Муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

(54) МУФТА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к цементированию глубоких скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования. Известна муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями и втулки, нижняя из которых перекрь вает заливочные отверстия 1. Недостатком устройства является не.возможность раздельного вращения ступе ней цементирования обсадной колонны. Наиболее близкой к изобретению является муфта для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с заливочными отверстиями, перекрытыми дифференциальной втулкой, верхний и нижний переводники и несущую трубу, телескопически соединенную с кор пусом 2. Недостаток устройства - невысокая надежность работы в случае срыва разде лительных пробок. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена узлом захвата ди4 ференциальной втулки, размещенным в . нижней части несущей трубы, а дифференциальная втулка размещена на верхнем торце нижнего переводника в .кольцевом зазсчэе между корпусом и несущей трубой. Узел з 1хвата дифференциальной втулки выполнен цанговым, а на внутренней поверхности втулки выполнена проточка поя цанги угла захвата. При срыве обеих подвесных пробок дифференциальная в1ул|са остается на месте, так как она упирается в нижний переводник. При отсутствии давления стоп при цементировании первой ступени, т. е. неоткрытии по этой причине заливочных отверстий, их открытие производят опусканием несущей трубы с последующим ее подъемом. В случае прихвата второй ступени обсадной колонны (т. е. при невозможности ее опускания) также имеется 3S9 запасной вариант. При посадке разделительной пробки на упорное кольцо цанга разрывается и приподнятая вверх дифференциальная втупка опускается вниз, nep крывая при этом заливочные отверстия в корпусе. При опускании ее пространство над ней заполняется цементным раст вором, что предотвращает ее самопроизвольное движение при проведении различных работ в скважине, , На фиг. 1 изображено Устройство в транспортном положении на фиг, 2 то же, после окончания цементирования верхней ступени, разбуривания пементного стакана и разделительных пробок. Муфта содержит корпус 1, имеющий заливочные отверстия 2, перекрытые ди( ференциальной втулкой 3, укрепленной в корпусе срезными элементами 4. Корпус подвешен на несущей трубе и зафиксирован с помощью срезных элемен тов 6. Для передачи вращения от несуще колонны 5 корпусу 1 и дальше первой ступени обсадной колонны в устройство имеется узел передачи вращения, выполненный в виде щлицевого соединения, об разованного нижним торцом 7 верхнего переводника 8 с верхней частью 9 выступа Ю несущей колонны 5. На выступе 1О выполнена кольцевая выточка 11, в которую вставлен пружин ный фиксатор 12. Снизу к корпусу присоединен нижний переводник 13. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена кольцевая проточка 14 для фиксатора 12. Выше дифференциальной втулки 3 в корпусе 1 выполнены дополнительные окна 15, соединяющие замкнутую полость 16, образованную корпусом 1, несущей трубой 5 и верхним тор . дом дифференциальной втулки 3. На нижнем конце несущей трубы 5 укреплена цанга 17, выполненная с возможностью ее отсоединения от несущей трубы 5 при определенном осевом усилии. В нижней части дифференциальной вту ки 3 жестко закреплено упорное 18, выполненное таким образом, что разделительная пробка-предназначенная для цементирования первой ступени (не показана), свободно проходит через коль цо 18, а разделительная пробка (не показана), предназначенная для цементиро вания второй ступени, не проходит чере него. Выше упорного кольца 18 во втулке 3 вьтолнена кольцевая проточка 19. Дифференциальнаявгулка 3 установлена в корпусе 1 с упором на верхний торец нижнего переводника 13. Между сопри-: касающимися торцами дифференциальной втулки 3 и нижнего переводника 13 размещено торцовое уплотнение 20. На верхнем конце несущей трубы имеется резьба для подсоединения второй ступени 21 обсадной колонны. В качестве разделительных пробок применяют : для первой ступени эластичную пробку, для второй - пробку с же CIV. КИМ сердечником. Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливают в заданном интервале обсадной колонны (фиг. 1). После спуска обсадной колонны производят цементирование первой ступени с применением эластичной разделительной пробйи. После посадки этой пробки на упор)- ное кольцо, установленное в башмаке первой ступени обсадной колонны (не показано), под действием силы от возросшего давления срезаются элементы 4 и дифференциальная втулка 3 поднимается вверх, вытесняя при этом жидкость, находящуюся в Полости 16, через дополнительные окна 15 в затрубное пространство. Как только заливочные отверстия 2 откроются восстанавливается циркуляиия. Об их открытии свидетельствует резкое снижение давления. При нео(5ходимости проворота обсадной колонны при :спу,ске, а также при цементировании первой ступени, ее вращают, что обеспечивается, благодаря шлицевому соединению. После окончания цементирования первой ступени колонны вторую ступень ее 21 опускают вниз, чтобы рассоединить шлицевое соединение и ввести фиксатор 12 в кольцевую проточку 14. Это дает возможность вращать только вторую ступень 21 обсадной колонны. После промывки скважины от излишне закачанного цементного раствора и ОЗЦ первой ступени цементируют вторую . ступень 21 обсадочной колонны с применением верхней разделительной пробки, после посадки которой на упорное кольцо 18 втулки 3 опускается вниз до посадки на торцовое уплотнение 20. После этдго опускают вниз вторую ступень 2i. вместе с несущей колонной 5 до посадки на верхний торец дифференциальной втулки 3. За счет осевой нагрузки, созданной наторцовом уплотнении 2О, достигается дополнительное уплотнение заливочных отверстий 2.

Посяте затвердевания цемента второй ступени обсадной колонны производят разбуривание цементного стакана, разделительных пробок и упорного кольца 18, В результате в обсадной колонне- остает-г ся равнопрохошьШ канал.

В случае негерметнчной посадки разделительной пробки на упорное кольцо первой ступени и неоткрытии заливочных отверстий 2 опускают вторую ступень 21 обсадной колонны вниз. При определенной величине разгрузки срезаются элементы б и несущая труба получит возможность опуститься вниз. После полного опускания вторую ступень 21 поднимают вверх. При этом цанга 17 захватывает втулку 3 за кольцевую проточку 19. При заданной нагрузке происходит разрушение элементов 4. и втулка 3 получает возмож ность движения вверх. После полного подъема второй ступени 21, ограни енной зашедшими в кольцевую проточку 14 фиксаторами 12, заливочные отверстия 2 открьюаются полностью н через них промьюают скважину и производят цементирование второй ступени 21. После посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо 18 силой возросшего давлеНИИ цанга 17 отрывается от несущей трубы 5 и опускает втулку 3 до посадки . ее в торцовое уплотнение 2О. После этого опускают вниз ступень и разгружают ее на заданную величину, 4Tt бы обеспечить надежную работу торцового уплотнения 2О.

Применение муфты позволит повысить надежность работь: в скважине при ,возникновении аварийных ситуаций, также ctкратить затраты на проведение дополнительных работ и ликвидацию негерметич ностя в месте установки муфты в обсадной колонне и усжорить ввод скваж|га в эксплуатацию. Формула изобретения

в нижней части несущей трубы, а дифференциальная втулка размещена на верхнем торце нижнего переводника в кольцевом заааре между корпусом и несущей трубой.

на внутренней поверхности втулки выпопнена проточка под цанги узла захвата.

Источнике информации, принятые во внимание, про экспертизе

2.Автор(жое свидетельство по заявке № 2693395/03, кл.Е 21 В 33/14 (прототип).