Устройство для цементирования скважин Советский патент 1978 года по МПК E21B33/14 

1

Устройство касается крепления скважин, а именно устройств для двухступенчатого и манжетного цементирования скважин.

Известно устройство, состоящее из корпуса с радиальными отверстиями нижней и верхней втулок, закрепленных на корпусе на срезных элементах, и приводится в рабочее положение шаром, а после окончания цементирования отверстия в корпусе закрываются верхней втулкой с помощью цементировочной пробки .

Недостатком указанного устройства является необходимость в разбуривани шара, пробки и цементного стакана между ними.

Наиболее близким из известных технических решений к изобретению является устройство для цементирования скважин, включающее корпус, дифференциальную втулку с радиальными отверстиями и срезной элемент 2J .

Однако такое устройство обеспечивает только циркуляцию жидкости из затрубного пространства в колонну, а двухступенчатое и манжетное цементирование с помощью данного устройства невозможно.

Цель изобретения - обеспечение возможности двухступенчатого и манжетного цементирования скважин без последующего разбуривания деталей устройства и цементного стакана.

Это достигается тем, что на внутреней поверхности дифференциальной втулки выполнены продольные пазы, сообщающиеся с радиальными отверстиями дифференциальной втулки, причем в ее верхней части установлен толкательфиксатор.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в исходном нерабочем положении; на фиг. 2 - то же, в период закачивания второй ступени цементного раствора; на фиг. 3 - то же, после окончания цементирования скважины.

Устройство состоит из корпуса 1 с радиальным отверстием 2 и фиксатором J на внутренней поверхности; переводника 4, соединенного с корпусом 1 и содержащего подпружиненный срезной штифт 5; дифференциальной втулки б, имеющей пазы 7 на внутренней поверхности, сообщающиеся с радиальными отверстиями 8 во втулке, и продольные пазы 9 на наружной поверхности срезного элемента 10, которым втулка 6 удерживается..на кЬрпусе It пружинного кольца 11/.удерживаемого на виутренней поверхности втулки 6 с помов1ью срезного элемента 10, пружинного толкателя-фиксатора 12, закрепленного на верхней поверхности втулки 6; пружинного кольца 13, удерживаемого срезньм штифтом на внутренней поверхности обсаднойКОЛОННЫ 14; шара 15/ .предназначенного для среза элемента .10) цементировочной пробки 16. Устройство работает следуювщм образсм. Перед закачиванием второй ступени цементного раствора при двухступенчатом цементировании или первой порции раствора при манжетнсм цементировании перекрывают затрубное про9(гранство ниже устройства прмо1дью одного из извёстяш эаколоннйх: J гидравлических nakepufe,- Hia требующих разбури а ния iero деталей. Затем в обсаднуи колонну 14 бросается шар 15, Небторый под собственным весе падает в продавочной жидкости и садится .на пружинное кольцо 11, перекрыэая внутренШй канал обсадной колонны. При соэдании расчетного избыточио го давления на устье скважины срезной элемент 10, удерживающий втулку б накорпусе 1 и кольцо 11 на втулке б, срезается, после чего пружинное кольцо 11 оказывается,между втулкой б и обсадной колонной l4, а шар 15 садится на пружинное кольцо 13, за7 крепленное с помощью срезнЕДх штифто на колонне 14, перекрЬшая внутренний канал обсадной колонны. При избыточном давлении- на, устье скважины дифференциадьная втулка 6 пер-ейедается вверх за счет превьшёния осевой .силы, действующей на торцовую nO верхность Г втулки б над суммарной осевой силой, действующей на торцовые поверхности А и Б (давление в колонне больше давления в затрубйом про странстве). Подпружиненный срезной штифт 5 заходит в проточку 9 одновременно с совмещением радиальных отверс тий 2 и 8, после чего давление на устье Ъкважины падает и происходит переток промывочной жидкости из колон ны в затрубное пространство. В этом положении устройства.закачивается вто рая ступень двухступенчатого цементир вания. ПРИ снижении,давления в колонне 14 по каким-либо причинам втулка 6 удерживается от перемещения вйиз подпружиненным срезным штифтом 5. После окончания процесса цементирования цеме| тировочная пробка 16 садится на пружинный толкатель-фиксатор 12 и при созданин расчетного избыточного давления на устье скважины подпружиенный штифт 5 срезается, а пружиный .толкатель-Фиксатор 12 убираемся в паз переводн ика 4. Далее под давлением цемёнтировочуая пробка 16 садится на шар 15, при этом с того момента, когда пробка 16 .перекрыла отверстия 2 и 8, цементный раствор из интервала между шаром 15 и пробкой 16 выдавливается в затрубное пространство через продольные пазы 7, сообщающиеся с радиальными отверстиями вб втулке. Под действием избыточного давления на устье скважины пробка 16 создает осевую нагрузку на шар 15, которйй срезает штифты, удерживающие пружинное кольцо 13 на обс,адной колонне 14, 1После этого пружинное кольцо попадает в проточку на внутренней поверхности коло|нны 14, а шар 15 под собственн1да 9 всем падает в башмак обсадной колрнйь Cis aufcisaieT; дав лениё на; yctb йри &Toi«t атулйа 6 переместитс:Я в/крайнее нижнее йоложениё и зафи1 сйруется от перемещений и вниз соответственно фиксатором 3 и толкателем -фиксатором 12. i. Так как суммарная площадь верхних торцевых поверхностей А и Б втулки 6 больше, чем площадь нижней торцовой поверхности Г (нижняя торцовая п я§ерхность В нерабочая), то для переме|Щения втулки в красивее нижнее положение после окончания процесса цементирования скаажяны давление на устье можно сбрасывать не до нуля. При спуске в обсадную колонну насосно-кошрессорнмк или других труб для освоения скважины ли ДРУгих работ цементировочная пробка 16 проталкивается ;дб; башмака обсадной колонны. Предлагаемое устройство не.;требует разбурйвание шара, пробки и цементного етакана между ними. Это позволяет сэкономить на двухступенчатом или манжетном цементировании одной обсадной колонны около 3500 руб. Формула изобретения Устройство для цементирования скваясин, содержащее корпус, дифференциальную втулку с радиальнш м отверстиями, и срезной элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности двухступенчатого и манжетного цементирования скважин без последующего разбуривания деталей устройства и цементного стакана, на внутренней поверхности дифференциальной втулки выполнены продольные