Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

(54) МУФТА ДШ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

1

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к муфтам для ступенчатого цементирования обсадных колонн.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус и кожух с цементировочными отверстиями, срезную втулку, штифт и центрирующий стакан .

Недостатком устройства является то, что цементировочные отверстия после окончания цементирования второй ступени остаются открытыми. Это отрицательно сказывается на герметичности обсадной колонны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая цилиндрический корпус с отверстиями, перекрытыми полыми рязрушасмыми пальцами, и кожух с выпускными цементировочными отверстиями, образующий с корпусом полость,.в которой между

ПОЛЫМИ разрушаемыми пальцами и выпускными цементировочными отверстиями установлены клапаны с фильтрующими элементами в их седлах 2.

Недостатком этой муфты является ненадежность ее при цементировании скважин растворами с крупнодисперсными наполнителями, например, с асбестовой крошкой, дрббленым керамзитом.

Цель изобретения - повышенна на10дежности муфты в работе.

Поставленная цель достигается тем, что кожух вьше выпускных цементировочных отверстий выполнен с допол15нительными отверстиями, а запорные элементы клапанов зафиксированы и установлены герметично между дополнительными и выпускными цементировочными отверстиями, кроме того отверсМтия кожуха выполнены под углом к оси устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид| на фиг. 2 - сечение А-А 3 на фиг, 1{ на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 . Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из цилиндрического корпуса 1 и закрепленных на нем продольных секций 2. Полость секций 2 разделена поперечной перегородкой З.с фильтрами 4 и центральным каналом 5, имеющим гнездо 6 под запорный элемент 7. В корпусе 1, ниже перегородки 3, имеется впускное отверстие 8, перекрытое пробкой 9 и разрушаемым пальцем 10, а в секции 2 выше перегородки 3 имеется, наклонное выпускное отверстие .Запорный элемент 7, выполненный в виде шара, закреплен и герметизирован фиксатором предельного давления 12 над выпускным отверстием 11. Учас ток полости 13 над запорным элементо 7 сообщен с затрубным пространством например, отверстием 19. Устройство работает следующим образом. Его соединяют с обсадными трубами и устанавливают в скважине в нижней части.интервала, цементируемого второй ступенью. Пальцы 10 разрушают продавочной пробкой при цементировании первой ступени обсадной колонны Герметичность отверстий 8 после слома пальцев 10 при продавке цементного раствора первой стзшени обеспечивается пробками 9. После снижения давления в колонне до гидростатического пробки 9 выталкиваются из отверстий 8 в трубное пространство избыточным давлением со стороны затрубного пространства. Для увеличения избыточного давления цементный раствор первой ступени поднимают выше муфты или применяют продавочную жидкость с меньшей плотностью, чем вытесняемый из скважины буровой раствор. Цементирование второй ступени производят в обычном порядке. После окончания продавки цементного раство ра второй ступени в обсадной колонне снижают давление. При этом цементньш раствор устремляется в обратном направлении. Проходя через наклонные отверстия 11 поток раствора ориентируется, создавая эжекцию. Под воздействием эжекции запорный элемент 7 освобож,цается от фиксатора предель ного давления 12. Освобождению способствует перепад давления, равный разности давлений в полости 13, соединенной с затрубным пространством, например, через отверстие 14, и под запорным элементом 7 в полости секции 2, где давление понижено на величину гидравлических потерь в отверстии 11 и вблизи его. Освобожденный запорный элемент 7 вовлекается в поток, опускается в гнездо 6 и перекрывает канал 5 в перегородке 3. Цементный раствор, находящийся выше перегородки 3, обезвоживается и уплотняется на фильтрах 4, что приводит к образованию в секции 2 цементного камня с повышенной прочностью. Экономический эффект от применения предлагаемой, муфты достигается посредством расширения области использования устройства, в частности при цементировании колонн материалами с крупнодисперсным наполнителем и ориентировочно оценивается в 1,25 млн.руб. в год. Формула изобретения 1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая цилиндрический корпус с отверстиями, перекрытыми полыми разрушаемыми пальцами, и кожух с выпускными цементировочными отверстиями, образующий с корпусом полость, в которой между полыми разрушаемыми пальцами и выпускными цементировочными отверстиями установлены клапаны с фильтрующими элементами в их седлах, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, кожух выше выпускных цементировочных отверстий выполнен с дополнительными отверстиями, а за-, порные элементы клапанов зафиксированы и установлены герметично между дополнительными и выпускными цементировочными отверстиями. 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что отверстия кожуха выполнены под углом к оси устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мищевич В.И. Справочник инженера по бурению. М., Недра, 1973, т. 2, с. 416. 2.Авторское свидетельство СССР №578438, кл. .Е 21 В 33/14 (прототип).

1