Муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны

 

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадной колонны. Обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и облегчение изготовления муфты. Муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны включает корпус с радиальными отверстиями, размещенную внутри корпуса закрывающую цилиндрическую втулку с посадочным седлом для разделительной пробки, стопорное устройство для фиксации втулки от вращения и устройство для фиксации втулки в верхнем положении и фиксации ее посадочного седла от вращения. Муфта имеет пробки, закрывающие радиальные отверстия корпуса с возможностью выхода из этих отверстий от давления. Стопорное устройство для фиксации втулки от вращения выполнено в виде эксцентричного цилиндрического посадочного гнезда в корпусе ниже радиальных отверстий и части втулки, выполненной эксцентричной и входящей в нижнем положении в посадочное гнездо корпуса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадных колонн.

Известны муфты для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающие составной корпус с радиальными отверстиями и втулки-заслонки с посадочными седлами для цементировочных пробок (патенты РФ 2047734, 2047735, 2054526, а. с. СССР 876963, 896236, 962586, 994690, 1565127, 1803535, кл. E 21 B 33/14). Они сложны по конструкции, ненадежны в работе и уменьшают проходной канал обсадной колонны.

Наиболее близкой к предлагаемой является муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая корпус с радиальными отверстиями, размещенную внутри корпуса закрывающую втулку с посадочным седлом для разделительной пробки или шара и стопорные устройства (а.с. СССР 962586, кл. E 21 B 33/14 "Муфта для ступенчатого цементирования скважин", авторы В.Г.Ясов, Н. И.Оринчак, Б.И.Навроцкий, Т.Г.Головатый, опубл. 30.09.82 г, бюл. N 36).

Недостатком известной муфты является наличие стопорных устройств в виде шлицевых соединений и в виде срезных штифтов, проходящих через корпус. Шлицевые соединения усложняют конструкцию и затрудняют изготовление муфты. Проходящие через корпус срезные штифты создают опасность нарушения герметичности муфты и вызывают необходимость применения дополнительных уплотнительных элементов.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и облегчение изготовления муфты. Достигается это тем, что муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая корпус с радиальными отверстиями, размещенную внутри корпуса закрывающую цилиндрическую втулку с посадочным седлом для разделительной пробки, стопорное устройство для фиксации втулки от вращения и устройство для фиксации втулки в верхнем положении и фиксации ее посадочного седла от вращения, снабжена пробками, закрывающими радиальные отверстия с возможностью выхода из этих отверстий от давления, а стопорное устройство для фиксации втулки от вращения выполнено в виде эксцентричного цилиндрического посадочного гнезда в корпусе ниже радиальных отверстий и части втулки, выполненной эксцентричной и входящей в нижнем положении в посадочное гнездо корпуса.

Поставленная задача решается также тем, что устройство для фиксации втулки в верхнем положении и фиксации седла от вращения выполнено в виде кольца, охватывающего верхнюю часть втулки и прикрепленного к ней и к седлу срезными штифтами.

На чертеже изображена муфта в исходном положении без разделительной пробки.

Муфта включает корпус 1 с радиальными циркуляционными отверстиями 2. Внутри корпуса выше радиальных отверстий установлена закрывающая втулка 3 с уплотнительными кольцами 4. К верхнему концу втулки 3 прикреплены посредством срезных штифтов 5 упорное кольцо 6 и посадочное седло 7 для разделительной пробки. Радиальные отверстия 2 закрыты пробками 8, которые уплотнены резиновыми кольцами 9 и прикреплены к корпусу калиброванными разрывными винтами 10. Нижняя часть А втулки 3 выполнена в виде эксцентричного цилиндра, а внутри корпуса 1 ниже радиальных отверстий 2 выполнено эксцентричное цилиндрическое гнездо Б для нижней части А втулки 3.

Муфта работает следующим образом.

В положении, показанном на чертеже, она устанавливается составным элементом обсадной колонны на требуемой глубине. В скважину закачивается цементный раствор первой ступени и продавливается с использованием эластичной разделительной пробки. Эластичная пробка проходит через втулку 3 с седлом 7, оставляя их в верхнем положении.

При посадке эластичной пробки на кольцо "стоп", установленное на нижнем конце обсадной колонны, под действием возросшего давления пробки 8 выходят из отверстий корпуса, разрывая винты 10. Открытие радиальных отверстий корпуса отмечается резким падением давления в обсадной колонне.

Через открытые радиальные отверстия муфты производят смывку излишнего цементного раствора первой ступени, периодическую промывку скважины выше муфты до затвердения цементного раствора ниже нее. Затем закачивают цементный раствор второй ступени, пускают разделительную пробку известной конструкции с металлическим наконечником и продавливают ее по обсадной колонне. После посадки разделительной пробки на седло 7 и повышения давления в трубах срезаются штифты 5, втулка 3 с седлом 7 продвигается вниз, закрывая радиальные отверстия корпуса. При этом втулка 3 нижней эксцентричной частью А входит в эксцентричное гнездо Б корпуса и фиксируется от вращения.

Герметичность закрытия муфты проверяют путем снятия давления в обсадной колонне или создания избыточного давления в ней.

Разделительная пробка и посадочное седло 7 разбуриваются. При этом проворачивание пробки относительно седла предотвращается за счет клинового эффекта, проворачивание седла относительно втулки 3 - оставшимися частями штифтов 5.

Таким образом, предлагаемая муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны имеет простую конструкцию, обеспечивает надежное открытие и закрытие циркуляционных отверстий и быстрое разбуривание посадочного седла и пробки без нарушения герметичности обсадной колонны.

Формула изобретения

1. Муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая корпус с радиальными отверстиями, размещенную внутри корпуса закрывающую цилиндрическую втулку с посадочным седлом для разделительной пробки, стопорное устройство для фиксации втулки от вращения и устройство для фиксации втулки в верхнем положении и фиксации ее посадочного седла от вращения, отличающаяся тем, что она снабжена пробками, закрывающими радиальные отверстия корпуса с возможностью выхода из этих отверстий от давления, а стопорное устройство для фиксации втулки от вращения выполнено в виде эксцентричного цилиндрического посадочного гнезда в корпусе ниже радиальных отверстий и части втулки, выполненной эксцентричной и входящей в нижнем положении в посадочное гнездо корпуса.

2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что устройство для фиксации втулки в верхнем положении и фиксации седла от вращения выполнено в виде кольца, охватывающего верхнюю часть втулки и прикрепленного к ней и к седлу срезными штифтами.

РИСУНКИ

Рисунок 1