Устройство для обратного цементирования обсадных колонн Советский патент 1980 года по МПК E21B33/14 

Изобретение откосится к области бурения скважин, в частност} к устройствам для их цементированля.

Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее корпус, обратный клапан, две подвижные втудки, взаимодействующие с обратным клапаном, и приводной элемент 1.

Недостатком устройства является сложность его изготовления я необходимость крепления дополнительных средств регистрации окончания процесса цементирования.

Наиболее к изобретению является устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее корпус с шаровым клапаном, запорный элемент которого выполнен из материала с удельным весом большим удельного веса бурового раствора и меньшим цементного раствора 2.

Недостатком известного устройства является ВОЗМОЖНОСТЬ eiro йесвоезре.менного срабатывания из-за воздействия скоростного канала циркулирующего раствора на запарный элемент.

Целью изобрете - мя является надежности срабатывания устройства за счет исключения воздействия скоростного напора на запорный элемент.

Поставленная цель достигается тем, что ниже запорного элемента установлен гидравлический отражатель, выше которого раз.мещен чехол с каналами. 5 Устройство для обратного цементирования обсадных колонн изображено на чертеже.

Устройство размещают, например, в соединении обсадных труб 1 с муфтой 2.

0 В верхней части устройства размещена направляющая втулка 3, которая имеет раст.. руб для направления тросового шара 4. Внутри направляющей втулки устанОТлена подвижная втулка 5, фиксируемая в верхнем положении срезным штифтом 6 и огранлчителем хода 7, выполненным в виде гайки. Внутри подвижной втулки имеются отгибаемые выступы, а нижняя часть ее заканчивается седлом, на которое садится

20 клапан 8, поджимаемый пружиной 9. Муфта 10 соединяет направляк щую втулку с цилиндром //. На соединительной муфте 10 установлена ограничительная рамка 12 с пружиной. Цилиндр /,/ на резьбе крепится

25 к корпусу клапана 13, .в котором вверху установлена дуга 14, а внизу в поджимной муфте 15 с прокладкой 16 вставлен кронштейн 17. На кронштейне крепятся сетка 18, отражатель 19 и чехол 20, над которы30 м,и размещается шар-поплавок 21.

Клапан работает следующим образом.

Шар-поплавок 2, изготовленный из материала, имеющего илотность большую, чем буровой раствор, и меньщую, чем цементный раствор, находится в гнезде чехла 20.

При промывке по схеме прямой циркуляции клапан 8 открывают потоком жидкости. Жидкость свободно проходит через подвижную 5, отверстие :в корпусе клапана и обтекает щар-поплавок 21. В случае необходимости по этой схеме циркуляции может осуществляться и цементирование, при этом после продавки цементного раствора разделительная пробка при посадке ее на. раструб направляющей втулки 3 образует момент «Стоп.

При цементн1ровани1и по схеме обратной циркул1Я|Ции внутрь обсадной колонны бросают щар, изготовленный, например, из чугуиа, стали или другого материала, и продолжают промывку по схеме прямой циркуляции. Шар 4 проходит через раструб направляющей втулки 3 и упирается в отгибаемые выступы подвижной втулки 5. Под давлением жидкости щар 4 вместе с подвижной втулкой 5 движется вниз и срезает штифты 6. Когда отгибаемые выступы достигают увеличенной внутренней кольцевой проточки в направляющей втулке 3, гайка 7 упирается в вф,1ступ соединительной муфты 10, и Выступы ПОДВ1ИЖНОЙ втулки 5 отгибаются шаром. Под своим весом втулка 5 опускается в нижнее положение. Клапан 8 открыт при любом направлении циркуляции или без нее. Отгибаемые выступы втулки фиксируют ее в нижнем положении, она не может быть сдвинута с места даже обратным потоком жидкости. Двигаясь дальще, шар 4 отодвигает рамку /2/которая, пропустив шар, возвращается в исходное положение. Теперь шар находится в полости цилиндра // и его движению вверх препятствует рамка, движению вниз - дуга 14.

При осуществлении обратной циркуляции сетка 18 препятствует поступлению под шар-поплавок 21 крупных твердых частиц.

которые могут епо защламовать. Отражатель 19 принимает на себя скоростной напор, а некоторая часть жидкости, потеряв скорость, огибает бортики, отражается и поступает через низ отверстия чехла 20 под щар-иоилавок 21, далее жидкость может выходить из-под шара через круглые отверстия в чехле. Этому способствует сужение потока, образуемое чехлом. Таким образом, щар-поплавок, свободно покоясь в гнезде чехла, постоянно омывается протекающей через клапан жидкостью, но защищен от ее скоростного напора. В момент, когда через клапан б .дет протекать жидкость, имеющая удельный вес больший, чем материал, из которого изготовлен обратный клапан, шар-поплавок всплывает и перекрывает поток.

Формула изобретения

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее корпус

с шаровым клапаном, запорный элемент которого выполнен из материала с удельным весом, большим удельного веса бурового раств.ора и меньшим цементного раствора, отличающееся тем, что, с целью

повышения надежности срабатывания устройства за счет исключения воздействия скоростного напора на запорный элемент, ниже последнего установлен пидравлический отражатель, выше которого размещен

чехол с каналами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

V. Journal Petroleum Technology, 1966, February, N 146, с. 148.

2. Зильберман И. Э. и др. Усовершенствование технологии цементирования глубоких ск)важин к выявление причин осложнений при креплении. Отчет института ИГИРНИГИ Л 68060743. Мин-во геологии Узбекской ССР, с. 25 (прототип).