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

(54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕГ ЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к областй бурения скважин, в частности к устройствам для ступенчатого цементирования колонн.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус и кожух с цементировочными отверстишли, образующие между собой полость, в которой помещена заслонка с расклинивающим материалам С1 .

Недостатком устройства является невысокая надежность его работы из-за низкой герметичности.

Наиболее близким к изобретению является муфта для ступенчатого цаментирования обсадных колонн, включающая корпус с цементировочными отверстиями и выполненными выше и ниже них продольными каналами, кожух, установленный на корпусе и образую- ; щий с ним полость, верхнюю и нижнюю . втулки с штифтами, размещенные в полости между корпусом и кожухом, и посадочные элементы 2.

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность его работы из-за необходимости разбуривания цементировочных пробок и це-

ментной перемычки между ступенями цементирования.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, ЧТО муфта снабжена контейнером, выполененным с цементировочными отверсти ями и продольными каналами,в которых размещены штифты верхней втулки, при10чем продольные каналы и цементировочные отверстия выполнены между посадочными элементами.

На фиг. 1 изображена муфта.в транспортном положении; на фиг. 2 15муфта при цементировании второй стумени; на фиг. 3 - устройство после окончания цементирования; на фиг. 4 сечение Л-л на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на . 1; на фиг. б - сече20ние В-В на фиг . 1. .

Муфта состоит из корпуса 1 в виде цилиндра 2 и .кожуха 3, имеющего резйбы 4 для соединения с обсадными трубами (не показаны), цементировочные

25 отверстия 5 .и 6, уплотнительные элементы 7 и 8. В цилиндре 2 выполнены по образующим продольные каналы 9 и 10, а в кожухе 3 - упор Г.

В корпусе 1 герметично .установ30лен контейнер 11, на нижнем конце которого выполнен кольцевой упор 12, ;а выше .цементировочные отверстия 13 и продольные каналы 14. Верхняя часть контейнера 11 выполнена в виде седла-стакана 15, имеющего уступ Д для посадки верхней цементировочной пробки 16. Ниже седла-стакана 15 установлено седло 17, зафиксированное срезными штифтами 18 и снабженное уплотнительНЕлми элементами 19. Нижний кольцевой упор 12, седло 17 I и седло-стакан 15 имеют проходное сечение для. цементирования нижней .ступени. Контейнер 11 зафиксирован от осевого перемещения разрушаемыми штифтами 20.В кольцевой полости 21, образуемой цилиндром 2 и кожухом 3, размещены верхняя разъемная втулка, ростоящая из внутренней 22 и наружной 23 втулок, и нижняя втулка 24, снабженные уплотнительиыми элементами 25 и зафиксированные от осевого перемещения срезными штифтами 26 и 27. Наружная втулка 23 концентрично установлена в наружной цилиндрической проточке внутренней втулки 22, при этом верхний торец втулки 23 вза имодействует суступом Е. Па внутренней поверхности втулки 22 выполненю выемки, .в которых установлены paзpyшae Iыe штифты 28 с эозмоукиостъю осевого перемещения в продольных каналах 9 и 14, а верхняя часть втулки 22 имеет с наружной сто роны конусную проточку 29, поверхнос которой образует с внутренней поверх ностью кожуха 3 кольцевую конусную полость, в которой размещен заклинивающий материал 30, например чугунна дробь.. Разрушаемые штифты 20 установлены в выемках на внутренней поверхности нижней втулки 24 с возможностью осевого перемещения в продольных каналах 10. Устройство работает следующим об. разом. В исходном положении (фиг. 1) муф та устанавливается в 1 омпановке обса ной колонны, после спуска которой пр изводится цементирование нижней ступени. Затем сбрасывают шар 31, который садится в седло 17, при повышени давления на устье срезаются штифты 2 и контейнер 11 вместе с втулкой 24 перемещаются вниз до упора втулки 24 в корпусе, при этом цементировочные отверстия 13 совмещаются с цементировочными отверстиягли 5. При дальнейшем повышении давления на уст срезаются штифты 18, и оедло 17 перемещается вниз ниже цементировочных отверстий 13, и внутренняя полость колонны соединяется с затрубным прос ранством гидравлическим каналом, образуемым цементировочными отверстиями 13, 5 и 6. Затем происходит проМЕзШка колонны и закачка второй порции цементного раствораi Перед продавкой второй порции цементного раствора пускают верхнюю цементировочную пробку 16, которая в конце продавки садится в седло-стакан 15, и при соз дании избыточного давления на устье 50-60 кгс/см разрушаются штифты 20, контейнер 11 сдвигается вниз, пока не произойдет его взаимодействие со штифтами 28, в результате чего гидравлическое усилие, действующее на верхнюю цементировочную пробку 16, передается через штифты 28 .на втулку 22 и через уступ Е - на втулку 23. При избыточном давлении на устье разрушаются штифты 26, втулки 22 и 23 перемещаются вниз до упора Г и перекрыг вают цементировочные отверстия 5 и 6, после чего втулки фиксируются от осевого перемещения вверх заклинивающим материалом 30. Для освобождения контейнера 11 вновь повышсцот давление на устье, вследствие .чего разрушаются штифты 28 и за счет сжатия жидкости, находящейся во внутренней полости колонны ниже муфты, контейнер перемещается вниз до выхода из уплотнения 8, после чего контейнер имеет возможность перемещения в колонне под действием собственного веса с находящимися в нем шаром и верхней цементировочной пробкой. В процессе цементирования верхней ступени обеспечивается гидравлическая связь во внутренней полости колонны выше и ниже муфты, поэтому уплотнительные элементы верхней разъемной и нижней втулок не подвергаются воздействию гидравлического удара. Применение предлагаемой муфты для ступенчатого цементирования позволйт повысить качество крепления скважин и сократить время проведения этой операции за счет исключения разбу вания шара и верхней цементировочной пробки. Среднегодовой экономический эффект на одну скважину за счет применения предлагаемой муфты составит около 2 тыс. руб. Формула изобретения Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с .цементировочными отверстиями и выполненными выше и ниже них продольными каналами, кожух, установленный на корпусе и образующий с НШ4 полость, верхнюю и нижнюю втулки с штифтами, размещенные в полости между корпусом и кожухом, и посадочные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежноети муфты в работе, она снабжена контейнером, выполненным с цементировочными отверстия: 1и и продольными каналами, в которых размещены штифты верхней втулки, приче.м продольные каналы и цементировочные отверстия выполнены между посадочными элементами.

Источники информации, принятые во вниглание при экспертизе

I