Цементировочная муфта Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

(5)- ЦЕМЕНТИРОВОЧНАЯ МУФТЛ

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их цементирования. Известна цементировочная муфта, состоящая из двухстениого корпуса с циркуляционными отверстиями, втулки и посадочного седла из разгружаемых штифтов 1 ТНедостатком ycTpovicTBa является то, что после окончания цементирования, второй ступени циркуляционные отверстия остаются неперекрытыми, а , герметизирующий их цементный камень не способствует достижению требуемой герметичности муфты, что может быть причиной проведен ия дополнительных изоляционных работ. Наиболее близкой к предлагаемой является цементировочная муфта, вклю чающая внешний и внутренний цилиндры образующие между собой кольцевую полость и включенные с циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки установленные в кольцевой полости на срезных элементах,С 23Недостатком устройства является то, что в процессе спуска обсадной колонны вследствие возмоиных технологических нарушений, аварий, осложнений ( высокие скорости движения обсадных труб, падение обсадной колонны в скважину из-за расстройства резьбовых соединений, неправильный долиз колонны, возникновение нефтегазопроявлений) может возникнуть ситуация. при которой разность между давлениями в затрубном и трубном простррнствах достигает величины большей, чем величина давления, на которое рассчитаны срезные элементы, удерживающие нижнюю срезную втулку. При этом шпильки срезаются, нижняя срезная втулка освобождается, что не позволяет обеспечить нормальное цементирование первой ступени и требует проведения дополнительных слож39ных работ с задалживанием значительных сил и средств на их выполнение. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет предотвращения преждевременного ереза втулок. Поставленная цель достигается тем что цементировочная муфта, включающая внешний и внутренний цилиндры, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, размещенные в кольцевой полости и установленные на срезных элементах, снабжена упором, размещен ным в верхней части кольцевой полост над верхней втулкой, установленной с возможностью взаимодействия с упором в ее крайнем верхнем положении, причем верхняя втулка установлена на нижней втулке и имеет сквозные торцовые выемки против циркуляционны отверстий внутреннего цилиндра, а каждая из втулок свободно подвешена на срезных элементах. На чертеже изображена цементировочная муфта, общий вид. Цементировочная муфта состоит из двух цилиндров: внешнего 1 и внутрен него 2 с Циркуляционными отверстиями 3 и и дополнительными отверстиями 5-7. Циркуляционнь1е отверстия 3 внут реннего цилиндра 2 расположены выше циркуляционных отверстий наружного цилиндра 1. Между внутренним и наруж ным цилиндрами установлена верхняя втулка 8 с уплотМигельными кольцами 9 и 10, расположенными соответственно на наружной и внутренней поверх ностях втулки, и со стопорным элемен том Т1, а также нижняя втулка 12 с уплотнитель ным и кольцами 13 и Н, ра положенными соответственно на внутренней и наружной поверхностях втулки. Втулка 12 установлена между от верстиями 3 и Ц. В верхней части внутреннего цилиндра 2 установлен упор 15, прочность которого на срез рассчитана по меньшей мере на двухкратное максимальное избыточное давление, которое может возникнуть в за трубном пространстве на глубине нахождения муфты в случае осложнений или аварий в процессе спуска обсадной колонны. Втулка 8 установлена таким образом, что верхней поверхностью упирается в упор 15, а втулка 12 упирается верхней тopцoвoЙ О4 поверхностью в. нижнюю торцовую по- . верхность втулки 8. Втулки 8 и 12 свободно с зазором подвешены на срезных элементах Т и 17, которые в свою очередь жестко закреплены на внутреннем цилиндре 2. В нижней тррцовой части верхней втулки 8 выполнены выемки ( окна J 18, расположенные напротив циркуляцион|ных отверстий 3 внутреннего цилиндра 2. Наличие выемок 18 обеспечивает ВОЗМОЖНОСТЬ нормальной промывки через циркуляционные отверстия 3 и t послесрабатывания нижней втулки. Во внутреннем цилиндре 2 установлено посадочное седло 19, которое крепится фиксатором 20. Седло выполнено из легкоразбуриваемого металла. Устройство работает следующим образом. В процессе спуска обсадной колонны нагрузка на втулки 12 и 8, создаваемая за счет возникновения избыточного давления в затрубном пространстве, передается на упор 15, благодаря отсутствию жесткой связи между втулками и удерживающими их срезными элемента-, ми 16 и 17. Этим обеспечивается предохранение элементов 16 и 17 от срезания в процессе спуска обсадной колонны. После закачивания в скважину порции тампонажного раствора для цементирования первой ступени спускают нижнюю разделительную пробку и заканчивают продавочную жидкость. Пробка проходит через цементировочную муфту, и достигает посадочного седла Стоп, расположенного в башмаке колонны, после чего давление в колонне возрастает. Когда избыточное давление внутри колонны достигает величины, на которую рассчитаны срезные элементы 17, они срезаются, и втулка 12 вместе с уплотнительными кольцами 13 и Т движения вниз. Открываются циркуляционные отверстия А и, благодаря наличию выемок 18 на втулке 8, восстанавливается циркуляция и производится вымывание из затрубного пространства излишнего тампонажного раствора. Затем закачивают объем тампонажного раствора второй ступени, упускают разделительную пробку и закачивают продавочную жидкость второй ступени. В момент, когда разделительная пробка достигает посадочного седла 19. происходит

перекрытие отверстий 3 и давление внутри колонны возрастает до величины, на которую рассчитаны срезные элементы 16. Последние срезаются и втулка 8 с уплотнительными кольцами 9 и 10 и стс.юрным элементом 11 движется вниз до момента, когда стопорный элемент достигнет специ льных проточек на внутреннем цилиндре корпуса.

Таким образом достигается преждевременное срабатывание устройства и надежная герметизация его канала, связывающего внутритрубное и затрубное пространства, что исключает затраты на ликвидацию осложнений с применением известного устройства.

Формула изобретения

Цементировочная муфта, включающая внешний и внутренний цилиндры, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки, размещённые в кольцевой полости и установленные на срезны;, элементах, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет предотвращения преждевременного среза втулок, она снабжена упорам, размещенным в.верхней части кольцевой полости над верхней втулкой, установленной с возможностью взаимодействия с упором в ее крайнем верхнем положении, причем верхняя втулка устновлена на нижней втулке и имеет сквозные торцовые выемки против циркуляционных отверстий внутреннего цилиндра, а втулки установлены с возможностью осевого перемещения относительно срезных элементов,

ИстомНИКИ информации, принятыево вниман1 е при экспертизе

-г

2.Авторское свидетельство СССР ff 6А1075, кл. .Е 21 В 33/14, }977 (прототип).