Разъединитель Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

(54) РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при спуске и цементировании хвостовиков и секций обсадных колонн.

Известен резьбовой разъединитель, обеспечивающий подвеску хвостовиков и секций на цементном камне, включающий корпус с боковыми промывочными отверстиями, перекрытыми втулкой, муфту-воронку и шаровой замок с приспособлением для его освобождения перед цементированием 1.

Недостатком разъединителя является низкая долговечность корпуса, обусловленная размывом промывочных отверстий.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является разъединитель, включающий муфту-воронку, крышку, корпус с радиальными промывочными отверстиями, перекрытыми втулкой с уплотнениями на концах, закрепленной внутри корпуса с помощью срезных штифтов. При посадке шара или пробки во втулку, давление над ней возрастает и за счёт избыточного давления происходит срез штифтов, перемещение втулки вниз и открытие промывбчных отверстий. Через эти отверстия прямой или обратной

промывкой производят удаление тампонажного раствора над разъединителем 2.

Однако корпус устройства быстро выходит из строя в результате абразивного размыва промывочных отверстий. Причина абразивного размыва - большая скорость истечения жидкости из отверстий, которая обусловлена их неполным открытием. Неполное открытие отверстий объясняется тем, что в момент их открытия давление над втулкой падает, и гидравлического усилия оказывается недостаточно для преодоления-сил трения и дальнейшего опускания втулки, установленной в корпусе со скользящей посадкой и резиновыми уплотнительными кольцами. Увеличение диаметра отверстий в известном устройстве не уменьшает существенно скорость истечения жидкости (также по причине их неполного открытия) и нерационально, так как снижает прочность корпуса на растяжение. Большая скорость истечения жидкости

2 из отверстий вызывает эрозию металла обсадных труб или нарушение стенок скважины при нахождении разъединителя в обсадной колонне или открытом стволе соответственно.

Цель изобретения - повышение долговечности корпуса разъединителя за счет уменьшения абразивного размыва промывочных отверстий.

Указанная цель достигается тем, что разъединитель снабжен дополнительной втулкой, связанной с корпусом и расположенной aд основной втулкой, причем основная втулка подпружинена относительно дополнительной втулки, на наружной поверхности основной втулки между уплотнениями выполнена цилиндрическая проточка, а в корпусе выполнены цилиндрические расточки в месте расположения уплотнений втулки при крайнем нижнем ее положении.

На чертеже изображен разъединитель., общий вид.

Разъединитель содержит муфту-воронку 1, корпус 2 и крышку 3. Муфта-воронка 1 и корпус 2 связаны друг с другом посредством левой резьбы 4. В верхней части корпуса имеются радиальные промывочные отверстия 5, продольные размеры которых в нормальном перпендикулярном сечении больше поперечных. Они могут быть выполнены в виде эллипса, овала, широкой щели и т. д. В,корпусе установлена втулка 6, перекрывающая отверстия 5 и зафиксированная срезными штифтами 7. На концах втулки, в кольцевых канавках расположены верхние уплотнения 8 и нижние уплотнения 9. На Наружной поверхности втулки 6 между уплотнениями 8 и 9 выполнена цилиндрическая проточка 10. В корпусе 2 выполнены цилиндрические расточки 11 и 12 в месте расположения верхних и нижних уплотнений 8 и 9 при крайнем нижнем ее положении. Длина расточки 12 равна или больше длины втулки 6. Разъединитель имеет дополнительную втулку 13, связанную с корпусом и расположенную над основной втулкой 6.. Втулка 6 подпружинена относительно дополнительной пружиной 14. Муфта-воронка 1 соединена с обсадными трубками 15, а корпус 2 с бурильными трубами 16.

Разъединитель работает следующим образом.

После спуска хвостовика или секции обсадной колонны до намеченной глубины производят его цементирование. В конечной стадии продавливания цементного раствора, в расчетный момент, в бурильные трубы сбрасывают шар (пробку), который, пройдя по трубам, садится во втулку 6, перекрывая внутренний канал.

Давление над втулкой возрастает.

Сила давления срезает штифты 7 и перемещает втулку 6 вниз до тех пор, пока она не начнет открывать промывочные отверстия 5. В этот мо.мент давление над втулкой падает, однако она не останавливается, а продолжает перемещаться вниз усилием пружины 14. В процессе движения втулки б уплотнения 9 попадают в цилиндрическую расточку 12, а уплотнения 8 - в цилиндрическую расточку 11. Одновременно уплотняющая поверхность, корпуса 2, расположенная между цилиндрическими расточками 11 и

12, располагается в цилиндрической проточке. 10 втулки 6. Не имея непосредственного контакта с корпусом, втулка свободно падает под действием собственного веса до соприкосновения верхних уплотнений 8 с уплотняющей поверхностью корпуса 2. При

этом радиальные промывочные отверстия 5 полностью открыты, и через них прямой илн обратной промывкой производят удаление цементного раствора над разъединителем. После схватывания цементного раствора проj изводят отсоединение бурильных труб от обсадных в разъединителе, и корпус вместе с крышкой, втулкой и пружиной поднимается на поверхность.

Такое выполнение разъединителя позволяет, не ослабляя прочности корпуса на растяжение, увеличить суммарную площадь промывочнЫХ отверстий и обеспечить их полное открытие, что существенно снижает скорость истечения жидкости через них и, в конечном счете, уменьшает абразивный размыв отвер, стий и повышает долговечность корпуса разъединителя.

Технико-экономическая эффективность заключается в сокращении сроков строительства скважин за счет повышения несущей способности разъединителя.

Формула изобретения

Разъединитель, включающий муфту-воронку, крыщку, корпус с радиальными промывочными отверстиями, перекрытыми втулкой с уплотнениями на концах, закрепленной внутри корпуса с помощью срезных щтифтов отличающийся тем, что, с целью повыщения долговечности корпуса разъединителя за

0 счет уменьшения абразивного размыва промывочных отверстий, он снабжен дополнительной втулкой, связанной с корпусом и расположенной над основной втулкой, причем основная втулка подпружинена относительно дополнительной втулки, на наружной по верхности основной втулки между уплотнениями вьшолнена цилиндрическая проточка, а в корпусе выполненыцилиндрические расточки в месте расположения уплотнений втулки, при крайнем нижнем ее положении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

«Недра, 1977, с. 121.

/J