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

Изобретение относится к бурению скважин в частности, к устройствам для их цементарования. Известно устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, вклю шющее корпус с заливочнь1ми отверстиями, подаижную втулку, защитный кожух и цементировоч ные пробки 1. Недостатком устройства является низкая надежность его работы и невозможность обеспечения равнопроходного сечения колонны в месте установки устройства. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, вклю чающее корпус с внутренним каналом и заливочными отверстиями, защитный кожух, подвижную втулку, установленную между корпусом и кожухом, и цементировочш 1е пробки 2 Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, трудность его изгртовления и низкая надежность работы изза ВОЗМОЖНО негерметичности после разбуривания втулок. Цель изобретения - повышение его герметичности после разбуртвания цементной перемычки между ступенякга цементирования. Поставлегашя цель достигается тем что устройство снабжено подпружииенной гильзой, а подвижная втулка выполнена с циркуляционными отверстиями в нижней части, наружной проточкой, образующей с кожухом замкнутую кольцевую камеру и с внутренней проточкой, образующей, с корпусом полость, сообщенную через заливочные отверстая с внутренним каналом корпуса, причем подаружиненная гильза размещена в кольцевой камере и перекрьгеает ее циркуляционные отверстия в транспортном положении. Такое выполнение устройства обеспечивает принудительное опускание подвижной втулки вниз и перекрытие заливочных отверстий корпуса в среде цементного раствора. Двойная система обеспечения герметичности деталей устройства (подвижной втулкой, находящейся в среде цементного раствора, я цементным к&мнем, находящимся в кольцевом пространстве между корпусом и кожухом) позволяет обеспечить надежную работу устройства. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - устройство, в рабочем положении. Устройство для ллухступенчатого цементирования обсадных колонн содержит корпус 1 с заливо1гным отверстием 2, защитный кожух 3 и вставленную в кольцевое пространство между ними подвижную втулку 4. Подвижная втулка 4 в)1полнена с наружной проточкой, об{)азую1уей с кожухом 3 замкнутую кольцевую камеру 5, и с внутренней проточкой, образующей с корпусом 1 полость 6, сообщенную заливочными отверстия 2 с внутренним каналом корпуса 7. В нижней части подвижной вту.гтки 4 против полости 6 выполнены циркуляционные отверстия 8, которые перекрыты подпружиненной гильзой 9. На наруж ной и внутренней поверхностях подвижной втулки 4 имеются уплотнительные кольца 10, герметизирующие кольцевые зазоры между корпусом 1, втулкой 4 и КОЖУХОМ 3. Втулка 4 зафиксирована с помощью срезных элементов 11 и установлена с возможностью ее верхнего перемещения до сообщения полости 6 с заколонным пространством через циркуляциогщые отверстия 8. Устройство работает следующим образом. Устройство соеданяют с обсадными трубами и устанавливаю..в гзджтгей части интервала цементируемого второй ступенью. На первой ступени цементирования цементный раствор продавливают пробкой. Ввиду того, что устро ство не имеет сужений, цементировочная проб ка свободно проходит через него. При посадке цементировочной пробки на упорное КОЛЫ10, установленное в нижней части обсадной колон1Еы, ее движе пяе останавливается. Этот момент отмечают резким повыше нием давления. При возрастатши давлетчя до расчетной величины, п|)оисходит срез элементов II и подвижная, втулка 4 поднимается вверх. Как только циркуляциотлш отверстия 8 втулки 4 окажутся на уровне верхнего сре за кожуха 3, гильза 9 поднимается и открывает путь для циркуляции ПрОМЫВОЧНО Ж1Щкости. После промывки скважины приступают к цементированию второй ступени колонны После закачивания цементного раствора пускают цементировочную пробку и продавливают ее буровым раствором. После посадки цементировочной пробки на упорное кольцо, установленьое над устройством продавливание цементного раствора прекращают. В момент прекращения продавки подпружиненная гильза 9 перекрьгоает циркуляционные отверстия Давление внутри обсадной колонны сбрасывают. При этом возникает неравенство давлении, действующих внутри и снаружи устройства. Давление ст аружи превыиает давление во внутре(шем канале корпуса за счет превышения удельного веса цементного раствора, находящегося в затрубном пространстве. Под действием силы, определяемой разностью давлений, подвижная втулка опускается вниз до полного захода ее в защитный кожух. После затвердевания цементного камня, находящегося в устройстве, обеспечивается двойная герметизация заливочных отверстий 2 корпуса цементным камнем и подвижной втулкой, находящейся также в цементном камне. Предложенное устройство для двухступенчатого цементирования обсадных-колонн позволяет повысить надежность работы устройства за счет двойной системы обеспечения герметичности заливочных отверстий: цементным камнем и подвижной втулкой, увеличить эксплуатационные качества устройства. Это обеспечивается автоматическим открытием заливочных отверстий, в момент окончания заливки нижней ступени, кроме того, простота конструкции позволяет изготовлять устройство в промысловых условиях. Формула изобретени Устройство для двухступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с внутренним каналом и заливочными отверстиями, защитный кожух и подвижную втулку, установлетгую между корпусом и кожухом, отличающееся тем, что, с целыо повыщения его герметичности после разбуривания цементной перемычки между ступенями цементирования, оно снабжено подпружиненной гильзой, а подвижная втулка выполнена с циркуляционными отверстиями в нижней части, наружной проточкой, образующей с кожухом замкнутую кольцевую камеру, и с внутреьшей проточкой, образующей с корпусом полость, сообщенную через заливочные отверстия с внутренним каналом корпуса, причем подпружиненная гильза размещена в кольцевой камере и перекрывает ее циркуляционные отверстия в транспортном положении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Подобин Г. А. и др. Совершенствование технических средств для цементирования разворотных скважин на нефть и газ в Томской области, РНТС, М., Бурение, N 7, ВНИИОЭНГ, 1976, с. 26-28. 2.Булатов А. И., Технология цементирования нефтяных и газовых скважин, М., Недра, 1973, с. 259 (прототип).