Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования

 

Изобретение относится к горной; а именно к нефтегазодобывающей пром-сти, м.б. использовано при цементировании обсадных колонн методом ступенчатого цементирования и позволяет повысить его надежность. В корпусе 1 размещен с возможностью осевого перемещения запорный элемент 2, состоящий из последовательно расположенных и связанных между собой верхнего поршня (П) 3 и нижнего П 4. В последнем выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратньгм клапаном 6, выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб (Ш). На наружной поверхности П 4 установлено пружинное кольцо (К) 10, взаимодействующее с проточками 11,12 в корпусе 1 в крайнем верхнем и нигжнем положениях . Фиксатор 13 элемента 2 установлен с возможностью обеспечения последнему одностороннего хода и состоит из упруго раскрытых пружинных К 14, расположенных в проточке 11 корпуса 1 . Для взаимодействия с ф.иксатором 13 на верхнеторце II 4 выполнена проточка 15f для связи с ;уфтой ступенчатого цементирования пробка снабжена стопорным К 36, При посадке в муфту К 16 удерживает пробку от перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает П 3 и 4 вниз до упора К 10 в бурт проточки .2. корпуса 1. Под действием напора жидкости Ш 8,9 опускаю тся в нижнее положе ние и пропускают поток жидкости вниз. При этом Ш 8 отгибается, увеличивая проходное сечение. 7 ил. С .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 2l В 33/16, 33/14 г

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«%& 1".-" Ф

4С3

Р " фг Ь

Ь,) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4142872/22-03 (22) 24.06.86 (46) 23.ll.88. Бюл. к- 43 (» ) Всесоюзный научно-исследов а тельский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.П.Неудачин (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 823557, кл. Е 21 В 33/14, 1 978.

Авторское свидетельство СССР

В 872726, кл. Е 21 В 33/14, 1979. (54) ПР.ОБКА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МУФТОЙ

СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к горной, а именно к нефтегазодобывающей

Р« пром-сти,„ м,б. использовано при цементировании обсадных колонн методом ступенчатого цементирования и позволяет повысить его надежность. В корпусе 1 размещен с возможностью осевого перемещения эапорный элемент 2, состоящий из последовательно расположенных и связанных между собой верхнего поршня (П) 3 и нижнего

П 4. В последнем выполнены продольные каналы 5, перекрываемые обратным клапаном 6, выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб (Ш). На наружной поверхности П 4 установлена пружинное кольцо,К) 10, взаимодействующее с проточками 11,12 в корпусе 1 в крайнем верхнем и нижнем поло жениях, Фиксатор 13 элемента 2 установлен с возможностью обеспечения последнему одностороннего хода и состоит из упруго раскрытых пружинных

К 14, расположеш-;ых в прото-.ке 111 корпуса 1. Для взаимодействия с фиксатором 13 на верхне торце П 4 выполнена проточка . 5, для связи с у;-,.той ступенчатого цемен-.ирования проб";--;

1 и ка снабжена стопорным К 6, При гасадге в муфту К !6 у ржнвнет пробку 1 :::4 ! от перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает П 3 и 4 вниз до упора К 10 в бурт проточки 12 корпуса 1. .Под действием напора жидкос-— ти Ш 8,9 опускаются в нижнее положение и пропускают поток жидкости вниз.

При этом 11! 8 отгибается, увеличивая проходное сечение. 7 ил.

1439212

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использова но при цементировании обсадных ко5 лонн методом ступенчатого цементировани.

Цель изобретения - повышение надежности ступенчатого цементирования . 10

На фиг.l показана предлагаемая пробка. для управления муфтой, в ис. - . ходном положении; на фиг.2 - то же, в процессе цементирования первой стулени (стрелками показано движение жидкости); на фиг.З вЂ” то же, в конечном положении; на фиг,4 = сечение

А-А на фиг.1 на фиг.5 — фиксатор запорного элемента, выключаемый заданным числОм силОВых импульсОВ В исход- 20 ном положении; на фиг.б — то же, после первого хода запорного элемента вверх; на фиг,7 — то же, после силового импульса вниз в результате повышения давления в скважине. 25

Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования содержит полый корпус 1 с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения запорным элементом 2, состоящим из верх30 него 3 и нижнего 4 поршней. В нижнем поршне 4 выполнены продольные кана»

1 лы 5, перекрываемые обратным клапаном б, установленным подвижно на штоке 7 и выполненным из эластичной 8 и упорной 9 шайб, На наружной поверхности нижнего поршня установлено пружинное кольцо 10, которое может взаимодействовать с проточками 1) и 12 в корпусе в крайнем верхнем и ниж- 40 нем положениях. Перемещению запорного элемента в крайнее верхнее положение препятствует фиксатор 13 включаемый заданным числом силовых импульсов, состоящий из упруго раскры- 45 тых пружинных колец 14, расположенных в проточке 11 корпуса 1. Для взаимодействий с фиксатором на верхнем торце нижнего поршня 4 выполнена проточка 15. Для связи с муфтой ступенчатого цементирования пробка снабжена стопорным кольцом 16.

Пробка для управления муфтой работает следующим образом.

Для управления муфтой пробку пускают в скважину самостоятельно или соединенную срезным элементом с верхней разделительной пробкой в процессе цементирования первой ступени.При посадке в муфту стопорное кольцо 16 (фиг.1) фиксирует пробку от перемещения вверх. Поток продавочной жидкости перемещает верхний и нижний поршни 3 и 4 вниз до упора пружинного кольца )0 в бурт проточки 12 корпуса .1. Под действием напора жидкости шайбы 8 и 9 опускаются в нижнее положение и пропускают поток жидкости вниз. При этом эластичная шайба 8 отгибается, увеличивая проходное сечение как по периферии шайб, так и через отверстия в упорной шайбе 9, обеспечивая условия нормальной циркуляции для цементирования первой ступени.

В случае аварийного или запланированного сброса давления нагнетания на устье скважины эластичная шайба перекрывает вход в полость пробки.

Жидкость,„ сжатая давлением под пробкой, расширяется и поднимает нижний поршень

Нижний поршень 4 (фиг.5) перемещается вверх до упора буртом проточ ки 15 в пружинные кольца 14 (фиг,б).

После возобновления нагнетания нижний поршень 4 опускается, при этом первое пружинное кольцо 14 в результате упора в бурт проточки 11 корпуса снимается с проточки 15 (фиг.7).

Оставшееся кольцо 14 в нижнем поршне 4 позволяет еще один раз останонить насосы в процессе цементирования первой ступени. При очередном сбросе и восстановлении давления нижний поршень 4 освобождает последнее кольцо 14.

По окончании цементирования и сброса давления на устье скважины жидкость, перетекающая снизу вверх, поднимает нижний поршень 4 в крайнее верхнее положение, при этом стопорное кольцо 16 попадает в проточку 11 в корпусе и фиксирует запорный элемент в крайнем верхнем положении, а верхний поршень 3 герметично перекры. вает вход в полость пробки, Если цементирование первой ступени протекает без остановки, то для отключения фиксатора запорного элемента необходимо произвести два цикла подъема и сброса давления, После закрытия пробки созданием избыточного давления в скважине открывают муфту ступенчатого цементирования и осуществляют цементирование второй ступени.

143921

Предлагаемая пробка позволяет обеспечить эффективность процесса цементирования независимо от глубины установки муфты, ввиду использования всего объема протекающей через проб5 ку жидкости для привода запорного устройства обеспечивается включение муфты в условиях малого сжатия жидкости. Кроме того, пробка может быть использована для управления другими глубинными механизмами, применяемыми в бурении, исследовании:и ремонте скважин, исключает опасность преждевременного срабатывания управляемого механизма.

Формула изобретения

Пробка для управления муфтой ступенчатого цементирования, включающая . г 4 полый корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения запорным элементом и фиксатор запорного элемента, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ступенчатого цементирования, она снабжена обратным клапаном, а запорный элемент выполнен в виде последовательно расположенных и связанных между собой нижнего и верхнего поршней и установлен с возможностью его фиксации в верхнем положении, причем в нижнем поршне выполнены продольные каналы перекрываемыми обратным клапаном, а фиксатор запорного элемента установлен с воэможностью обеспечения последнему одностороннего хода.

1439212

А-Д

ЮУ

4и7

Составитель Н,Чепига

Техред M.Äèäûê

Корректор М.Иаксимишинец

Редактор О.Головач

Заказ 6047/29

Тираж 531 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4