Устройство для цементирования секций обсадных колонн Советский патент 1978 года по МПК E21B33/14 

Изобретение касается цементирования обсадных колонн, спускаемых в скважину секциями. Известны устройства для цементирования обсадных колонн, позволяющие цементировать вторую и последующие секции обсадной колонны только до их стыковки с ранее спущенной частью колонны. Спущенная в скважину секция вначале стыкуется с нижней частью колонны, а затем приподнимается для проведения операции цементирования. По окончании цементирования секция опускается до полного закрытия цементированных отверстий 1. Недостаток известных устройств заключается в том, что в зависимости от диаметра и длины цементируемой секции, а также от диаметра и конфигурации ствола скважины, осевые нагрузки, возникающие в резьбовых соединениях, могут оказаться недопустимо большими, вследствие чего нередко возникает необходимость ограничения длины секции. Кроме того, секцию обсадной колонны приходится спускать и цементировать в несколько приемов, в связи с че.м возрастают затраты, связанные с креплением скважины. Известно также устройство для цементирования секций обсадных колонн, состоящее из корпуса и установленных внутри двух подвижных срезных муфт, одна из которых перекрывает циркуляционные отверстия 2. Однако герметизация места стыковки секций происходит только за счет конусных поверхностей сопрягаемых деталей секции, что часто приводит к потере герметичности колонны. Для повышений качества цементирования и снижения трудоемкости операций по креплению скважины, нижняя муфта выполнена с кольцевой проточкой, образующей с корпусом камеру, сообщаемую с затрубным пространством циркуляционными отверстиями. На фиг. 1 изображено устройство в исходном положении; на фиг. 2 показано то же, в процессе цементирования; на фиг. 3 показано то же, после окончания цементирования. Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого установлены подвижные муфты 2 и 3, закрепленные срезными штифтами 4 и 5. Муфта 2несет на себе пружинное кольцо 6, а муфта 3- кольцо 7. Кольцо 7 образует между корпусом и муфтой 3 камеру 8, связанную с затрубным пространством через отверстия 9 и 10. Над муфтой 2 для посадки цементировочной пробки расположено кольцо 11. В нижней части корпуса жестко крепится муфта 12 и стыковочный патрубок 13. Работает устройство следующим образом.

Низ спускаемой секции обсадной колонны, оборудованный для цементирования, стыкуют с ранее спущенной секцией колонны при помощи патрубка 13. Момент стыковки отмечается на поверхности повыщением давления в нагнетательной линии насосов. После этого в колонне создается давление, значительно превосходящее давление в затрубном пространстве и в камере 8. Из-за разности давлений, действующих на кольцо 7 сверху и снизу, возникает осевое усилие, приводящее к срезу щтифта 5 и перемещению муфты 3 вниз. При этом открывается отверстие 9 и восстанавливается циркуляция. Устройство приходит в положение, показанное на фиг. 2. После окончания цементирования разделительная пробка, спускаемая в колонну после закачки тампонажного раствора, садится на кольцо 11 муфты 2. В колонне создается давление, в результате чего срезается щтифт 4 и муфта 2, перемещаясь вниз, герметично закрывает отверстия 9 и 10. Пружинное кольцо 6, попав в кольцевую канавку корпуса, фиксирует муфту 2, предупреждая ее осевые перемещения (см. фиг. 3). В конце операции зубья муфт 2, 3 и 12 входят в зацепление, что предохраняет их от проворачивания в процессе производства буровых работ.

После опрессовки колонны разбуривают разделительную пробку и стоп-кольцо 11, проверяют герметичность места стыковки секции колонны и продолжают буровые работы.

Формула изобретения

Устройство для цементирования секций обсадных колонн, состоящее из корпуса и установленных внутри двух подвижных срезных муфт, одна из которых перекрывает циркуляционные отверстия, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества цементирования и снижения трудоемкости, нижняя муфта выполнена с кольцевой проточкой, образующей с корпусом камеру, сообщающуюся с затрубным пространством циркуляционными отверстиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Мищевич В. И. и др. «Справочник инженера по бурению. М., «Недра, 1973, с. 397-398.

2.Калентьев В. А. и др. Бурение глубоких нефтяных и газовых скважин. М., «Недра, 1970, с. 232-233.

.11

.77

чЛЛл

13

37

фие.1

Фиг.Э

фиг.2