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

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и водоснабжению и может быть применено при цементировании потайных обсадных колонн.

Известно устройство для цементирования потайных обсадных колонн, включающее муфту, узел подвески, трубчатый шток и уплотнение 1.

Недостатком устройства является возможность зависания шара в бурильных трубах, что может привести к оголению башмака обсадной колонны.

Наиболее близким к предлагаемому «является устройство для цементирования потайных обсадных колонн, включающее муфту, левую гайку, трубчатый шток с уплотнением t2l.

Недостатком известного устройства является то, что при несрабатывании обратного клапана нарушается процесс цементирования, а также, невозможность осуществления контроля за процессом цементирования.

Цель изобретений - повышение надежности работы устройства за счет обеспечения возможности контроля процесса разъединения.

Указанная цель достигается тем, что шток и гайка выполнены с взаимодействующими между собой шлицами при верхнем положении штока, а,последний заглушен снизу и имеет радиальные отверстия.

Шток выполнен с радиальными несущими пальцами, а муфта - с фигурными пазами под пальцы.

На фиг. 1 изображено устройство в положении, соответствующем спуску

15 обсадной колонны, промывке ее раствором, закачке цементного и расчетного (в, объеме бурильных труб) продавочного растворов; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 .30 вид Б на фиг. 1(положение несущего пальца в фигурном пазу); на фиг. устройство в положении при продавке цементного раствора; на фиг. 5 39вид в на фиг. i (положение несущего пальца в фигурном пазу). Устройство содержит трубчатый шток 1, который является передовым наконечником подвесной колонны 2 труб. Между муфтой (обсадной трубой) 3 и штоком 1 помещена составна левая г.айка М с уплотнительным элементом 5, который взаимодействует с проходящим через него трубчатым штоком 1. Трубчатый шток 1 перекрыт на своем нижнем торце заглушкой 6, которая имеет на своем верхнем торце шлицы 7; шлицам 7 соответствуют шлицы 8 на нижнем торце гайки . Шл цевое соединение служит для передачи вращения от подвесной колоннь| на левую гайку. При этом гайка 4 имеет левую резьбу и при сопряжении шлицов 7 и 8 и передаче вращения вывинчивается из обсадной трубы 3- На своей боковой поверхности трубчатый шток 1 имеет радиальные отверстия 9, сообщающие полость обсадной трубы 3 с полостью спускной колонны 2. Общая площадь отверстий 9 обеспечивает прохождение через них жидкости (цементный и буровой раствор) без дополнительного сопротивления. В штоке 1 симметрично укреплены радиальные несущие пальцы 10, которые входят в фигурные пазы 11, выполненные на боковой поверхности муфты обсадной колонны. Каждый из фигурных пазов 11 выполнен из двух продольных смещенных вертикальных умаетков - верхнего 12 и нижнего 13 сообщенных между собой поперечным участком таким образбм, что нижний конец продольного участка 12 плавно переходит в участок 1, а над сопряжением другого конца участка И с участком 13 имеется тупиковая масть Участок 12 фигурного паза (сквозной) выходит иа верхний торец муфты 3- На наружной поверхности муфты 3 укреплены центраторы 15, обеспечивающие цент ровку головы обсадной колонны в -сгвоЛе скважины. В обсадной колонне 16 под трубчатым штоком 1 помещается цементировочная пробка 17, выполненная, например, из резины или другого упругого материала. При спуске устройства пробка 17 помещается между группами отверстий 18 и 19 в обсадной колонне, закрытых снаружи кольцевым кожухом 20. Устройство работает следующим образом. В скважину опускают подвеску, состоящую из колонны 16 обсадных труб с навернутой на ее верхний конец муфтой 3, соединенной с подвесной колонной посредством несущих пальцев 10. Пальцы 10 помещаются в фигурных пазах 11 муфты, в тупиковых частях пазов 13.. Шлицевое соединение 7-8 разомкнуто, а цементировочная пробка 17 находится между отверстиями 18 и 19 в обсадной колонне. Полости обсадной и подвесной колонн заполняют по мере спуска промывочным раствором, По достижении устройством интервала установки обсадной колонны давлением в трубах создают циркуляцию промывочного раствора через нижний конец колонны. Далее закачивают цементный раствор и частично в объеме подвесной колонны продавочную жидкость. Производят посадку подвесной колонны. В гидрогеологических скважинах осуществляется посадка и подвесной и обсадной колонн. При посадке трубчатых шток 1 сдвигает цементировочную пробку 17 вниз до перекрытия ею отверстий 19 в обсадной колонне. Давлением насоса, закачивающего продавочную жидкость, обеспечивается дальнейшее движение цементировочной пробки 17 по обсадной колонне. После закачки продавочной жидкости и получения на манометре давления Стоп восстанавливается . циркуляция. Для скважин на нефть и газ обсадная колонна подвешивается на клиновом или упорном подвесном устройстве. Для гидрогеологических скважин возможна частичная разгрузка веса обсадной колонны на забой. Приподнимают подвесную колонну 2, одновременно прилагая к ней направленный влево крутящий момент. Тем самым обеспечивается горизонтальное перемещекие несущих пальцев 10 по промежуточным участкам фигурных пазоа 11. Отверстия 9 на трубчатом штоке попадают в зону над уплотнительным элементом. Выход несущих пальцев 10 из вертикальных участков 12 пазов 11 на торце муфт 3 отмечен ростом нагрузки на крюке после подъема подвесной колонны. 2 на заранее измеренное известное расстояние, Это расстояние соответствует сдвигу цементировочной пробки 17 и отмечается по началу разгрузки подвесной колонны 2. При этом дополнительным средством контроля служит восстановление циркуляции раствора при давлениях меньших, чем при циркуляции через башмак обсадной колонны.

б процессе циркуляции происходит отмывка головы обсадной колонны труб от излишка цементного раствора. Циркуляция может производиться в течение всего периода ОЗЦ, но не должна быть менее одного цикла промывки. По окончании ОЗЦ вращением подвесной колонны 2 вправо проводят отворот упорной гайки i с уплотнительным элементом от обсадной трубы 16. Далее извлекают из скважины подвесную колонну 2 с трубчатым штоком 1 и уплотнительным элементом на нем.

Использование устройства позволяет сократить аварийность при операциях по спуску и цементированию по- . тайных обсадных колонн и благодаря этому повышает производительность буровых работ.

Формула изобретения

1. Устройство для цементирования потайных обсадных колонн, включающее муфту, левую гайку, трубчатый шток с уплотнением, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности работы за смет обеспечения возможности контроля процесса разъедииения, шток и гайка выполнены с взаимодействующими между собой шлицами при верхнем положении штока, а последний заглушен снизу и имеет радиальные отверстия.

2. Устройство по п. 1, о т л и - : чающееся тем, что трубчатый шток выполнен с радиальными несущими пальцами, а муфта - с фигурными Пазами под пальцы.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР Р 583283, кл. Е 21 В 33/1, 197-5.

2.Авторское свидетельство СССР № 583282, кл. Е 21 В ЗЗ/1t, 1976.

(прототип).

8

(Риг. г

Зид

(Риг.з

Фиг,1