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

1

Изобретение относится к цементированию нефтяных и газовых скважин в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн.

Известно устройство, включакяиее переводник, цилиндрический пакер, упорное кольцо, обратный клапан.и башмачную пробку p.J .

Недостатком данного устройства является невозможность компенсации износа пакера и промывки бурильнвах труб после цементирования.

Известно устройство для герметизации необсаженного ствола при закачке тампонирующих смесей для борьбы с поглощениями при бурении скважин, включающее узел промывки, пакерующий элемент, упорный узел и обратный клапан f2J.

Такое устройство не обеспечивае возможности промывки затрубного пространства по мере спускар промывку бурильных труб по окончании продавливания цементного раствора, причем герметичность кольцевого пространства создается лишь при наличии циркуляции жидкости.

Целью изобретения является повышение надежности и качества цементирования обсадных колонн.

2

Достигается это тем, что внутри пакера установлена втулка с возможностью осевого перемещения, которая выполнена с радиальными каналами.

На фиг, 1 изображено устройство для цементирования скважин, продольный разрез; на фиг. 2 - дано сечение. А-А на фиг. 1,

Обсадная колонна .1 имеет упорное стоп-кольцо 2 для посадки пакера 3, внутри которого установлена втулка 4 с радиаль ньл.4и каналами и стержнем 5, Центральный канал устройства пере5крывается шарсий б, поджимаемым пластиной 7 с прорезями для выравнивания силы прижатия (см. фиг. 2 ). Наличие шарового клапана 8 позволяет заполнять бурильные трубы во время их

O спуска и- дальнейшего подъема. Промывочные окна 9 перекрыты гильзой 10, на которую садится пробка 11. Устройство соединяется с бурильными трубами при помощи переводника 12, Для

5 центрирования нижней. части устройства и предотвращения износа пакера при спуске над ним установленцентратор 13, имеющий поясок 14 дчя герметизации-в случае выхода из строя пакера.

Гильза 10 крепится к переводнику 2 при помощи срезных штифтов 15. аружЯ5ый диаметр втулки 4 меньше иаметра отверстия стоп-кольца 2 и акера. 3

Устройство работает следунвдим образом.

При движении внутри колонны пакер 3 герметизирует межтрубное пространство и вытесняет из него промывочную жидкость в затрубное пространство. Вытесняемая прса«1ыйочная жидкость частично через специальное устьевое устройство сливается в межтрубное пространство, а оттуда через клапан 8 заполняет внутреннюю полость бурильных труб. При достижении пакере 3 стоп-кольца 2 он упирается в его посадочную поверхность и по мере частичной загрузки бурильных труб втулка 4 входит в отверстие, стопкольца, а пакер 3 сжимается в образовавшемся между обсадной трубой, центратором 13, втулкой 4 и стопкольцом 2 замкнутом пространстве.

Герметизация пакером происходит ,не только под действием частичного веса колонны бурильных труб,но и под действием прокачиваемых жидкостей, поступающих в пространство между пакерсян и втулкой, через радиальные отверстия в ней.

.При прокачке цементного раствора (после посадки пакера) в связи с повшиением давления над шарсзм б последний продавливается через пластину 7 и задерживается во втулке 4 стержнем 5.

После закачки всего объема цементного раствора идущая вслед за ним разделительная пробка 11 садится на гильзу 10 и заклинивается там, что приводит к noBfcffiffiHreo давления над ней, срезу штифта 15, перемещению

гильзы 10 и, как следствие, открытию окон и прс 1ывке бурильных труб с выходом промывочной жидкости по межтрубному пространству.

Циркуляция промывочной жидкости по затрубному пространству происходит под действием веса спускаемых бурильных труб, поэтому обсадная колонна в верхней ее части не должна быть заполнена полностью. Высоту незаполненной части следует определять в соответствии с действующими инструктйвными указаниями по спуску обсадных колонн.

Применение данного устройства позволит уменьшить количество цементировочной техники, участвукяцей в процессе цементирования обсадной колонны, и снизить затраты на разбуривание цементных стаканов в ней.

Формула изобретения

Устройство для цементирования скважин, содержащее узел прсмывки бурильных труб, клапан, пакер и установленные внутри обсадной колонны CTOTIкольцо, обратный клапан и направляющую пробку, отличающееся тем, что, с целью повьлнения надежнос,ти и качества цементирования обсадных труб, внутри пакера установлена втулка с возможностью осевого перемещения, которая выполнена с радиальными каналами.

Источники информации, принятые

во внимание при экспертизе:

1, Кулиев С. М. Бурение нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1958, с. 299.

2j Крылов В. И. Осложнения при

бурении скважин. М., Недра, 1965, с. 190.