Устройство для цементирования обсадной колонны

 

Использование : при цементированй и скважин. Обеспечивает возможность размещения фильтра в зоне цементирования . Сущность изобретения: устройство включает полый корпус. В нем выполнен фильтр с цементировочными отверстиями . В корпусе размещены патрубок и продавочная пробка. Снизу к фильтру подсоединен башмачный патрубок . Он выполнен с башмаком. Патрубок выполнен с верхним и нижним герметизирующими фланцами. В верхней его части выполнена кольцевая проточка. Она выполнена под верхний герметизирующий фланец. Корпус выполнен с концевыми верхним и нижним упорами. На них размещены кольцевые уплотнения. Между упорами выполнена кольцевая проточка. В кольцевой проточке размещен фиксатор. Продавочная пробка выполнена с наконечником. Он имеет фиксирующие элементы. Они выполнены с возможностью герметичной фиксации наконечника в отверстии верхнего фланца. Верхний фланец зафиксирован срезным элементом в корпусе. Он зафиксирован выше фильтра. Нижний фланец герметично поджат к нижнему кольцевом у упору корпуса. Патрубок установлен с возможностью осевого перемещения в башмачный патрубок и посадкой верхнего фланца на верхний кольцевой упор корпуса. При этом обеспечивается размещение фиксаторов корпуса в кольцевой проточке патрубка. Цементировочные отверстия выполнены в башмаке патрубка. При этом башмачный патрубок выполнен в виде телескопических секций. Каждая из последующих его секций прикреплена к наружной. Это крепление выполнено в виде срезных штифтов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 00 ю о 00 VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (г1) 4748г49/03 (22) 31.07.89 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) И.Ç.Янгирова (56) 1. Авторское свидетельство СССР

H 613082, кл. E 21 В 33/13, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

H 1425303, кл. E 21 В 33/14; 1988.

3. Авторское свидетельство СССР и 785462, кл. Е 21 В 33/13, 1980.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ (57) Использование: при цементировании скважин. Обеспечивает возможность размещения фильтра в зоне цементирования. Сущность изобретения: устройство включает полый корпус. В нем выполнен фильтр с цементировочными отверстиями. В корпусе размещены патрубок и продавочная пробка. Снизу к фильтру подсоединен башмачный патрубок. Он выполнен с башмаком. Патрубок выполнен с верхним и нижним герметизирующими фланцами. В верхней его части выполнена кольцевая проточка.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при цементировании обсадных колонн,.а также при изоляции эон поглощения промывочного раствора в процессе бурения скважин.

„„Я „„1819987 А1

Она выполнена под верхний герметиэирующий фланец. Корпус выполнен с концевыми верхним и нижним упорами. На них размещены кольцевые уплотнения.

Между упорами выполнена кольцевая проточка. В кольцевой проточке размещен фиксатор. Продавочная пробка выполнена с наконечником. Он имеет фиксирующие элементы. Они выполнены с возможностью герметичной фиксации наконечника в отверстии верхнего фланца. Верхний фланец зафиксирован срезным элементом в корпусе. Он зафиксирован выше фильтра. Нижний фпанец герметично поджат к нижнему кольцевому упору корпуса. Патрубок установлен с возможностью осевого переме- З щения в башмачный патрубок и посадкой верхнего фланца на верхний кольцевой упор корпуса. При этом обеспечивается размещение фиксаторов корпуса в кольцевой проточке патрубка. Цементировочные отверстия выполнены в башмаке патрубка. При этом башмачный пат- . а рубок выполнен в виде телескопических : Qp секций. Каждая из последующих его секций прикреплена к наружной. Это 0 крепление выполнено в виде среэных штифтов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известны устройства для цементирования скважин, позволяющие повысить качество изоляции пластов путем отбора отфильтрованной жидкой фазы тампонажного раствора внутрь колонны заливочных труб (1 и 2).

1819987

Недостатками этих, устройств являются охват небольшой зоны цементирования из-за малой поверхности фильтра и инертность ввода устройства в действие из-за невозможности быстрого сбрасывания давления, Наиболее близким к изобретению является устройство, включающее корпус, полость которого сообщается его сква- 0 жинным пространством, разделительную пробку и фильтр, размещенный в нижней части корпуса, патрубок с разрушаемой мембраной, толкатель и перепускной патрубок (в варианте исполне- 5 ния) (3) .

Недостатком данного устройства является то, что фильтр находится ниже зоны цементирования, поэтому зона максимального упрочнения тампонажного камня находится только в самой нижней части цементируемого интервала, .а замена цементировочных отверстий над фильтром на перепускной патрубок ведет к значительным потерям давления 25 при значительной длине и малом диаметре шерепускного патрубка.

Целью изобретения является обеспечение возможности размещения фильтра в зоне цементирования. 30

Цель достигается тем, что устрой, ство снабжено башмачным пэтрубком с башмаком, подсоединенным соосно снизу к фильтру, патрубок выполнен с верхним и нижним герметизирующими фланцами и кольцевой проточкой в верхней части под верхним герметизирующим фланцем, корпус выполнен с кольцевыми верхним и нижним упорами с размещенными на них кольцевыми уп- 40 лотнителями и кольцевой проточкой между упорами с размещенным в ней фиксатором, а продавочная пробка вы" полнена с наконечником с фиксирующими элементами, выполненными с возможностью герметичной фиксации наконечника в отверстии верхнего фланца, причем верхний фланец зафиксирован срезным элементом в корпусе выше фильтра, нижний фланец герметично поджат к .нижнему кольцевому упору корпуса, патрубок установлен с возможностью осевого перемещения вниз в башмачный патрубок с посадкой верх него Фланца на верхний кольцевой упор корпуса и размещением фиксатора корпуса в кольцввой проточке патрубка, а цементировочные отверстия выполнены в башмаке.

Сопоставительный анализ с прототипом и с другими техническими решениями показывает, что устройство отличается наличием новых признаков: патрубок, перекрывающий фильтр, имеет на обоих концах герметизирующие фланцы, фланец на верхнем конце патрубка прикреплен к корпусу на срезных штифтах.

Патрубок может быть выполнен в виде телескопически вставленных друг в друга патрубков (секций), каждый последующий из которых прикреплен к наружному на срезных штифтах. Эти признаки обеспечивают соответствие предлагаемого устройства критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 схематично показан продольный разрез устройства в момент завершения процесса цементирования; на фиг. 2 - вид устройства после открывания фильтра; на фиг. 3 и 4 - то же, в варианте выполнения патрубка .в виде телескопически выдвижных секций.

На корпусе 1 с соединительными ниппелями 2 и перфорированной стенкой 3 (или несущими планками) размещен фильтр 4. Патрубок 5 в верхней части имеет фланец 6, который на срезных штифтах 7 прикреплен к корпусу 1. Ниже фланца 6 на наружной поверхности патрубка 5 имеется кольцевая проточка 8 под пружинный фиксатор. В кольцевой проточке 9 корпуса

1 размещен пружинный фиксатор 10. фланец 11 на нижнем конце патрубка

5 герметизирует упор А корпуса посредством кольцевого уплотнителя 12.

Ниже фильтра 4 внутренняя поверхность корпуса образует кольцевой упор Б с размещенным на нем кольцевым уплотнителем 13 для посадки фланца 6. Корпус 1 непосредст.венно под фильтром соосно соединен башмачным патрубком

14 с башмаком 15. Цементировочная пробка 16 имеет наконечник 17, снабженный фиксатором-защелкой 18 для фиксации пробки 16 к фланцу 6.

В варианте выполнения патрубка 5 в виде телескопически выдвижных секций 5, 5, 5® кольцевой фиксатор

10 удерживается выступами 19 в ниппеле 2, частично перекрывающими по высоте кольцевую проточку 9. Штифты

20 и 21 удерживают секции 5 " и 5 " на весу.

Работает устройство следующим образом.

5 18

Устройство без продавочной пробки опускают в скважину на обсадной колонне, В конце процесса продавлиаания тампонажного раствора продавочная пробка 16 садится на фланец 6, а . наконечник 17 входит в отверстие фланца.

Для беспрепятственного прохождения фиксатора-защелки, верхняя кромка отверстия фланца закруглена. Фиксатор-защелка 18 фиксирует пробку 16 к фланцу 6. Резиновый элемент пробки герметизирует полость патрубка 5.

По достижении расчетного давления штифты 7 срезаются. Патрубок 5 вместе с пробкой 16 уходит в башмачный патрубок 14 и фланец 6 садится на упор А корпуса 1. Патрубок 5 фиксируется в нижнем положении с помощью фиксатора 10, находящегося в кольцевой проточке 9. Кольцевой уплотнитель 13 герметизирует полость башмачного патрубка 14, предотвращая поступление тампонажного раствора в обсадную колонну.

При выполнении патрубка 5 в виде телескопически выдвижных секций при ударе кромки фланца 11 о кромку башмачной насадки 15 штифты 20 и 21 срезаются и кромка секций 5 разрушает выступы 19. Секция 5 фиксируется фиксатором 10.

По окончании процесса цементирования производят разгерметизацию устья для снижения давления во внутриколонном пространстве.

Из-за разности гидростатических давлений в колонне и затрубном пространстве происходит отфильтровывание жидкой фазы из тампонажного раствора

° в колонну. Избыток жидкости переливает из колонны, Частичное обезвоживание тампонажного раствора в ближайшей к фильтру зоне способствует повышению герметичности затрубного прост19987 ранстаа и несущей способности цементного кольца.

Формула и з о б р е т е н и я

1..Устройство для цементироаания обсадной колонны, включающее полый корпус с выполненным в нем фильтром

10 с цементировочными отверстиями, размещенный в корпусе патрубок и продавочную пробку, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения возможности размещения фильтра в зоне

15 цементирования, оно снабжено башмачным патрубком с башмаком, подсоединенным соосно снизу к фильтру, патрубок выполнен с верхним и нижним герметизирующими фланцами и кольце20 вой проточкой в верхней части под верхним герметизирующим фланцем, корпус выполнен с кольцевыми верхним и нижним упорами с размещенными на них кольцевыми уплотнениями и кольцевой

25 проточкой между упорами с размещенным в ней фиксатором, а продавочная проб- ка выполнена с наконечником с фиксирующими элементами, выполненными с возможностью герметичной фиксации наконечника в отверстии верхнего фланца, причем верхний Фланец зафиксирован срезным элементом в корпусе выше фильтра, нижний фланец герметично поджаг к нижнему кольцевому упору корпуса, патрубок установлен с возможностью осевого перемещения вниз в башмачный патрубок с посадкой верхнего фланца на верхний кольцевой упс р корпуса и размещением фиксаторов корпуса в кольцевой проточке патрубка, а цементировочные отверстия выполнены а башмаке.

2. Устройство по и. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что патрубок выполнен в виде телескопически выдвижных секций, каждая последующая из которых прикреплена к наружной на срезных нтифтах.

1819987

1819987

6

17

3 у/

М ф

Составитель И.Янгирова

Редактор Т.йрчикова Техрел М.Моргентал Корректор В.Петраш

Заказ 2011 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета

113035, Москва, Подписное по изобретениям и открытиям прй ГКНТ СССР

Ж-35, Раушская наб,, д. 4/g у

21, уФ

f3

Ю

1g

Ч

Производственно-издательский комбинат

"Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина, 101