Разъединитель Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

(54) РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть применено при секционном методе спуска и цементирования обсадных колонн и при креплении стволов скважин хвостовиками.

Известны разъединители для спуска на бурильных трубах и цементирования секций обсадных колонн и хвостовиков, состоящие из ниппеля разъединителя, узла разъединения соединительной муфты воронки и полой разделительной продавочной пробки,закрепленной на ниппеле разъединителя с помощью срезных элементов 1.

Недостатком этих устройств является сложность конструкции и возможность использования подвесной пробки однократно.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является разъединитель, содержащнй корпус, замок, стыковочную муфту, патрубок с радиальными отверстиями и размещенной в нем разделительной пробкой, поршень с седлом и радиальными отверстиями 2.

Недостатком известного устройства является необходимость использования эластичной шаровой пробки, имеющей сравнительно небольшую длину, а также выталкивание этой пробки из патрубка механическим воздействием поршня. Опыт свидетельствует о том, что манжетная колонная пробка с тремя-четырьмя самоуплотняющимися манжетами значительно лучше, чем шаровая выполняет функции разделения объемов жидкости. Конструкция ее позволяет осуществить закрепление на срезных элементах, а также предусмотреть фиксирующий элемент для захвата ее в стоп-кольце после окончания продавки с целью избежать обратного перетока при негерметичйости обратного клапана. При применении щарообразной эластичной пробки такой переток возможен и часто приводит к необходимости разбуривать в колонне большой стакан цементного раствора.

Цель изобретения - повышение надежности его работы при использовании манжетной разделительной пробки.

Указанная цель достигается тем, что поршень выполнен ступенчатым и образует с корпусом кольцевую полость, сообщающую в нижнем положении поршня пространство над и под седлом, а радиальные отверстия в патрубке расположены ниже поршня.

На чертеже изображен разъединитель, общий вид в разрезе.

Он состоит из ниппеля разъединителя 1, вставленного в стыковочную муфту 2 и соединенного с ней грузонесущим разъединительным элементом 3. Снизу к ниппелю присоединен патрубок 4, в котором помещена разделительная пробка 5, закрепленная срезным элементом 6. В патрубок вставлен ступенчатый поршень 7, с седлом под пробку 8, верхняя ступень которого, имеющая меньший диаметр, входит в центральный канал ниппеля разъединителя. Поршень закреплен срезными элементами 9. Расстояние Б, на которое верхняя ступень поршня входит в ниппель разъединителя, меньше расстояния А от нижнего торца нижней ступени поршня до упорного бурта в патрубке 4. При навинчивании разъединителя на обсадную колонну 10 патрубок 4 свободно входит в нее, образуя кольцевую полость б. Поршень образует с корпусом кольцевую полость в, сообщающую в нижнем положении поршня пространство над и под седлом после посадки разделительной пробки.

Разъединитель работает следующим образом.

При промывке и цементировании тампонажный раствор проходит по центральному каналу ниппеля разъединителя 1, через боковые окна а в патрубке 4 и через кольцевое пространство б, минуя колонную пробку, выходит в обсадную колонну. Вслед за тампонажным раствором в бурильные трубы продавливается глухая (верхняя) разделительная пробка. Дойдя до поршня 7, она перекрывает его проходное сечение. В результате повышения давления элементы 9 срезаются и поршень сдвигается вниз до упора в бурт патрубка 4, окна а при этом закрываются. Так как расстояние А больше расстояния Б, то над торцом ступени порщня образуется зазор. Через этот зазор, кольцевое пространство в боковые окна г в поршне и отверстия д раствор направляется на колонную пробку 5, выдавливая ее из патрубка 4 в обсадную колонну 10 с разрушением срезного элемента 6. При выходе пробки в обсадную колонну ее уплотнительные манжеты расправляются и принимают размеры внутреннего диаметра колонны. Пробка движется по обсадной колонне, осуществляя функцию разделения продавочного раствора от тампонажного. Дальнейшие операции выполняются в обычном порядке. После получения сигнала «Стоп, срезки излишнего цементного раствора и ОЗЦ производится отсоединение и извлечение ниппеля разъединителя из стыковочной воронки.

Применение предлагаемого разъединителя позволяет значительно улучшить качество цементирования скважин и сократить затраты на разбуривание цементного стакана вследствие полного исключения обратного перетока закачанного цементного раствора при негерметичности обратного клапана, так как может быть применена колонная пробка с конструктивным элементом, фиксирующим ее в стоп-кольце , полностью исключить перемешивание тампонажного и продавочного растворов вследствие возможности применения длинных манжетных пробок с 3-4-я самоуплотняющимися манжетами, имеющими высокую разделительную способность, исключить повреждение колонной разделительной пробки возможное при механическом выталкивании.

Формула изобретения

Разъединитель, содержащий корпус, замок, стыковочную муфту, патрубок с радиальными отверстиями и размещенной в

нем разделительной пробкой, порщень с седлом и радиальными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности его работы при использовании манжетной разделительной пробки, порщень выполнен ступенчатым и образует с корпусом кольцевую полость, сообщающую в нижнем положении поршня пространство над и под седлом, а радиальные отверстия в патрубке расположены ниже поршня.

Источники информации,

принятые во внимание прр экспертизе

№ 571585, кл. Е 21 В 33/14, 1975 (прототи).