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

Изобретение относится к устройствам, .применяемым при цементировапии обсадпых колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известно устройство для цемеитирования секций обсадных колонн, состоящее из корпуса, цилиндра, кулачковой муфты со штангами 1.

Однако известное устройство не позволяет проводить обратное цементирование с последующей промывкой вышележащего интервала.

Известно устройство для производства цементировочных работ в определенном интервале скважин, состоящее из корпуса, втулок, установленных в нем е номощью срезных штифтов, лакера и запорных элементов .

Однако известное устройство также не позволяет проводить обратное цементирование.

Целью изобретения является возможность осуществления прямой и обратной промывки при цементировании.

Поставленная цель достнгается тем, что устройство снабжено дифференциальным подпружиненным поршнем, жестко связанным с гильзой и распределительными втулками, перекрывающими промывочные каналы, выполненные в корпусе.

На фиг. 1 представлено устройство во время прямой промывки; на фиг. 2 - то же, во время обратной промывки н цементирования;

на фиг. 3 - то же, во время промывки вышележащего интервала; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство состоит из корпуса 1, снабженного в верхней части переводником 2, в центральном отверстии которого жестко установлена проходящая внутрн корпуса нанравляющая трубка 3. На нижнюю часть трубкн иадет подпружиненный пружиной 4 с регулировочной гайкой 5 дифференциальный поршень 6 цилиндра 7, нолость которого сообщена с закорпусным пространством несколькими радиально-наклонными трубками 8. В нормальном положении концы трубок 8 перекрыты изнутри дифференциальным порщнем 6, а снаружи - вертикально подвилсной гильзой 9, расположенной вокруг корпуса 1. Гильза 9 жестко связана с раснределительным поршнем 6 радиальными перемычками 10, нроходящими через вертикальные прямоугольные окна И в корпусе 1 и окна 12 в цилиндре 7. Между верхним торцом гильзы 9 н выступающей частью переводника 2 на корпус 1

надет пакер 13.

В нижней части корпуса 1 жестко закреплена фигурная втулка 14, к верхней части которой жестко крепится цилиндр 7. В фигурной втулке 14 выполнена осевая сквозная полость 15, которая имеет форму трех цилипдров с Диаметрами, уменьшающимися книзу. В верхней цилиндрической лолости втулки 14 установлена на срезных штифтах 16 втулка 17, перекрывающая радиально-наклонные каналы 18 во втулке 14 и корпусе 1, сообщающие полость 15 с закорпусным пространством. В средней и нижней цилиндрических частях полости 15 установлена разборная втулка 19 с боковыми отверстиями 20, верхний кольцевой выступ 21 которой опирается на срезные штифты-22. На втулку 19 надета пружина 23, расположенная в средней цилиндрической части полости 15. В периферийной части втулки 14 выполнено несколько сквозных вертикальных каналов 24, перекрытых в нормальном положении запорными элементами 25, которые жестко связаны радиальными связями 26 с нижним концом втулки 19. В переводнике 2 выполнено несколько расположенных по окружности вертикальных сквозиых отверстий 27. Для управления втулками 17 и 19 предусмотрены запорные элементы 28 и 29. В нижней части цилиндра 7 установлено стопорное кольцо 30, препятствующее перемещению втулки 17 вверх.

Устройство работает следующим образом.

К нижней части корпуса 1 с помощью отсоединительной муфты крепится секция обсадной колонны и подвешивается к бурильным или насосно-компрессорным трубам посредством переводника 2. Устройство вместе с секцией обсадной колонны спускается на заданную глубину и после этого производится прямая промывка скважины. Затем в бурильные трубы отбрасывается запорный элемент 28, который закрывает проходное сечение втулки 19. При этом штифты 22 срезаются и втулка 19 вместе с запорными элементами 25 перемещается вниз, сжимая пружину 23 и открывая каналы 24. При дальнейщем росте давления дифференциальный поршень 6, преодолевая силу сжатия пружины 4, перемещается вверх, увлекая ири этом гильзу 9 и сжимая пакер 13. В результате этого трубки 8 открываются и осуществляется обратная промывка цементируемого интервала, после чего в заколонное пространство закачивается необходимая порция тампонажной смеси (фиг. 2).

После окончания цементирования в бурильные трубы сбрасывается запорный элемент 29, который, воздействуя на втулку 17, срезает штифты 16 и перемещает ее вниз, открывая каналы 18. При этом давление в системе падает, дифференциальный поршень 6 с гильзой 9 возвращаются в исходное положение, освобождая пакер 13 и закрывая трубки 8. Втулка 19 под действием пружины 23 также

возвращается в верхнее ноложение, увлекая за собой запорные элементы 25 и закрывая каналы 24. После этого через каналы 18 осуществляется промывка вышележащего интервала скважины.

После затвердения тампонажной смеси устройство вращением бурильных труб отсоединяется от обсадной колонны и извлекается из скважины.

Формула изобретения

Устройство для цементирования секций обсадных колонн, состоящее из корпуса с осевым промывочным отверстием, втулок, установленных в нем с помощью срезных штифтов, пакера и запорных элементов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности осуществления прямой и обратной промывки при цементировании, оно снабжено дифференциальным подпружиненным поршнем, жестко связанным с гильзой, и распределительными втулками, перекрывающими промывочные каналы, выполненные в корпусе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Левин Е. М., Ваулин В. П. Спуск и подвеска хвостовиков при креплении скважин. Грозный, 1970, с. 58-105.

2. Патент США № 2925865, кл. 166-154, опублик. 1960.

2

-27

Ч П

2Б

pus. 2

A-A

риг. V

В-б

1