Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1980 года по МПК E21B33/14 

(54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для ступенчатого цементирования обсадных колонн. Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус, втулку со шлицами, выступающими во внутреннее сечение колонны, и шток, спускаемый на цементировочных трубах и взаимодействующий со шлицами 1. Недостатком устройства является необходимость применения дополнительных мероприятий по герметизации зазора между обсадной колонной и цементировочными трубами. Кроме того, щлицы, выступающие внутрь колонны, могут явиться причиной разгерметизации муфты при бурении. Наиболее близка к изобретению муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, приводимая в действие с помощью цементировочных труб, спускаемых в обсадную колонну, включающая корпус с заливочными отверстиями, передвижную втулку, упор для взаимодействия муфты с цементировочными трубами и эластичный элемент, герметизирующий зазор между трубами и муфтой 2. ОБСАДНЫХ КОЛОНН Недостатком такой муфты является низкая надежность в работе из-за отсутствия жесткой связи цементировочных труб с втулкой и возможности повреждения эластичного э.чемента при спуске цементировочных труб. Целью изобретения является повышение надежности муфты в работе. Это достигается тем, что на внутренней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, а упор выполнен в виде разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевую проточку втулки, причем эластичный элемент закреплен на втулке ниже упора. На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта, общий вид; на фиг. 2 - муфта, в момент открытия цементировочных отверстий; на фиг. 3 - то же, в момент закрытия цементировочных отверстий; на фиг. 4 - то же, в конечном положении. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн содержит корпус 1 с цементировочными отверстиями 2, закрытыми в исходном положении передвижной втулкой 3. Втулка 3 в корпусе зафиксирована от перемещения вниз упруго раскрытым пружинным кольцом 4. Выше кольца, в наружной проточке втулки, находится упруго сжатое пружинное кольцо 5. Во .втулке, между выступом 6 и шайбой 7, зафиксированной штифтом 8, установлен упор в виде сомкнутого разрезного пружинного кольца 9 (см. фиг. 3). Непосредственно под кольцом расположен эластичный элемент 10. Для соединения с обсадными трубами имеют.ся переходники 11. Для управления муфтой и для закачки цементного раствора в скважину спуш.ены цементировочные трубы 12, несущие на конце шток 13 и подвесную лробку 14, которые выступом 15 и пружинным кольцом 16 взаимодействуют с упором - разрезным пружинным кольцом 9 во втулке. Центральный канал в штоке может быть перекрыт шаром 17. В исходном положении цементировочные отверстия 2 в .муфте герметично перекрыты втулкой 3 (см. фиг. 1). Для осуществления цементирования колонну цементировочных труб 12 опускают в скважину. Выступ 15 садится на пружинное кольцо 9, а пружинное кольцо 16 на штоке 13 проходит под кольцо 9. В таком положении осуществляют первую ступень цементирования. Эластичный элемент 10, прижатый давлением к сомкнутому кольцу 9, герметизирует зазор между бурильными трубами 12 и обсадной колонной. Для разделения продавочного и цементного растворов при движении их через обсадную колонну .используют разделительную подвесную пробку 14. По окончании цементирования первой ступени открывают цементировочные (промывочные) отверстия 2. Для этого производят натяжение колонны 12. Пружинное кольцо 16 на штоке, войдя в контакт с кольцом 9, поднимает втулку 3 до упора шайбы 7 в верхний переводник 11 и открывает цементировочные отверстия 2 (см. фиг. 2). Стопорное пружинное кольцо 4, освободившись из-под втулки 3, выпадает из проточки в корпусе. Центральное отверстие в штоке закрывают сбрасываемым шаром 17. В таком положении нагнетают раствор через трубы 12. При этом зазор между обсадной колонной и трубами герметизирован эластичным элементом 10. Расположение эластичного элемента 10 под сомкнутым разрезным пружинным кольцом 9 позволяет ему выдерживать без выдавливания в зазор значительные давления, которые могут быть созданы для подъема тяжелого цемента в затрубное пространство выше муфты. По окончании цементирования второй ступени отверстия 2 закрывают, для чего бурильные трубы 12 опускают (см. фиг. 3). Втулка 3 под действием усилия, передаваемого выступом 15 через кольцо 9, перемещается вниз и закрывает цементировочные отверстия 2. Стопорное пружинное кольцо 5 защелкивается в проточке корпуса и фиксирует втулку в конечном положении. Для отсоединения труб от втулки колонну цементировочных труб 12 подни.мают. Кольцо 16, расположенное на штоке, захватывает пружинное кольцо 9 на втулке и, срезав штифт 8, перемешает его вверх вместе с шайбой 7. Достигнув края втулки 3, пружинное кольцо под действием упругих сил раскрывается в полости муфты и полностью освобождает проходное отверстие в муфте (см. фиг. 4). После завершения цементирования из обсадной КОЛОНН.Ы удаляют остатки цемента, прокачивая через бурильные трубы 12 промывочный раствор. Затем бурильные трубы подни.мают на поверхность. В результате обеспечения жесткой связи .между .муфтой и бурильными трубами, через которые производят цементирование, повышается надежность муфты в работе и облегчается управление ею. Формула изобретения Муфта для ступенчатого це.ментирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями, передвижную втулку, упор для взаимодействия муфты с цементировочными трубами и эластичный элемент, герметизирующий зазор между трубами и муфтой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности .муфты в работе, на внутренней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, а упор выполнен в виде разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевую проточку втулки, причем эластичный эле.мент закреплен на втулке ниже упора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2384675, кл. 166-1, опублик. 1975. 2.Hallifurton Services Sales and Service Catalog-Nnmber, 38. 1976 (прототип).

Фиг.1

Фиг.г

J,