Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к области горной прш, а именно к бурению скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство для ступенчатого цементирования колонн содержит корпус 1 из немагнитного материала с осевым каналом 21 и кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3. Корпус 1 и кожух 2 выполнены с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В полости 3 расположена подпружиненная относительно корпуса 1 втулка 6 с циркуляционными отверстиями 7. Надвтулочная часть полости 3 заполнена флюидом под давлением и сообщена с внешним пространством разрядным каналом 8 с запорным элементом (ЗЭ) 9. В корпусе 1 выполнена дополнительная кольцевая полость 10. В ней размещен электронный узел управления ЗЭ 9, содержащий магнитоуправляемый герметичный контакт (МУГК) для открытия ЗЭ 9, схему управления , исполнительный механизм, источник питания, дополнительный электрический контакт (ДЭК) и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия с втулкой 6 и замыкания ДЭК для закрытия ЗЭ 9 при совмещении отверстий 7, 4, 5. В комплект устройства входит бросовый стакан с кольцевым постоянным магнитом. После окончания цементирования первой ступени сбрасывается стакан с магнитом, который, проходя через корпус , замыкает МУГК. Сигнал с МУГК поступает на схему управления. Исполнительный механизм открывает ЗЭ 9. Втулка 6 перемещается вверх, отверстия 7 совмещаются с отверстиями 4 и 5, а толкатель замыкает ДЭК и гиполшотельный механизм закрывает ЗЭ 9. Втулка 6 останавливается. Через открытые отверстия 4 и 5 цементируют вторую ступень. Затем сбрасывается второй стакан и открывается ЗЭ 9, а втулка 6 перемещается вверх до упора и перекрывает отверстия 4 и 5. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5р 4 Е 21 В 33/14

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

R0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268803/23-03 (22) 24. 04. 87 (46) 15. 04. 89. Бюп. ¹- 14 (71) Западно-Сибирский научно-иссле- . довательский и проектно-конструкторс-. кий институт технологии глубокого разведочного бурения (72) В.В.Соболевский, А.А.Казаков и С.В.Мельник (53) 622 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 977710, кл. Е 2 1 В 33/14, 198 1.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1232784, кл. Е 2 1 В 33/ 14, 1984. (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО

ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к

„„Я0„„1472646 А 1 бурению скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн. Цель изобретения — повышение надежности работы. Устройство для ступенчатого цементирования колонн содержит корпус 1 из немагнитного материала с осевым каналом 21 и кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3. Корпус 1 и кожух 2 выполнены с циркуляционными отверстиями 4 и 5. В полости 3 расположена подпружиненная относительно корпуса

1 втулка 6 с циркуляционньми отверстиями 7. Надвтулочная часть полости

3 заполнена флюидом под давлением и сообщена с внешним пространством разрядным каналом 8 с запорным элеMBHTQM (ЗЭ) 9. В корпусе 1 выполче— на дополнительная кольцевая полость

1472646

10. В ней размещен электронный узел управления ЗЭ 9, содержащий магнитоуправляемый герметичный контакт (МУГК) для отверстия ЗЭ 9, схему управления, исполнительный механизм, источник питания, дополнительный электрический контакт (ДЭК) и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия с втулкой 6 и замыкания ДЭК для закрытия ЗЭ 9 при совме щении отверстий 7, 4, 5. В комплект устройства входит бросовый стакан с кольцевым постоянным магнитом.

После окончания цементирования первой ступени сбрасывается стакан с

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

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; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.2; ка фиг.5 — стакан с постоянным магнитом.

Устройство содержит корпус 1 из немагниткого материала, кожух 2, образующие между собой кольцевую полость 3 и выполненные (каждая из них соответственно) с циркуляцион ными отверстиями 4 и 5.. В кольцевой полости 3 помещена втулка 6 с цир. куляционньпы отверстиями 7. Корпус

1 против кольцевой полости 3 выполнен с разрядным каналом 8, перекрытым запорным элементом 9, сообщающий кольцевую полость над втулкой с внешним. пространством. Кроме того, кожух образует с корпусом дополнительную полость tO (герметичкую), в которой помещен электронньй узел управления запорным элементом 9, При этом основная кольцевая полость

3 (надвтулочная часть) заполнена флюидом, например маслом для гидравлических цилиндров, под давлением, магнитом, который, проходя через корпус 1, замыкает МУГК. Сигнал с

МУГК поступает на схему управления.

Исполнительный механизм открывает

33 9. Втулка 6 перемещается вверх, отверстия 7 совмещаются с отверстиями 4 и 5, а толкатель замыкает ДЭК и исполнительный механизм закрывает

ЗЭ 9. Втулка 6 останавливается. Через открытые отверстия 4 и 5 цементи руют вторую ступень. Затем сбрасывается второй стакан и открывается

ЗЭ 9, а втулка 6 перемещается вверх до упора и перекрывает отверстгя

4 и 5. 5 ил.

2 а втулка 6 подпружинека с помощью упругого элемента, например пружины

11. Кольцевую. полость 3 заполняют флюидом под давлением через клапан 12, 5 Электронный узел управления за порным элементом содержит магнитоуправляемый герметичный контакт (геркон) 13 для открытия запорного элемента разрядного канала 8, схему

14 управления, исполнительный ме-. ханизм. t5 источник 16 питания, дополнительный электрический контакт

t7 и толкатель 18 механизм@, следящего за движением втулки б, установленного с воэможностью. взаимодейст.вия с втулкок 6 и замыкания дополнительного электрического контакта 1,7 для закрытия запорного элемента 9 разрядного канала 8 при совмещении циркуляционных отверстий 7, 4 и 5, втулки 6, корпуса 1 и кожуха 2, В комплект устройства входит бросовый стакан t9 .с кольцевыы;постоян.— ным магнитоьг 20. В корпусе 1 выполнен осевой канал 21.

Устройство работает следующим образом.

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

Осуществляют спуск устройства в колонне обсадных труб, промывку сква- .

1472646 жины. Ввиду отсутствия деталей, уменьшакщих сечение внутреннего канала, цементирование первой ступени осуществляют с применением раз5 делительной пробки, что обеспечивает надежное разделение цементного раствора и продавочной жидкости и повышает качество цементирования. После окончания цементирования первой ступени и проверки герметичности обрат-. ного клапана (отсутствие перелива тампонажного раствора из эатрубного пространства) в колонну сбрасывается бросовый стакан 19 с кольцевым пос- 1„5 тоянным магнитом 20, который, проходя через корпус 1, замыкает контакты геркона 13 под действием магнитного ,поля постоянного магнита 20.

Работа запорного элемента 9 управ- 20 ляется исполнительным механизмом 15 по сигналу срабатывания геркона 13 и механизма, состоящего из электрического контакта 17, толкателя 18, который следит за совпадением цирку- 25 ляционных отверстий 4, 5 и 7.

Сигнал срабатывания с геркона 13 поступает на схему 14 управления исполнительным механизмом, который открывает запорный элемент 9. Жид- 30 кость под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11, вытекает из кольцевой полости 3 через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка 6 перемещается вверх, 35 циркуляционные отверстия 7 совмещаются с 4 и 5. В момент совмещения циркуляционных отверстий 4, 5 и 7 втулка 6 перемещает толкатель 18, который замыкает контакт 17. По сиг- 40 калу контакта 17 схема 14 управления подает команду на исполнительный механизм 15, запорный элемент 9 перекрывает разрядный канал 8, течение жидкости из кольцевой полости 3 45 прекращается, втулка 6 останавливается. Через открытые циркуляционные отверстия производится промывка скважины, а затем закачивание цементного раствора обратной циркуляцией в заколонное пространство (вторая

50 ступень) . После закачки расчетного количества тямпонажного раствора по окончании цементировании второй ступени сбрасывается второй канал

19 с кольцевым постоянным магнитом

20. Сигнал срабатывания с геркона

13 поступает на схему 14 управления, исполнительный механизм 15 вновь открывает запорный элемент 9 и работа электронного узла на этом заканчивается. Жидкость иэ полости 3 под избыточным давлением, создаваемым упругим элементом 11„ вытекает через разрядный канал 8 в заколонное пространство. Втулка 6 перемещается вверх до упора, циркуляционные отверстия

4 и 5 герметично перекрываются.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с осевым каналом и кожух, образующие между собой кольцевую полость и выполненные с циркуляционными отверстиями, подпружине иную о т но си тел ь но к ор пу са в тулку с циркуляционными отверстиями расположенную в кольцевой полости, надвтулочная часть которой заполнена фщюидом под давлением, выполненный в корпусе разрядный канал с запорным элементом, сообщающий кольцевую IIo лость над втулкой с внешним пространством, и электронный узел управления запорным элементом с исполнительным механизмом, размещенный в дополнительной кольцевой полости корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надех-,ности работы, оно снабжено бросовым стаканом с кольцевым постоянным магнитом и включенным в схему управления исполнительным механизмом магнитоуправляемьвг. герметичным контактом для открытия, запорного элемента разрядного канала и. дополнительным. электрическим контактом с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с втулкой и замыкания донолнительного электрического контакта для закрытия запорного элемента разрядного канала при совмещении циркуляционных отверстий втулки, кожуха и корпуса, причем последний выполнен из немагнитного материала, 1472646 б — б обернуто

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1688/35

ВНИИПИ Государственного

113035, Составитель П.Фролов

Техред Л.Олийнык, Корректор С.Черни

Тираж 514 Подписное, комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5