Устройство для цементирования потайной колонны обратным способом

 

Изобретение относится к горной пром-ти и предназначено для крепления скважин. Цель - повышение эффективности спуска и качества цементирования потайной колонны. Для этого наклонные центрирующие планки жестко связаны между собой и размещены на наружной нижней части муфты с возможностью вращения. На муфте с возможностью вращения и осевого перемещения размещен корпус герметизатора. Верх муфты выполнен с перепускными отверстиями и имеет направляющий упор выше перепускных отверстий. Упор взаимодействует с внутренней поверхностью корпуса герметизатора и с торцовым упором направляющей воронки. Корпус герметизатора выполнен с направляющим упором, контактирующим с наружной поверхностью муфты, и образует с муфтой кольцевую полость, сообщенную перепускными отверстиями с полостью муфты. Направляющие упоры выполнены многоуровневыми, пространство между ними заполнено смазкой. Крайние уровни имеют систему герметизации, внутренние уровни, взаимодействующие торцовые и контактирующие поверхности выполнены в виде опор скольжения. Данное устр-во надежно герметизирует межколонное пространство. Использование данного устр-ва дает возможность повысить качество цементирования, используя расхаживание и вращение потайной колонны, а также турбулизацию потока цементного раствора наклонными планками. Это способствует наиболее полному замещению бурового раствора тампонажным в затрубном пространстве потайной колонны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4735283/03 (22) 10.07.89 (46) 23.07.91. Бюл. hh 27 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Н.А.Петров, Л.М.Левинсон и Л,А.Петрова (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 817217, кл. Е 21 В 33/14, 1979, Авторское свидетельство СССР

Q 1557314, кл. Е 21 В 33/14, 1988; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПОТАЙНОЙ КОЛОННЫ ОБРАТНЫМ

СПОСОБОМ (57) Изобретение относится к горно промти и предназначено для крепления скважин.

Цель — повышение эффективности спуска и качества цементирования потайной колонны. Для этого наклонные центрирующие планки жестко связаны между собой и размещены на наружной нижней части муфты с возможностью вращения. На муфте с возможностью вращения и осевого перемещения размещен корпус герметизатора. Верх муфты выполнен с перепускными отверстиями и имеет направляющий упор выше пеИзобретение относится к горной промышленности, а точнее к. креплению скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн.

Цель изобретения — повышение эффективности спуска и качества цементирования потайной колонны.

На чертеже изображено устройство, общий вид.... 0„„1665025 А1 репускных отверстий, Упор взаимодействует с внутренней поверхностью корпуса герметизатора и с торцовым упором направляющей воронки. Корпус герметизатора выполнен с направляющим упором, контактирующим с наружной поверхностью муфты, и образуют с муфтой кольцевую полость, сообщенную перепускными отверстиями с полостью муфты. Направляющие упоры выполнены многоуровневыми, пространство между ними заполнено смазкой.

Крайние уровни имеют систему герметизации. внутренние уровни, взаимодействующие торцовые и контактирующие поверхности выполнены в виде опор скольжения. Данное устр-во надежно герметизирует межколонное пространство..

Использование данного устр-ва дает возможность повысить качество цементирования, используя расхаживание и вращение потайной колонны, а также турбулизацию потока цементного раствора наклонными планками. Это способствует наиболее полному замещению бурового раствора тампонажным в затрубном пространстве потайной колонны. 1 ил, Устройство содержит совмещенные шпилькой 1 ниппель 2 и муфту 3 разъединителя с левой резьбой 4, сальниковыми уплотнениями 5, цементировочными 6 и циркуляционными 7 каналами, а также заглушку ниппеля 2 в виде патрубка 8 с перфорированным дном 9 и поршнем 10, зафиксированным срезным элементом 11.

На муфте 3 разъединителя закреплены, например, сваркой буртики12, между которы1665025

55 ми расположены наклонные цектрирующие планки 13, жестко связанные между собой обручами 14, скользящими по наружной поверхности муфты 3. Вверх муфты 3 разъединителя имеет перепускные отверстия 15 и выполнен с направляющим упором 16 выше перепускных отверстий, который входит в зацепление с подобным направляющим упором 17 корпуса 18 герметизатора. На наружной поверхности корпуса 18 герметизатора расположены чередующиеся с металлическими кольцами 19, уплотнительные элементы 20 с полусферической рабочей поверхностью, удерживаемые сверху направляющей воронкой 21. Уплотнительные элементы 20 имеют наружный диаметр несколько больше внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны 22, Длина корпуса 18 герметизатора и муфты 3 раъединителя подобраны так, чтобы ке допустить контакт торцового упора 23 . направляющей воронки 21 с направляющим упором 16 при дополнительном ходе потайной колонны 24 вверх в процессе спуска, э в случае контакта не допустить закрытие цементировочных каналов 8. Направляющие упоры 16 и 17 выполнены многоуровневыми, пространство между которыми заполнено смазкой 25. Крайние уровни 26 снабжены системой герметизации их съемных 27 и контактк ых уплотняющих 28 колец.

Внутренние уровни 29, взаимодействующие торцовые и контактирующие поверхности муфты 3, корпуса 18 и направляющей воронки 21 представляют опоры скольжения. К ниппелю 2 разъединителя присоединяется несущая колонна 30. Корпус 18 герметизатора образует с муфтой 3 кольцевую полость 31, сообщенную при перепускном отверстиями 15 с полостью муфты 3, Устройство для цемектирования потайной колонны обратным способом работает следующим образом.

В процессе спуска потайной колонны 24, уплотнительные элементы 20 герметизируют кольцевое пространство между потайной 24 и предыдущей 22 обсадными колоннами. Промывочная жидкость по цементировочным 6 и циркуляционным 7 каналам разъединителя перетекает из пространства ниже устройства в пространство выше устройства. Направляющий упор

16 муфты 3 входит в зацепление с направляющим упором 17 корпуса 18 и они вместе опускаются, Затем несущую колонну 30 подвешивают .нэ клиньях ротора. После наращивания очередной трубы колонну приподнимают для открытия клиньев. Поскольку имеет место трение уплотнительных элвмектов 20 о предыдущук обсадную

l

40 колонну 22, герметизатор относительно последней неподвижен, а направляющие упоры 16 и 17 муфты 3 и корпуса 18 из-за наличия смазки 25 скользят соответственно по внутренней поверхности корпуса 18 и наружной поверхности муфты 3: После этого оки совершают обратный путь, Промывочная жидкость, поступившая в полость 31 между корпусом 18 и муфтой 3, предупреждающая образование вакуума и увлечение за собой герметизатора. вытесняется через те же перепускные отверстия 15. Амортизирующий эффект перетока жидкости позволяет начать плавное движение герметизатора вниз. Перекосы верха потайной колонны в процессе спуска предупреждаются центрирующими планками 13.

В процессе цементирования, расхаживая нэ величину, не превышающую дополнительный ход в процессе спуска. и/или вращая несущую колонну 30 на поверхности, возвратно-поступательное и вращательное движение через разъединитель передается потайной колонне 24. Но в обоих случаях корпус 18 герметизатора и, следовательно, уплоткителькые элементы 20 также неподвижны. При вращении потайной колонны 24 возмо>кко вращение обручей 14 относительно муфты 3 в случае повышенного усилия сцепления центриру ющих планок 13 с предыдущей обсадной колонной 22, При вращении величина усилия среза шпильки 1 из-за трения потайной колонны 24 о стенки скважины и структурнореологических свойств бурового и тампонажного растворов не должна превы-. шать предельную. Повышению степени замещения промывочной жидкости цементным раствором способствует и наклонное расположение на муфте 3 планок

13, которые турбулизиру1от поток.

В процессе ОЗЦ потайную колонку 24 оставляют в покое, а по окончании твердакия цемента вращением вправо, срезая шпильку 1, отсоединяют ниппель 2 от муфты

3 и несущую колонну 30 поднимают ка паве рхность.

Технико-экономическая эффективность устройства для цементирования потайной колонны обратным способом заключается в значительном повышении надежности герметизации межколонного пространства за счет сохранения герметизирующих свойств уплотнительных элементов уменьшением общего хода и ограниченным лишь односторонним износом в процессе спуска потайной колонны. Кроме того, представляется воэможность повысить качество цементирования, используя расхаживакие и вращение потайной колонны, а также турбулиэацию

1665025 потока цементного раствора наклонными планками, тем самым способствуя наиболее полному замещению бурового раствора тампонажным в затрубном пространстве потайной колонны. 5

Формула изобретения

Устройство для цементирования потайной колонны обратным способом, включаю- 10 щее несущую колонну, заглушенный нипель и муфту разьединителя с цементировочными и циркуляционными каналами, установленный выше цементировочных каналов корпус герметизатора с уплотнительными 15 элементами, разделенными металлическими кольцами, и удерживаемые упором корпуса и торцовым упором направляющей воронки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности спуска и 20 качества цементирования потайной колон- . ны, оно снабжено наклонными центрирующими планками, жестко связанными между собой и размещенными на наружной поверхности нижней части муфты с возможностью вращения, корпус герметизатора размещен на муфте с возможностью вращения и осевого перемещения,. вверх муфты выполнен с перепускными отверстиями и снабжен направляющим упором выше перепускных отверстий, взаимодействующим с внутренней поверхностью корпуса герметизатора и торцевым упором направляющий воронки, а корпус герметизатора выполнен с направляющим упором, контактирующим с наружной поверхностью муфты. и образует с муфтой кольцевую полость, сообщенную перепускными отверстиями с полостью муфты, причем, направляющие упоры выполнены многоупровневыми, пространство между ними заполнено смазкой, крайние уровни имеют систему герметизации, а внутренние уровни, взаимодействующие торцевые и контактирующие поверхности выполенны в виде опор скольжения.