Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1979 года по МПК E21B33/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Настоящее изобретение относится к бурениюскважин, в частности, к устройствам для их цементирования. Известно устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус срезную втулку и кожух, образующий полость с корпусом, которая сообщена с затрубным пространством циркуляционным каналом 1. Недостатком устройства является низкая надежность герметизации цементировочных отверстий цементным камнем. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус и дифференциальную втулку, образующие замкнутую полость между собой и выполненные с цементировочными отверстиями, толкатель, фик.сатор и переводник 2, Недостатком известного устройства является невозможность его применения для обратного цементирования второй ступени, повышающего качество цементирования. Целью настоящего изобретения является повьппение-качества цементирования и обеспечение надежного перекрытия цементировош1ых отверспш при обратном цементировании второй ступени. Поставленная цель достигается тем, wo диффере1щиальная втулка подпр исинена и выполнена с проточкой, образующей с корпусом и переводником дополнительную полость, а корпус выполнен с дополнительными радиальными каналами, перекрытыми полыми срезными элементами для сообщения дополнительной полости с заколонным пространством скважины. На фиг. I - общий вид устройства в период цементирования первой ступени; на фиг. 2 - то же,в период цементирования второй ступени. Устройство состоит из корпуса 1, соединенного с переводником 2 и имеющим радиальные отверстия 3 для цементирования; дифференциальной втулки 4 с четырьмя торцовыми поверхностями А, В, С, Д, которая образует с корпу сом 1 две замкнутые полости 1 и II, полых срезных элементов 5, установленных в корпусе 1 и герметизирующих замкнутую полость II от затрубного пространства; срезных пггнфтов 6, удерживающих дифференциальнуюо втулку 4 от

осевого перемещения; пруткинного посадочного кольца 7 и пружинного д-олкателя 8, установленkbix на дифференвдальной втулке 4; пружинного фиксатора 9 и пружинного кольца.10, закрепленного на обсадагой койонне 11 срезными шпонками, пружины 12, установленной на дифференциальной втулке.

Устройство для двухступенчатого цементнроваиШЕ скважин работает следующим образом. После окончания или в период цементирования первой ступени обсадной колонны 11, бросают

шар 13, которьп падает на пружинное посадочное кольцо 7 и при перепаде давления над шаром срезает штифты б. Дифференциальная втулка 4 перемещается вверх (площадь торцовой поверхности Д бойьше площади торцовой поверхности А) до упора торцовой поверхности В в полые срезные элементы 5. При этом пружина 12 выполняет функции демпфера, предотвращая от преждевреме1шого повреждения полые срезные элементы 5. Отверстия 3 в корпусе и отверстия в дифференциальной втулке совпаДают, о чем свидетельствует падение; давления в обсадной колонне.

Для определения момента окончания цементирования второй ступени при обратном способе в nepsjao порцию тампонажного раствора добавляют волокнистый наполнитель, который при постзшлении в обсадн)лю колонну через радиальные отверстия 3 устройства забивает фильтр, устанавливаемый во внутренней полости колонны (на фиг. I, 2 не показано). В результате давление в затрубном пространстве повышается, что свидетельствует об окотгании процесса цементирования.

При дальнейшем повышенш давления на асчетную величину в затрубном пространстве в колонне между устройсйой л цементироочной пробкой дифференциальная втулка 4 резает полый элемент 5, после чего замкнутая олость II сообщается с затрубным пространством. Давление из затрубного пространства ередаете .на торцовую поверхность В диффеенд{{альной втулки 4 и последняя перемещается вниз (суммарная площадь двух торцовых поверхностей А и В больше площади торцовой поверх11ости Д). При этом цементировочные отверстия 3 устройства герметично перекрьшаются дифференциальной втулкой 4, которая фиксируется в крайнем нижнем положении пружинным фиксатором 9.

Технико-экономический эффект от использоваш я предложенного изобретения заключается в обеспечении возмомшости ступенчатого и манжетного цементирования глубоких скважин и скважин с высокими пластовыми давлениями без разрыва во времени с применением, например, заколонных пакеров, устанавливаемых на больших глубинах. Кроме того, цементирование скважин через кольцевое пространство обеспечивает качественное цементирование для устья при снижении мощности продавочной техники.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус и дифференциальную втулку, образующие замкнутую полость между собой и выполненные с цементировочными отверстиями, толкатель, фиксатор, и переводник, отличающееся тем, что, с целью повышения качества цементирования и обеспечения надежного перекрытия цементировочных отверстий при обратном цементировании второй ступени, дифференилальная втулка, подпружинена и вьшолне на с проточкой, образующей с корпусом и переводником дополнительную полость, а корпус вьшолнен с дополнительными радиальными каналами, перекрытыми полыми срезными элементами для сообщения дополнительной полости с заколопным пространством скважины.

Источники информации, пршштые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2434262/22-03, кл. Е 21 В 33/14. 1977.