Устройство для цементирования скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании обсадных колонн Цель изобретения -упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства Устройство включает корпус 1 внутри которого установлен диск (Д)2 с осевым каналом (ОК) 3 и втулка перекрыватель (В-П) В Д 2 выполнены радиальное отверстие 5 и переферииный канал 6 Канал 6 гидравлически соединяет пространство над Д 2 с отверстием 5 В отверстии 5 установлена В-П, выполненная в виде прямоугольной пластины и подпружиненная относительно корпуса 1 пружиной 7 Внутри отверстия 5 установлен ограничитель 8 перемещения В-П выполненный в виде выступа. ОК 3 имеет прямоугольную форму Со стороны ОК 3 может 2 иметь Т о6разн ю форму а гам ОК Т мочет выполняться со ГКРОЧНЫМИ пп юм г нл боко вой поверхности гтршл( ТР vr Т шлппитют в башмаке огаднои колонны которую опускают вгкпа+ину до прггктнои глубины и приступают У пкэчке цементного растгора Пои циркуляции жидкости чрр лт ОК 3 давление в нем зависит от скорости движения жидкости Это давление дещтпует че рез ОН 3 на боковую поверхио ть В-П установленную внутри Д Г другпи стороны В-П через кчнзл 6 действует дтвлсние равное давлению над Д 2 При скорости движения цементного раствора в цем нтирования разность даглении компенсируют жесткостью пружины 7 При увеличении скорости движения цементного раствора за счет гравитационных сил скоро сть дви-кения жидкости через ОК 3 урличи вается и В П смещается влево за счет превышения давления на В-П со стороны канала 6 Таким путем уменьшается скорость дви-кения жидкости и R-П возвращается в исходное положение вследствие чего автоматически регулируется тощадь ОК 3 и скорость движенца раствора что предупреждает разрыв сплошности потока цемен тного раствора а такч-е позволяет проводить процесс закачки и продавливани цементного раствора с меньшим давлени( л 2 з п ф-лы 2 ил е о 00 3 о N0

СО!ОЗ СОВЕ1СКИХ

ООЦИЛЛИСГИЧГСКИХ

РЕСПУГЛИК (51)5 Б 21 В 33/14

ГОСУДАРС ГГЗГННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ I KHT CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Q0

«4

«4

О! З

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673456/03 (22) 04.04.89 (46) 30.10.91, Бюл. ¹ 40 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В.Г.Ясов, M.À.Ìûñëþê, В.В,Ткачук и

Л, В.Ясова (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 151 4910, кл. Е 21 В 33/14, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементи-. ровании обсадных колонн, Цель изобретения -упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.

Устройство включает корпус 1, внутри которого установлен диск (Д) 2 с осевым каналом (ОК) 3 и втулка-перекрыватель (В-П). В Д 2 выполнены радиальное отверстие 5 и переферийный канал б, Канал б гидравлически соединяет пространство над Д 2 с отверстием 5. В отверстии 5 установлена В-П, выполненная в виде прямоугольной пластины и подпружиненная относительно корпуса 1 пружиной 7, Внутри отверстия 5 установлен ограничитель 8 перемещения В-П, выполненный в виде выступа. ОК 3 имеет прямоугольную форму. Со стороны ОК 3 может

„„SU „„1687769 А1 иметь T-образную форму, а сал ОК 3 может выполняться со сквозными пазом 9 на боковой поверхности. Устройство устанавливают в башл1аке осадной колонны, которую опускают в скважину до проектной глубины, и приступают к закачке цементного раствора. При циркуляции жидкости через ОК 3 давление в нем зависит от скорости движения жидкости. Это давление действует через OK 3 на бокову1о поверхность В-П, установленную внутри Д 2. С другой стороны В-П через канал б действует давление, равное давлению н1д Д 2. При скорости движения цел1ентного раствора в начале цел1ентирования разность давлений компенсируют жесткостью пружины 7. При увеличении скорости движения цементного раствора за счет гравитационных сил скорость движения жидкости через ОК 3 увеличивается и В-П смещается влево за счет превышения давления на В-П со стороны канала б. Таким путем уменьшается скорость движения жидкости, и В-П возвращается в исходное положение, вследствие чего автоматически регулируется площадь ОК 3 и скорость движения раствора, что предупреждает разрьгв сплошности потока цементного раствора, а также позволяет проводить процесс закачки и продавливани цементного раствора с меньшим давленис.и. 2 з.п.ф-лы, 2 ил, 1687769

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей,и может использоваться при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения-упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.

На фиг.1 представлено устройство продольный разрез; на фиг.2-сечение А-А на фиг.1.

Устройство включает полый корпус 1, внутри которого установлены диск 2 с осевым каналам 3 и втулка-перекрывател!ь 4.

Осевой канал 3 диска 2 имеет прямоугольную форму. Диск 3 выполнен с радиальным отверстием 5 и периферийным каналовл 6, гидравлически соединяющим пространство над диском 2 с радиальным отверстием.5, Втулка-перекрыватель 4 выполнена в виде прямоугольной пластины и установлена в радиальном отверстии 5. Она подпружинена относительно корпуса 1 пружиной 7 и взаимодействует с ограничит"лем 8 перемещения, выполненным в виде выступа в ра-. диальном отверстии 5 диска 2.

Втулка-перекры ватель 4 со стороны осевого канала 3 может иметь Т-образную форму, что позволяет увеличить силу давления жидкости на нее.

Кроме того, для предотвращения возможности полного прекращения движения жидкости внутри колонны боковая поверхность осевого канала может быть выполнена со сквозным пазом 9, Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают в башмаке обсадной колонны, которую спускают в скважину да проектной глубины, и после проведения подготовительных работ приступают к закачке цементного раствора.

Двигаясь внутри обсадной колонны, цементный раствор проходит через осевой канал

3. При этом давление в осевом канале 3 согласно закону Бернулли зависит от скорости движения жидкаст!л в этом сечении.

Давление действует на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4 со стороны осевого канала 3. На противоположную ей боковую поверхность со стороны периферийного канала 6 действует давление, величина которого определяется давлением внутри обсадной колонны выше диска 2.

При скорости движения цементного раствора в начале цементиравания разность давлений, действующих на боковые поверхности перекрывàTeëя 4, компенсируется жесткостью пружины 7, и втулка-перекрыватель 4 остается в исходном положении.

10

Однако наступает маме!<т. ка!д;! за счет гравитационных сил, вызванных разностью плотностей цементного и бурового растворов в колонне и затрубье, происходит разрыв сплашности потока цетлентного раствора, и скорость его движения внутри обсадной колонны увеличивается. Соответственно увеличивается скорость движения жидкости в осевом канале 3, что согласно закону Бернулли приводит к уменьшению давления и, соответственно, силы, действующей внутри осевого канала 3 на его боковые поверхности, в том числе и на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4. Поскольку сила, действующая на боковую поверхность втулки-перекрывателя 4 со стороны периферийного канала 6, увеличивается за счет увеличения потерь давления в осевом канале 3, то это приводит к перемещению втулки-перекрывателя 4 в осевой канал 3 и уменьшению его сечения. Величина выдвижения втулки-перекрывателя 4 и, следовательно, сечения осевого канала 3 будет зависеть от увеличения скорости движения жидкости в местном сопротивлении.

Уменьшение сечения осевого канала 3 приводит к уменьшению скорости движения цементного раствора в колонне и выравниванию давлений, действующих в осевом 3 и периферийном 6 каналах. При этом происходит перемещение втулки-перекрывателя

4 в исходное положение под действием пружины 7 и, следовательно, увеличиваются сечение осевого канала 3 и скорость движения цементного раствора. Горизонтальное перемещение втулки-перекрывателя 4 вправо больше допустимого предотвращает. ограничитель 8 перемещения втулки-перекрывателя 4.

Данный циклический процесс продолжается до момента стабилизации скорости движения цементного раствора и продавочной жидкости внутри обсадной колонны.

Снижение расхода жидкости в момент увеличения скорости ее движения. внутри обсадной колонны позволяет предотвратить разрыв сплошности потока цементного раствора.

Жесткость пружины 7, площади боковых поверхностей втулки-перекрывателя 4 и сечение осевого канала 3 в каждом конкретном случае выбирают такими, чтобы добиться оптимальной скорости движения жидкости и предотвратить разрыв сплошности потока цементного раствора.

Постоянно изменяющаяся площадь осевого канала 3 позволяет предотвратить разрыв сплошности потока цементг!ого раствора, а также проводить процесс закачки

1687769

Составитель Н.Чепига

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор Т.Колб

Заказ 3686 Тираж 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 и продэвки цементного раствора с меньшим давлением и большей r:êoðîñòüþ, а применение местного сопрот ивления с дросселирующей втулкой-перекрывателем упрощает конструкцию устройства и облегчает выбор 5 параметров и размеров его узлов.

Формула изобретения

1, Устройство для цементирования скважин, включающее полый корпус, 10 внутри которого установлены диск с осевым каналом и втулка- перекрыватель; о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, оно снабжено ограничителем пе-. 15 ремещения втулки-перекрывателя, при этом осевой канал диска имеет прямоугольную форму, диск выполнен с радиэльнь м отверстием и периферийным каналом, гидравлически соединяющим пространство над диском с радиальным отверстием, э втулка-перекрыватель-в виде прямоугольной пластины, установленной в радиальном отверстии и подпружиненной относительно корпуса, а ограничитель перемещения втулки перекрывателя выполнен в виде выступа в радиальном отверстии диска.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка-перекрыватель со стороны осевого канала диска имеет Т-образную форму.

3. Устройство и и. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что боковая поверхность осевого канала выполнена со сквозным пазом.