Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности, к устройства для их цвухступенчатого цементирования По основному авт. св. N 768941 известно устройство цля двухступенчатого цементирования обсаоных колонн, включающее корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми срезной втулкой, несущую колонну, выполненную в нижней части с выступом на наружной поверхности, и узеп передачи вращения от несущей колонны корпусу, образованный нижним торцом верхнего переводника и верхней частью выступа несущей колонны t . Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы в случае прихвата верхней секции колшны. Цель изобретения - повышение нааё}кности работы устройства за счет возможности перекрытия заливочных отверстий в случае прихвата верхней секшш колонны. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительной срезной втулкой с посадочным седлом, устан(жпенной в нижней части с возмояс- ностью взаимодействия с основной срезной вгулкой. кроме того, на соприкасающихся торцовых поверхностях нижнего переходника дополнительной срезной втулки и несущей колшны размешены торцовые уплотнения. На фгг. I изображено устройство в транспортном положении, общий вио на фиг. 2 - то же, в рабочем положении. Устройство содержит I с заливочными отверстиями 2, перекрытыми среэной втулкой 3, укрепленной в корпусе срезными элементами 4. Корпус сообщен с несушей колонной 5, за(}иксирсжанной с помощью срезных элементов 6. Для передачи вращения от несущей колснны 5 1 в устройстве имеется узел передачи вращения, выполненный в вице шлицевого соединения, образованного нижним торцом 7 верхнего переводника 8 с верхней частью 9 выступа 10 несущей колонны 5. На Bbjcl ffe 10. имеется кольцевая вьн гонка 11, в которую вставлен пружинный фиксатор 12. Снизу к корпусу 1 поасоешшен переходник 13, имеющий резьбу для подсое- оинения нижней ступени 14 обсашюй колонны. На внутренней поверхносги корпуса 1 выполнена кольцевая 15 для фиксатора 12. Ниже срезной втулки 3 в корпусе 1 выполнены дополнительные окна 16, соединяющие saMKHyrvTo полость, образованную корпусом 1, срезной дифференциальной втулкой 3 и нижним переводником 13. К нижнему концу несущей колонны 5 на срезных элементах 17 поасоешшена допол11итёльная подвижная втулка 18 с посадочным седлом 19, изгогоаленным из легкоразбуриваемого материала. На верхнем конце несущей колонны 5 установлена муфта 20 для соеш нения с верхней ступенью 21 обсадной колонны. Герметичность устройства в сборе дос гается с помощью радиальных уплотнений На соприкасающихся торцовык поверхностях нижнего перевошгак а 13, дополнительной втулки 18 и несущей колонны размещены торцовые уплотнения 22, вы полненнью из металла кик другого стойко го материала, способного при сжатии гер метизировать соприкасающие поверхности. Наличие этих уплотнений позволяет допол нительно герметизировать соприкасающиес поверхности после разгрузки верхней сту пени после ее цеменгирования на случай потери герметичности, обеспечиваемой ра диальными уплотнениями. Устройство работает следующим образ В исходном положении устройство увеличивается в обсадной колонне на заданной глубине (см.фиг. 1). После спуска с обсадной колонны производится цементирование первой ступени 14 с цементировочной пробкой (не показана). После по;сайкицементировочной пробки на упорное кольцо, установленное в башмаке первой ступени 14 обсадной колонны, под действием давления срезаются элементы 4, и дефференциальная срезная втулка 3 опу кается .вниз, вытесняя при этом жидкость находящуюся в замкнутой полости, через .ogji.a.l6 в затрубное пространство, Как только за пив очные окна 2 открыв ются, восстанавливается циркуляция. Об их открытии свидетельствует резкое сниж ние давления. При промывке перед цементированием нижней ступени 14, а также при ее цем тировании вращают всю обсадную колонну. Передача вращения oбecпe mвaeтcя наличием щлицевого узла передачи вращения. В случае неопускания дафференциальной втулки 3 (наприК;1ер,при не герметикой посадде цементировочной пробки на упорное кольцо) ее можно опустить посадкой несущей колонны 5, После промывки скважины oi излишков цементного раствора, пош1ятого выше за швочньгх отверстий 2 и ОЗЦ нижней ступени 14, опускают верхнюю ступень 21. При заданной нагрузке на элементы 6 гфоисходит их срез и несущая колонна 5 опускается вниз. Как только происходит рассоединение шлицевого сОеШгаенйя,- при повороте обсадной колонны вращается только, верхняя ступень 21 обсадной колонны и несущая колонна 5. Верхнюю ступень 2 1 опускают до тех пор, пока на поверхности не будет замечено резкое повышение давления. Это свидетельствует о перекрытии заливочных отверстий 2 кфпуса 1. После этого приподнимают верхнюю ступень обсадной колонньь При некотором ее положении, когда проточка 15 окажет ся npOTtm кольцевой 11, пружинный фиксатор 13 заходит в проточку 15 и препятствует дальнейшему подъему верхней ступени 21 обсадной колонны. Шлицевое зацепление сказывается рассоединенным, и становится возможным вращение только верхней ступени 21 ббсапной колонны. Цементируют верхнюю ступень 21. При этом производят ее вращение. После цементирования верхнюю ступень 21 опускйют вниз до соприкосновения всех терцовых поверхностей подвижных деталей муфты с верхним горцом нижнего перехошгака 13, Производят раз1рузку верхней ступени 21 на величину, обеспечивающую дополнительную герметизацию устройства за счет деформации торцовых уплотнений 22. После затвердевания цемента второй ступени 21 производят разбуривание цементного камня, цементировочных пробок и упфного кольца 19, В том случае, когда верхняя ступень 21 оказывается прихваченной по каким-то причинам и опустить ее невозмолшо после цементирования, то зaклю штeльныe работы после закачивания цемента для второй ступени 21 производят следующим образом. 587 В трубы бросают проаавочную пробку. После посадки пробки на упорное кольцо 19 в трубах создают аав;юние. Силой оавлвния срезают элементы 17 и опускают дополнительную подвижную втулку 18 вниз до посадки на срезную втулку 3. рт момент сигнализируется наверху резким скачком давление Применение предлагаемого устройства позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций в прихвата верхней ступени обсадной колонны, что повышает надежность работы устройства в целом.

Формула изобретения

I. Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных кол(Я1н по авт, св. W 768941, отличающееся

Источники информации, принятые во внимайие .при экспертизе .

I. Авторское свидетельство СССР Ni76894l, кл. Е 21 В 33/14, 08.12.78 (прототип) 2 тем, что, с целью повышения надежности .работы устройства за счет возмоисности перекрытия заливочных отверстий в прихвата верхней секции колонны, оно снабжено дополнительной срезной втулкой с посадочным седлом, установленной в нижней части несущей колонны с возможностью взаимодействия с основной среэной втулкой. 2. Устройство по п. I, о т л и ч а ю - ш е е с я тем, что на соприкасающихся торцовых поверхностях нижнего переходника допошительной срезной втулки и щей колонны размещены торцовые упло нения.

ZO-

E

/3

/V

Фиг.1

ф,2