Устройство для цементирования скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования. Известно устройство для цементирования скважин, включающее корпус с радиальными отверстиями, нижний и верхний цилиндры с седлами, закреп ленные в корпусе на срезных штифтах l.. Недостатком устройства является необходимость разбуривания седел цилиндров, цементировочных пробок и цементного стакана между пробками. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для цементировап ния скважинг включающее корпус с радиальными цементировочными отверстиями, пружинное кольцо, дифференциальную втулку, перекрывающую цементировочные отверстия корпуса и установленную на отрезных элементах, и подпружиненные упоры 2. Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы. Для открытия устройства требуется предварительное срезание штиф тов, удерживающих втулку, путем сбра сывания шара. Сброс шара и размещение его внутри кололны до устройства вызывает дополнительные затраты времени. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что пружинное кольцо установлено над дифференциальной втулкой, а подпружиненные упоры - в дифференциальной втулке, причём последняя и пружинное кольцо выполнены с коническими взаимодействующими поверхностякм, а подпружиненные упорд выполнены с возможностью их выдвижения внутрь дифференциальной втулки при ее перемещении, в верхнее положение. На фиг. 1 изображено устройство, транспортное положение; на фиг. 2 то же, в процессе цементирования очередной ступени, на фиг. 3 - то же, после цементирования/ на фиг. 4 то же, сечение. Устройство состоит из корпуса 1, с радиальными отверстиями 2, срезными штифтами 3, подпружиненными срезными штифтами 4, проточками 5 и б на его внутренней поверхности, проводника 7, имеющего проточку 8 на внутренней поверхности и соединенного с нижней частью корпуса 1; дифференциальной втулки 9, закрепленной на

внутренней поверхности корпуса 1 при помощи срезных штифтов 3, имеющей на наружной поверхности выточку 10 и радиальные отверстия 11, подпружиненных упоров 12, размещенных в радиальных отверстиях 11 дифференцисшьной втулки 9, посадочного седл 13, выполненного в виде пружинного кольца со штифтами 14, расположенного в корпусе над дифференциальной втулкой. При этом сопрягающиеся тоцы втулки и пружинного кольца выполнены конусными, передник 15 соедине с верхней частью корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

После окончания цементирования нижней ступени в колонне создают расчетное избыточное давление. Под действием этого давления дифференциальная втулка 9 перемещается вверх за счет превышения осевой силы, действующей на торцевую поверхность втулки 9 снизу, над осевой силой, действующей на ее торцевую поверхность сверху. При этом она срезает калиброванные штифты 3, сжимает пружинное кольцо 13, которое входит внутрь втулки 9 до посадки нижним торцом на подвижные упоры 12. Одновременно при движении втулки 9 вверх упоры 12, перемещаясь в конусной части выточки 5 корпуса 1, отжимаются внутрь втулки. Подпружиненный срезной штифт 4 заходит в проточку 10. Одновременно открываются отверстия 2, давление в колонне падает и начинается циркуляция промывочной жидкости из колонны в затрубное пространство. В этом положении устройства производится цементирование очередной ступени. Втулка 9 удерживается от перемещения вниз подпружиненным штифтом 4. После окончания процесса цементирования пробка 16 садится на пружинное кольцо 13 и при создании расчетного избыточного давления в колонне, втулка 9 перемещается вниз, срезая штифты 4. Подпружиненные упоры 12 входят в проточку 5. Далее срезаются штифты 14 и пробка 16 совместно с пружинным кольцом 13 перемещается вниз. Пружинное кольцо 13 попадает в проточку 8 и утапливается в ней. Перемещение втулки 9 вверх предотвращается за счет фиксации упоров 12 в проточке 5.

При цементировании следующей ступени в колонне создают избыточное расчетное давление, которое больше давления, необходимого для срезания штифтов 3 устройства предыдущей сту пени. Процесс цементирования следующих ступеней повторяют.

Многоступенчатое цементирование скважин осуществляют путем установки необходимого количества предлагаемых устройств, в которых срезной

o штифт 3 подбирают на расчетное давление-; При этом диаметр штифтов 3 каждого вышестоящего устройства принимают больше диаметра штифтов нижестоящего устройства.

5 Устройство позволит обеспечить проведение .как двухступенчатого так и многоступенчатого способа цементирования, заменить секционный способ спуска и цементирования колонн на

0 спуск колонны за один прием со ступенчатым способом цементирования. Такая замена дает экономический эффект при цементировании одной обсадной колонны 4150 руб.

Формула изобретения

Устройство для цементирования скважин, включающее корпус с раднешьными цементировочными отверстиями,

посадочное седло, выполненное в виде пружиннного кольца, дифференциальную втулку, перекрывакяцую цементировочные отверстия корпуса и установленную на срезных элементах и подпружиненные упоры, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, пружинное кольцо установлено над дифференциальной втулкой, а подпружиненные

упоры - в дифференциальной втулке, причем последняя и пружинное кольцо выполнены с коническими взаимрдейст-. вующими поверхностями, а подпружиненные упоры выполнены с возможностью их выдвижения внутрь дифференциальной

втулки при ее перемещении в верхнее положение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мищевич В.И. Справочник инженера по бурению. М., Недра, 1973, т. 1, с. 396-397.

15

П П

S