Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования. Целью изобретения является повышение надежности муфты ступенчатого цементирования за счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне. Муфта содержит корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку 4, установленную в осевом канале корпуса, управляющий контейнер 5 в виде стакана, эластичный уплотнительный элемент, перекрывающую пробку и упорный элемент. Цель достигается тем, что стенки стакана выполнены сплошными и имеют нагрузочные отверстия, уплотнительный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера ниже нагрузочных отверстий и закрывающей последние верхними свободными концами, а в месте закрепления манжеты на наружной поверхности контейнера установлена пружинная разрезная втулка, охватывающая манжету верхними свободными концами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4035966/63 (22) 06.03.86 (46) 07.08,91. Бюл. % 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) К,А. Шевченко, В.В. Сережников и А.Ф, Коваль (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1090852, кл. Е 21 В 33/14, 1982. (54) МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИ РОВАНИЯ ОБ САД Н ЫХ КОЛОН Н (57) Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования. Целью изобретения является повышение надежности работы муфты ступенчатого цементирования за счет исключения зависания

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для их ступенчатого цементирования.

Целью изобретения является повышеwe надежности работы муфты за счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне, На фиг. 1 показан контейнер муфты в исходном положении; на фиг. 2 — то же, в момент окончания цементирования второй ступени, после захода в контейнер цементировочной пробки, Муфта содержит корпус 1 и кожух 2 с циркуляционными отверстиями 3, посадочную втулку 4, установленную в осевом канале корпуса 1, управляющий контейнер

5 в виде стакана со сплошными стенками,. в которых выполнены циркуляционные от„„. Ж„„1668635 Al контейнера в обсадной колонне. Муфта содержит корпус и кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом канале корпуса, управляющий контейнер . в виде ста.кана, эластичный уплотнительный элемент, перекрывающую пробку и упорный элемент. Цель достигается тем, что стенки стакана выполнены сплошными и имеют нагрузочные отверстия, уплотнительный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера ниже нагрузочных отверстий и закрывающей последние верхними свободными концами, а в месте закрепления манжеты на наружной поверхности контейнера установлена пружинная разрезная втулка, охватывающая манжету верхними свободными концами. 2 ил, верстия 6 и нагрузочные отверстия 7, элаЪ стичный уплотнительный элемент 8 в виде О" манжеты, закрепленной нижними концами О на наружной поверхности контейнера 5 (ф ниже нагрузочных отверстий 7 и закрыва- О ющей последние верхними свободными () концами, пружинную разрезную втулку 9, (Л установленную на наружной поверхности контейнера в месте закрепления манжеты и охватывающую последнюю свободными верхними концами, перекрывающую цементировочную пробку 10 и упорный элемент 11.

Муфта работает следующим образом.

После окончания цементирования первой ступени с использованием цементировочной пробки и открытия циркуляционных отверстий 3 корпуса 1 и кожуха 2 муфты

1668635 закалкой промывочной жидкости удаляют излишки тампонажного раствора, поднявшегося выше муфты, В процессе закалки в обсадную колонну сбрасывают контейнер 5, который под давлением собственного веса 5 и энергии потока промывочной жидкости движется вниз по обсадной колонне до посадки на седло посадочной втулки 4. При этом осевой канал устройства перекрывается, а циркуляция промывочной жидкости 10 осуществляется через отверстия 3, Далее приступают к цементированик> второй ступени, После закачки расчетного объема тампонажного раствора в колонну бросают пробку 10. В момент окончания 15 продувки тампонажного раствора проб а

10 заходит в контейнер 5 и перекрывает осевой канал контейнера выше циркуляционных отверстий 6. При этом происходит следующее, 20

Весь поток продавочной жидкости после посадки пробки устремляется в кольцевой зазор между контейнером 5 и корпусом

1 муфты, В результате, внезапного уменьшения сечения потока в,этой зоне скорость 25 потока резко увеличивается, а давление падает. В осевом канале контейнера выше перекрывающей пробки происходит обратное явление: скорость потока падает до нуля, а давление резко увеличивается, 30

Таким образом, в зоне нагрузочных отверстий возникает перепад давлений между внутренней полостью контейнера и зазором между контейнером и корпусом муфты. Этот перепад давлений воздейству- 35 ет на эластичный уплотнительный элемент

8 и разрезную втулку 9. Когда сила, возникающая вследствие разности давлений в зоне нагрузочных отверстий 7, станет больше сил упругости эластичного элемен- 40 та 8 и разрезной втулки 9, произойдет их раэжатие до касания внутренней поверхности муфты (фиг, 2), Этот момент характеризуется резким повышением давления в колонне.

Давление в колонне продолжают повышать до расчетного значения, что приводит к срезу фиксирующих элементов муфты и ее закрытию. После закрытия муфты управляющий контейнер 5 в распакерованном состоянии перемещается по осевому каналу муфты и выходит из нее. При этом втулка 9 защищает уплотнительный элемент 8 от порыва.

Когда давление выше муфты и ниже ее выравнивается, уплотнительный элемент 8 и разрезная втулка 9 под действием сил упругости возвращаются в исходное положение, контейнер 5 с посадочной втулкой 4 свободно падают на забой скважины, Формула изобретения

Муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающая корпус с циркуляционными отверстиями, кожух с циркуляционными отверстиями, посадочную втулку, установленную в осевом канале корпуса, контейнер с циркуляционными отверстиями, эластичный уплотнительный элемент, перекрывающую пробку и упорныйэлемент, отличающаяся тем,что, с целью повышения надежности работы за счет исключения зависания контейнера в обсадной колонне, стенки стакана выполнены сплошными и имеют нагрузочные отверстия, уплотнительный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной нижними концами на наружной поверхности контейнера ниже нагрузочных отверстий и закрывающей последние верхними свободными концами, причем на наружной поверхности контейнера в месте закрепления манжеты установлена пружинная разрезная втулка, охватывающая манжету свободными верхними концами.

1668635

Составитель Б. Фалалеев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Q,Кравцова

Редактор О.Хрипта

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

Заказ 2638 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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