Устройство для установки цементных мостов Советский патент 1981 года по МПК E21B33/134 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ

1

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для установки изоляционных цементных мостов в скважине.

Известно устройство для установки цементных мостов, включаквдее корпус с центргшьным каналом и посадочным седлом под пробку, гидроамортизатор, позволяннцее многократно устанавливать цементные мосты без подъема устройства на поверхность Г1

Недостаток устройства заключается в том, что цементный мост, установленный с его помощью, часто не обладает достаточной изолирующей способностью. Это объясняется тем, что обыг чно применяется цементный раствор с запасом подвижности, обусловленным технологической необходимостью прокачки его по трубам на большую -глубину, этот раствор, приготовленный из серийно выпускаемых отечественной промышленностью потрландцементов с высоким водосодержанием, аатвердевает в камень с заметным сокращением

объема.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, применяемое при изоляции

зон поглощения, содержащее корпус с центральными и радиальными каналами и посадочным седлом под пробку, фильтр с обратным клапаном над ним. Устройство спускают в зону поглощения на бурильных трубах, а тампонажный раствор продавливают воздухом. После стравливания воздуха из труб происходит обезвоживание тампонажного раствора против фильтра с образованием уплотнения с повышенными структурно-механическими свойствами

Г2.

Недостаток устройства заключается в однократности его использования, так как после обезвоживания цементного раствора цилиндрический фильтр в стесненных условиях скважи-, ны заклинивается цементным уплотнением;

Цель изобретения - обеспечение многократности использования устройf TB3

Указанная цель достигается тем, что корпус разделен перегородкой на две полости, в которых установлены верхний и нижний поршни, связанные между собой полым штоком с радиальными каналами, а в посадочном седле выполнены отверстия, причем полость

штока.связана, соответственно, через радиальные каналы, отверстие в седле и обратный клапан с полостью между верхним поршнем и перегородкой, полостью труб над пробкой и с полостью междуфильтром и нижним поршнем,

С целью обеспечения отрыва устройства от цементного моста, оно в башмачной части снабжено кожухом, кольцевая полость которого сообщается с нижней полостью устройства и через обратный клапан со скважиной.

На фиг,1 показано устройство в момент посадки разделительной пробки, принципиальная схемам на фиг.2 то же, снабженное кожухом и обратным клапаном в башмачной части, в момент отрыва устройства от цементного моста.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, центральный канал которого разделен торцовым фильтром 2, перегородкой 3 и конусным посгщочным седлом 4 под разделительную пробку 5 на две .полости. В этих полостях размещены верхний и нижний поршни б и 7, связанные между собой пропущенным с уплотнением 8 через перегородку 3 полым штоком 9. В посадочном седле 4 выполнены отверстия, а полость 10 штока 9 сообщается при помощи гибкого шланга 11 и отверстия в посадочном седле с полостью 12 труб над разделительной пробкой 5, .через радиальные каналы 13 с полость

14между перегородкой 3 и верхним поршнем 6, и через обратный клапан

15с полостью 16 между фильтром 2

и нижним поршнем 7. Полость 17.между продавочной пробкой 5 и верхним поршнем 6 и полость 18 между перегородкой 3 и нижним поршнем 7 имеют гидравлическую связь .с затрубным пространством с помощью отверстий 19 и 20 в стенке корпуса 1. Нижний поршень 7 подпружинен относительно перегородки 3 конической спиральной пружиной 21.

Башмачная часть устройства снабжена кожухом 22 и образует с корпусом 1 кольцевую полость 23, Корпус имеет отверстия 24 и 25. В кольцевой полости 23 установлен обратный клапан 26, -а поршнем 6 и перегородкой 3 установлена пружина 27.

Устройство спускают в скважину на бурильных трубах на глубину нижней границы планируемого цементного моста. Затем .в трубы закачивают тампонажный раствор и продавливают его с использованием разделительной проки 5. Раствор из труб через отверстие в посадочном седле 4 и отверсти 19 в стенке корпуса 1 перетекает в затрубное пространство.

После посадки пробки 5 на посадоное седло 4 устройство приподнимают С тем расчетом, чтобы под торцовым фильтром 2 оказалось 0,5-1,0 м столба цементного раствора. В трубах поднимают давление, примерно на 20-50 50 кгс/см, превосходящее давление 4ia устье после продавки цементного раствора, что приводит к возникновеJ- нию пеоепапа давления между полостями 14 и 17. Верхний поршень 6 передвигается вверх, посредством штока 9 увлекает за собой нижний поршень 7. При этом в полости 16 создается разQ режение, а на торцовом фильтре 2 перепад давления, под воздействием которого цементный раствор., находящийся под торцовым фильтром 2, обезвоживается и уплотняется на высоте 0,5-0,7 м. Затем в трубах снижают давление до давления продавки цементного раствора. Давления в полостях 14 и 17 выравниваются, причем поршни 6 и 7 под действием пружины 21 возвращаются в первоначальное положение, а фильтрат из .полости 16 и

жидкость из полости 14 через клапан 15, каналы 13, полость 10, шланг 11 и отверстия в посадочном седле перетекают в полость 12.

5 После этого устройство отрывают от моста, приподнимают на 0,5-1,0 м ив том же порядке производят обез-, воживание новой порции цементного раствора.

Q Для облегчения отрыва устройства от цементного уплотнения между поршнем 6 и перегородкой 3 установлена пружина 27, а башмачная часть устройства снабжена кожухом 22, образующим с

. корпусом1 кольцевую полость23, которая через отверстие 24 и 25 в стенке корпуса сообщается с полостями 16 и 18 и через обратный клапан 26 со скважиной.

0 В начсшьный момент движения поршня 7 вверх открывается отверстие .25 и в полости 23 образуется разрежение, вызывающее закрытие клапана 26. Последнее предотвращает обезвоживание цементного раствора в полости 23. После возвращения поршня 7 в первоначальное положение производят натяжку колонны труб для отрыва -устройства от моста. Под т&рцовым фильQ тром 2 возникает разрежение, т.е. зона пониженного давления, что вызывает дополнительное перемещение поршня вниз, сопровождающееся сокращением пружины 27. При этом поршень 7 закрывает отверстие 25 и открывает отверстие 24. Затрубное пространство и разреженная зона под торцовым фильтром 2 соединяются гидравлическим каналом, проходящим через отверстие 20, полость 18, отверстие

60 24, полость 23 и клапан 26, что облегчает отрыв устройства от моста. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства достигается за счет повышения

65 надежности установки цементных моетов и многократности использования устройства. Формула изобретения 1. Устройство для установки цементных мостов, включающее корпус с центральными и радиальными каналами и посадочным седлом под пробку, фильтр с обратным клапаном над ним, отличающееся тем, что, с целью обеспечения многократности использо вания устройства, корпус раздепен перегородкой на две полости, в которых установлены верхний и нижний поршни, связанные между собой полым штоком с радиальдыми каналами, а в посадочном седле выполнены отверстия, причем полость штока связан соответственно через радиальные каналы, отверстие в седле и обратный клапан с полостью между верхним поршнем и перегородкой, полостью труб над пробкой и с полостью между фильтром и 1ижним поршнем. 2. Устройство поп,1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения отрыва устройства от цементного моста оыо в башмачной части снабжено кожухом, кольцевая полость которого сообщается с нижней полостью устройства и через обратный клапан со скважиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 692981, кл, Е 21 В 33/12, 1970. 2.Авторекое свидетельство СССР № 249325, кл. Е 21 В 33/10, 1967 (ПРОТОТИП).

Ф111-1

г

гв

фиг.