Устройство для обратного цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании обсадных колонн методом обратной циркуляции. Цель - расширение технологических возможностей устройства и повышение качества цементирования скважин. Устройство включает корпус (К) 1 с внутренней камерой 2 и боковыми каналами 10. Внутри К 1 размещена подвижная втулка (ПВ) 3 с радиальными каналами 4 и с подпружиненными пружинами 5 упорами 6, установленными с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью К 1. В нижней части ПВ 3 выполнено посадочное седло 6 под верхний и нижний шары. Посадочное седло размещено ниже радиальных каналов 4 на расстоянии, равном диаметру шаров, при этом диаметры шаров равны между собой и не превышают половины внутреннего диаметра К 1, причем нижний шар обладает положительной плавучестью в буровом растворе, а верхний шар - положительной плавучестью в цементном растворе. В нижней части К 1 установлены верхний 11 и нижний 12 ряды срезных элементов. На наружной поверхности ПВ 3 размещено стопорное пружинное кольцо 13, фиксирующее ПВ 3 в нижнем ее положении. Оно монтируется в нижней части обсадной колонны и вместе с ней опускается в скважину. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsiis Е 21 В 33/14

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4

О

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644025/03 (22) 30.01.89 (46) 15.08.91. Бюл. МЗО (71) Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского имститута геологии, геофизики и минерального сырья (72) В.Ф.Черныш (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 646034, кл. Е 21 В 33/14, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1357546, кл. Е 21 В 33/14, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании обсадных колонн методом обратной циркуляции. Цель — расширение технологических возможностей устройства и повышение качества цементирования скважин. Устройство включает корпус(К) 1 с внутрен йей камерой 2 и боковыми каналами

„,. Ж„„1670100 А1

10, Внутри К 1 размещена подвижная втулка (ПВ) 3 с радиальными каналами 4 и с подпружиненными пружинами 5 упорами 6, установленными с воэможностью взаимодействия с внутренней поверхностью К 1. В нижней части ПВ 3 выполнено посадочное седло под верхний и нижний шары. Посадочное седло размещено ниже радиальных каналов 4 на расстоянии, равном диаметру шаров, при этом диаметры шаров равны между собой и не превышают половины внутреннего диаметра К 1,причем нижний шар обладает положительной плавучестью в буровом растворе, а верхний шар — положительной плавучестью в цементном растворе. В нижней части К 1 установлены верхний 11 и нижний 12 ряды среэных элементов. На наружной поверхности ПВ 3 размещено стопорное пружинное кольцо

13. фиксирующее ПВ 3 в нижнем ее положении. Оно монтируется в нижней части обсадной колонны и вместе с ней опускается в скважину, 3 ил.

1670100

55

Изобретение относится к горнои промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и используется при цементировании обсадных колонн методом обратной циркуляции.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства и повышение качества цементирования.

На фиг.1 пр".дставлен продольный четвертной разрез устройства в положснии его элементов пр спуске устройства в скважину; на .лиг.2 — то же, в моменг посадки верхнего о ара B pîäBPI>KH) в улку; на фиг.3— то же, после okoH ýíèÿ ц..мpнтирования скважины.

Устройство включает полый корпус 1 с внутренней камерой 2, подвижную вгулку 3 с радиальными каналами 4 и с подпружиненными пружинами 5 упорами 6, установленными с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью коппуса

В подвижной втулке 3 вь:,голнено посадочное седло 7 под верхн и Я и ни,кний 9 шары. Посадочное седло размещено ниже радиальных каналов 4 на расстоянии, равном диаметру шаров, при этом диаметры шаров равны между собой и Hp, превышают половины внутреннего диаметр", корпуса, причем нижний шар 9 обладает положительной плавучестью в буровом растворе, а верхний шар 8 обладает положительной плавучестью в цементном растворе, В корпусе 1 выполнены боковые каналы 10 ниже внутренней камеры 2, а в нижней части корпуса.установлены верхние 11 и нижний 12 ряды срезных элементов. Усилие среза нижнего ряда 12 срезных элементов превышает усилие среза срезных элементов 11 верхнего ряда, В подвижной втулке 3 установлено стопорное пружинное кольцо 13, фиксирующее ее относительно корпуса в крайнем нижнем положении.

Устройство работает следующим образом.

При спуске обсадной колонны устройство собирается и фиксируется в положении, представленном на фиг,1, при котором оно работает как обратный клапан, допуская циркуляцию бурового. а при необходимости и цементного раствсра, в прямом направлении. Когда спуск колонны закончен и выполнена технологически необходимая промывка прямой циркуляцией, внутрь обсадной колонны гбрасывается верхний шар 8, имеющий с нижним шаром

9 одинаковый диаметр. С промывкой или под действием силы тяжести нижний шар 9 садится в подвижную втулку 3 на выступающие части упоров 6. Насосом создается внутри обсадной колонны некоторое избыФ

45 точное давление, достаточное для того, чтобы возникающим на нижнем конце подвижнои втулки 3 угилием разрушить срезной штифт 11. Подвижная втулка 3 при этом смещается вниз до упора с нижним рядом 12 срезных штифтов, а упоры 6 под действием пр жин 5 западают во внутреннюю камеру

2 kopnyca 1. B таком положении, представленном на фиг,2, возможна обратная циркуляция. Восходящим потоком внутри колонны оба шара вычгалкиваются внутрь корпуса обсадной колонны. Поскольку нижний шар.9 имеет плотность, меньшую, чем буровой раствор, он потоком поднимается на поверхность. Верхний шар 8 под действием скоростного напора выталкивается из устройства, но держится в потоке над ним.

При этом циркуляция чег ез устройство осуществляется по,внутреннему каналу подвижной втулки 3. Закачанный в затрубное пространство цементный раствор постепенно йриближается к месту установки устройства.

К моменту окончания цементирования сначала внутрь обсадной колонны поступает смесь, образующаяся при контакте цементного растрора с буровым. Она имеет меньшую плотност ь чем плотность нижнего шара 9, и поэтому он сохраняет способность тонуть в этой смеси. Когда внутрь ко loHHbl н чинает поступать достаточно чистый цеменгный раствор нижний шар 9 в нем

I3cплывает.

Внутрь обсадной колонны пропускают такое избыточное количество цементного раствора, которое необходил о для того, ч обы исключить ошибку в расч".ie потребного для цементирования количества цементного раствора. При этом руководс; вуются либо только объемным методом контроля. либо каким-либо другим, например по мече:- ной пачке жидкости, выходящей к моменту окончания цемен гирования на поверхность, или по давлению»а цементировочной головке и т.д.

Циркуляцию прекращают путем закрытия крана на цементировочной головке, затем насосом создают прямую циркуляцию.

Жидкость при этом движется в устройстве по подвижной втулке. При этом нижний шар

9 находится в таком разделяющем слое над устройством,где плотность жидкости равна плотности нижнего шара 9. Продавку в прямом направлении продолжают до тех пор, пока нижний шар 9 не сядет внутри подвижной втулки на посадочное седло 7. Циркуляция прекращается, что на поверхности отмечается по рос у давления внутри обсадной колонны. Это давление поднимают до расчетного, при котором разрушаются

Г!оеимушество устройства пепел известными состоит в том, что исключается некачественное завершение операции по цементированию по способу обратной циркуляции, оголение башмака, допуск больших цементных c" ãíêoo, необеспечение эа нижней частью обсадной колонны цемонгного кольца низкого качества. Управление процессом становится контролируемым, качество цементирования — высоким, а работа устройства обеспечивает требующуюся надежность.

Составитель H.Чепига

Редактор M.Áàíäóðà Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Заказ 2723 Тираж 349 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 среэные штифты 12. При этом подвижная втулка 3 перемещается нниэ до упора on внутренние выступы корпуса 1. Упоры 6 вдвигаются внутрь подвижной втулки 3. фиксируя нижний шар 9 8 подвижной втулке. При этом стопорное кольцо 13 раздвигается, западая во внутреннюю камеру корпуса 1, и фиксирует подви,кную втулку 3 в крайнем нижнем положении, Таким образом, устройство в конце цементирования полностью запирает проточный канал, препятствуя движению жидкости в прямом или обратном направлении.

Формула изобретения

Устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее полый корпус с внутренней камерой, подвижную

5 вгулку с радиальными каналами и с подпружиненными упорами, установленными с

».,>эможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса, нижний и верхний шары, посадочное седло под шары, 10 выпглненное в подвижной втулке, верхний и нижний ряды срезных элементов, установлен ые в нижней части корпуса, и стопорное пружинное кольцо подвижной втулки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью t5 расширения технологических возможностей устройства и повышения качества цементирояания, корпус выполнен с боковыми каналами ниже внутренней камеры. посадочное седло размещено ниже ра20 диальных каналов подвижной втулки на расстоянии. равном диаметру шаров, при этом диаметры шаров между собой и не превышают половины внутреннего диаметра орпуса, причем нижний шар обладает поло25 жительной плавучестью в буровом растворе, л верхний шар — в.цементом растворе.