцевой полостью. 1 ил. ел С