Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЕВЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

А1 (19у (И) (SD4E 21 В 33 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3777217/22-03 .(22) 06.08.84 (46) 23.05.86. Бюл. Ф 19 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) В.В. Соболевский и А.А. Казаков (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 703650, кл. Е 21 В 33/14, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 977710, кл. Е 21 В 33/14, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащее корпус и кожух, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, и втулку с циркуляционными отверстиями, помещенную в кольцевой полости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности управления устройством в работе и исключения перемычек между ступенями цементирования,оно сйабжено запорным элементом и электронным узлом его управления, кожух против кольцевой полости выполнен с разрядным каналом, перекрытым запорным элементом, и образует с корпусом дополнительную кольцевую полость, в которой помещен электронный узел управления запорным элементом, при этом основная кольцевая полость заполнена флюидом под давлением, а втулка подпружинена.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электронный узел управления запорным элементом содержит датчик давления, преобразователь сигнала давления в электрический сигнал и электрический привод запорного элемента.

1232784

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для их цементирования.

Цель изобретения — повышение надежности управления устройством в работе и исключение перемычек между ступенями цементирования.

На фиг. 1 изображено устройство в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг ° 3 — схема электронного узла.

Устройство содержит корпус 1, кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3 и выполненные (каждая из них соответственно) с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В кольцевой полости 3 помещена втулка 6 с циркуляционными отверстиями 7. Кожух 2 против кольцевой полости 3 выполнен с разрядным каналом 8, перекрытым . запорным элементом 9. Кроме того, кожух образует с корпусом дополнительную кольцевую полость 10 (герметичную), в которой помещен электронный узел управления запорным элементом 9.

При этом основная кольцевая полость

3 заполнена флюидом, например водой, под давлением, а втулка 6 подпружинена с помощью упругого элемента, например пружины 11. Кольцевую полость

3 заполняют флюидом под давлением. через клапан 12.

Электронный узел управления запорным элементом (фиг. 3) содержит датчик 13 давления, усилитель 14, электронный переключатель 15, пороговые узлы 16 и 17, электронное реле 18 и

19 времени, исполнительный узел 20 и источник ?1 питания.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину через клапан 12 закачивают жидкость в кольцевую полость 3, втулка 6 перемещается вниз, сдавливая упругий элемент, например пружину 11.

Ввиду отсутствия в устройстве деталей, уменьшающих сечение внутреннего канала, цементирование первой ступени осуществляют с применением полномерной разделительной пробки„ что обеспечивает надежное разделение цементного раствора и продавочной жидкости и повышает качество цементирования.

В процессе цементирования сигналы от датчика 13 давления (в кольцевой полости 10) поступают в усилитель 14, где преобразуются в электрическую величину„ усиливаются и затем поступают в электронный переключатель 15, который в первоначальном положении обеспечивает прохождение сигнала на пороговые устройгтва 16.

По мере продавливания тампонажного раствора за колонну при цементировании первой ступени давление в копание воз|растает. При достижении заранее заданной величины давления Р пороговые устройства включают реле

18 времени и через заданное время, -,påáóåãëîå для окончания процесса цементирования первой ступени, подается ток на исполнительный узел 20, которое открывает запорный элемент 9, жидкость под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11, вытекает из кольцевой полости 3 через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка 6 перемещается вверх, циркуляционные отверстия 4 и

5 совмещаются с циркуляционным отверстием 7.

Время Т от открытия запорного элемента 9 до совмещения циркуляционных отверстий определяется заранее на стенде.

После истечения расчетного времени Т реле 18 времени отключает напряжение с исполнительного узла 20 и переводит электронный переключатель 15 во второе положение, обеспечивающее прохожцение сигнала на пороговое устройство 17. Запорный элемент 9 закрывается. Давление в колонне уменьшается до минимального значения. Производится промывка скважины через открытые циркуляционны отверстия 4, 5и 7.

Затем осуществляют цементирование второй ступени обратным способом, при этом давление в обсадной колонне возрастает. При заранее определенной величине давления Р пороговое уст2 ройство 17 включает реле 19 времени и через заданное время, необходимое для ступени, подается ток на исполнительный узел 20, которое открывает запорный элемент 9, жидкость из кольцевой полости вытекает через разрядный канал 8 в заколонное пространст— во, втулка 6 перемещается вверх и закрывает циркуляционные отверстия 4 и 5.

Использование устройства для ступенчатого цементирования обсадных колэнн повышает надежность управления им в работе, исключает проведение до1232784

Фиг.1 полнительных технологических операций, связанных со спуском в колонну цементированных пробок для открытия и закрытия циркуляционных отверстий, отпадает необходимость в разбуривании этих пробок, которое является причиной потери герметичности цеменгировочной муфты. Кроме того, исключается потеря герметичности обсадных колонн, происходившая из-эа создания высокого избыточноГо давления, необходимого для среза срезных элементов. Таким образом, повьппается надежность работы устройства, качество цементирования и снижаются трудозатраты на проведение цементирования.

f2

3

1232784

Составитель В. Гришанюв

Техред М.Ходаиич Корректор А. Ференц

Редактор А. Шишкина

Заказ 2746/32 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5

Ироизвод"твенно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4