Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ступенчатого цементирования обсадных колонн в скважинах. Технический результат - возможность освобождения канала устройства без разбуривания. Устройство включает корпус с отверстиями. С корпусом связаны втулки срезными элементами. В осевом канале корпуса установлен ствол с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом ствола. Ствол выполнен со ступенчатой расточкой. В ней последовательно размещены посадочная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджатая гайкой, и гильза с верхней цангой с лепестками. Их головки размещены внутри кольцевого выступа посадочной втулки. Имеется нижняя цанга с лепестками и посадочный клапан в виде стакана с седлом в осевом канале. Стакан установлен в осевом канале гильзы с возможностью опоры на кольцевой выступ лепестков нижней цанги. Имеется ступенчатая шторка с внешним кольцевым выступом, снабженным посадочным седлом, установленная внутри стакана с возможностью взаимодействия с головками лепестков верхней цанги. В кольцевой камере размещен механизм посадки в виде кольцевой втулки и полого штока. На нижнем конце штока размещен разжимной конус с ограничительным кольцом. Ствол снабжен гайкой с экструзивной шайбой и пакетом уплотнительных манжет. В стакане выполнены перепускные отверстия, совмещенные с отверстиями в теле гильзы и циркуляционными отверстиями в стволе. Кольцевая камера гидравлически связана радиальными отверстиями в корпусе с межтрубным пространством скважины. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ступенчатого цементирования обсадных колонн в скважинах.

Известно устройство для заканчивания скважин (см. а.с. №1186786, М., кл. Е21В 33/14, опубл. 23.10.85, бюл. №39).

Устройство включено в состав эксплуатационной колонны и состоит из фильтра, в осевом канале которого размещен цилиндрический патрубок. Кольцевой зазор между ними перекрыт пакером. В нижней части цилиндрического патрубка установлена срезная диафрагма с расположением ниже отверстий фильтра. Над фильтром установлена разбуриваемая диафрагма, выше которой размещена циркуляционная муфта в виде отверстия.

Устройство спускается в скважину на обсадной колонне. После цементирования обсадной колонны производится разбуривание верхней диафрагмы, с заменой бурового раствора на более легкую рабочую жидкость. В скважину спускают насосно-компрессорные трубы с эксплуатационным пакером.

Осуществляют подъем давления с обеспечением среза штифтов, соединяющих диафрагму с цилиндрическим патрубком, и ее сброс вниз в глухой башмак фильтра.

Проводят мероприятия по освоению и запуску скважины в эксплуатацию.

К недостаткам конструкции устройства следует отнести:

- наличие циркуляционной муфты, изображенной в виде отверстия в теле эксплуатационной колонны над диафрагмой, дает основание считать существование гидравлической связи осевого канала эксплуатационной колонны с осевым каналом фильтра, что при проведении цементажа неизменно приведет к попаданию тампонажного раствора как в полость фильтра, так и в продуктивный пласт;

- необходимость разбуривания диафрагмы негативно скажется на качестве цементажа, со снижением герметизирующих свойств цементного камня.

Известно устройство для цементирования эксплуатационных колонн с фильтром (см. а.с. №1654544, М., кл. Е21В 33/14, опубл. 07.06.91, бюл. №21).

Устройство устанавливается в эксплуатационной колонне, в нижней части которой закреплен фильтр с герметизирующим узлом - пакером.

Над пакером устанавливают с помощью переводника устройство для цементирования, на нижнем конце фильтра размещают башмак.

Устройство для цементирования состоит из корпуса, дополнительной втулки в осевом канале и втулки с глухим дном. В корпусе выполнены окна, перекрытые в исходном положении телом дополнительной втулки, в которой также выполнены боковые окна. Дополнительная втулка связана с корпусом срезными штифтами. В исходном положении окна дополнительной втулки совмещены с боковыми окнами корпуса и боковыми окнами втулки с глухим дном. Наружный диаметр втулки принят меньше внутреннего диаметра корпуса и фильтра. Дополнительная втулка и втулка с глухим дном связаны друг с другом срезными элементами.

Работа устройства.

Компоновку эксплуатационных колонн устройством производят обычным способом. В качестве герметизирующего узла может быть применен пакер.

В процессе спуска обсадной колонны происходит ее свободное заполнение пластовой жидкостью.

После спуска обсадной колонны осуществляют промывку скважины с герметизацией затрубного пространства пакером.

В обсадную колонну закачивают буферную жидкость и цементный раствор. После этого в колонну подают упругую пробку и продавливают буровым раствором до момента контакта с верхним торцем втулки с глухим дном. Затем, упруго деформируясь, упругая пробка заходит в осевой канал втулки с глухим дном. При расчетном перепаде давления штифты срезаются и обе втулки - дополнительная и с глухим дном - опускаются вниз до уступа внутри осевого канала корпуса. Боковые окна в теле корпуса герметично перекрываются. При расчетном перепаде давления, которое больше предыдущего, происходит срез штифтов, что способствует выходу втулки с глухим дном из осевого канала дополнительной втулки и падению внутрь фильтра, который остается открытым для поступления пластового флюида в полость колонны труб.

В случае необходимости углубления скважины втулки могут быть разбурены вместе с упругой пробкой.

Недостатки конструкции устройства:

- ненадежность последовательности срабатывания;

- разрушения срезных элементов, соединяющих дополнительную втулку с корпусом и втулкой с глухим.

Если разрушение срезного элемента, которым связаны втулка с глухим дном и дополнительная втулка, будет осуществлено раньше, чем разрушение срезного элемента, связывающего дополнительную втулку с корпусом, то устройство не выполнит свои функции, суть которых в изоляции затрубного пространства от внутритрубного, с недопущением возврата тампонажного раствора обратно.

Известно клапанное устройство для двухступенчатого цементирования обсадной колонны (см. а.с. №746085, М., кл. Е21В 33/14, опубл. 07.07.80, бюл. №25), принятое авторами за прототип.

Устройство состоит из корпуса с радиальными отверстиями, перепускными каналами, нижней втулки с опорным буртом и внутренним выступом, под которым выполнен кольцевой карман. В теле нижней втулки выполнены боковые отверстия и она связана срезными штифтами с корпусом. В осевом канале нижней втулки размещена составная ступенчатая втулка с разрезными пружинами лепестками, на которых установлена резиновая насадка. Сами лепестки имеют опорные выступы, которыми они входят во внутреннюю расточку в выступе нижней втулки. Ступенчатая втулка образует с телом нижней втулки кольцевую камеру, связанную радиальным отверстием с осевым каналом ступенчатой втулки под лепестками. Над нижней втулкой в осевом канале корпуса размещена верхняя втулка, снабженная пружинным фиксатором и связанная с корпусом срезным элементом. В осевом канале верхней втулки установлена гильза-седло, связанная с ней срезным элементом.

В теле корпуса, под верхней втулкой выполнена проточка для взаимодействия с фиксатором.

Корпус устройства связан с надувным пакером, полость которого связана гидравлическим каналом с осевым каналом корпуса. Для управления устройством используется шар и продавочная пробка.

Работа устройства.

После окончания первой ступени цементирования в скважину сбрасывается шар, с посадкой на резиновую насадку, охватывающую лепестки дополнительной втулки. С ростом давления происходит срез штифтов, соединяющих нижнюю втулку с корпусом, и ее перемещение вниз до совмещения ее боковых отверстий с гидравлическим каналом для посадки надувного пакера. После этого повышают давление до среза винтов на нижней втулке с ее перемещением вниз до упора ступенчатой втулкой в кольцевой выступ корпуса, с перекрытием гидравлического канала к надувному пакеру и открытием радиальных отверстий для подачи тампонажного раствора в межтрубное пространство скважины. Цементный раствор подается к устройству по бурильной колонне труб с продавливанием его разделительной пробкой, которая доводится до входа внутрь гильзы-седла, со срезом шпилек, соединяющих верхнюю втулку с корпусом.

Верхняя втулка с гильзой-седлом и пробкой перемещаются вниз, проталкивая нижнюю втулку до упора. После прохождения уплотнительного кольца через радиальное отверстие в теле ступенчатой втулки, с ростом давления внутри кольцевой камеры, ступенчатая втулка перемещается вверх, с разжимом лепестков дополнительной втулки в радиальном направлении и их расположением в проточке нижней втулки. При этом шар сбрасывается вниз. Верхняя втулка герметично перекрывает радиальные отверстия в корпусе. С ростом давления происходит срез штифтов, соединяющих гильзу-седло с верхней втулкой, и гильза-седло с разделительной пробкой сбрасывается вниз.

К недостаткам конструкции устройства можно отнести:

- сложность самой конструкции и технологических приемов для управления узлами устройства;

- затруднена сборка деталей устройства, например установка ступенчатой втулки, с пропуском лепестков с резиновой насадкой через сужение. При этом лепестки необходимо сжать, что сделать более чем проблематично;

- после среза штифтов, соединяющих верхнюю втулку с корпусом, произойдет резкое ее перемещение вниз, с сомнительным входом фиксатора в расточку корпуса;

- работоспособность устройства в момент прохода уплотнителя, в теле ступенчатой втулки, кольцевая камера оказывается замкнутой, и за счет перемещения нижней втулки вниз произойдет перемещение ступенчатой втулки вместе с шаром вверх. Но это перемещение вверх будет проходить до того момента, пока шар находится в контакте с телом резиновой насадки на лепестках ступенчатой втулки. Преждевременное раскрытие лепестков приведет к сбросу шара и давления как в осевом канале нижней втулки, так и в кольцевой камере. Это указывает на ненадежность срабатывания узлов устройства. Такое положение лепестков на ступенчатой втулке приведет к частичному перекрытию сечения осевого канала и может быть препятствием к дальнейшему пропуску вниз гильзы-седла с продавочной пробкой.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, заключается в следующем:

- возможность обеспечения гидравлической связи осевого канала бурильной колонны труб с межтрубным пространством, перекрытым пакером;

- возможность изоляции внутритрубного пространства от межтрубного после окончания цементирования;

- возможность освобождения осевого канала устройства от стакана со ступенчатой шторкой без разбуривания.

Технический результат достигается тем, что устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн состоит из корпуса с отверстиями, срезных втулок, связанных с ним срезными элементами, посадочных седел в осевом канале, уплотнительного узла пакера, механизма посадки, ствола со ступенчатым осевым каналом, введенным в осевой канал корпуса, с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом ствола, в которой размещены посадочная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджимаемая гайкой. Ниже в стволе размещена гильза с верхней цангой с лепестками, головки которых размещены внутри кольцевого выступа посадочной втулки, и нижней цангой, лепестки которой снабжены внутренним кольцевым выступом. Посадочный клапан выполнен в виде стакана с седлом в осевом канале, размещенного в осевом канале гильзы с возможностью опоры на кольцевой выступ лепестков нижней цанги, и ступенчатой шторки с внешним кольцевым выступом, снабженным посадочным седлом, которая установлена внутри стакана, с возможностью взаимодействия с головками лепестков верхней цанги и связанной с ним срезным элементом. В кольцевой камере размещен механизм посадки в виде кольцевой втулки и полого штока, на нижнем конце которого размещен разжимной конус с ограничительным кольцом, а ствол снабжен гайкой с экструзионной шайбой и пакетом уплотнительных манжет. В стакане выполнены перепускные отверстия, совмещенные с отверстиями в теле гильзы и циркуляционными отверстиями в стволе, с кольцевой камерой, гидравлически связанной радиальными отверстиями в корпусе с межтрубным пространством скважины.

Конструкция устройства для цементирования скважин показана в разрезе на рисунках, где:

- на фиг. 1 - устройство в разрезе, в исходном положении деталей, включенное в состав обсадной колонны;

- на фиг. 2 - устройство в разрезе в положении изоляции межтрубного пространства пакером и образования гидравлической связи осевого канала обсадной колонны труб с затрубным пространством;

- на фиг. 3 - устройство в разрезе в положении изоляции внутритрубного пространства от затрубного после продавки тампонажного раствора и освобождения осевого канала от посадочного клапана.

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн в скважине состоит из корпуса 1 с переходником 2 на верхнем конце для соединения с колонной обсадных труб. На внутренней резьбе переходника 2 закреплен ствол 3, образующий с корпусом 1 кольцевую камеру 4, в которой размещена втулка 5, связанная срезным элементом 6 со стволом 3 и корпусом 1. Ниже места расположения втулки 5 в теле корпуса 1 выполнено отверстие 7 для гидравлической связи кольцевой камеры 4 с межтрубным пространством. В кольцевой камере 4 размещены кольцевая втулка 8 и полый шток 9 с разжимным конусом 10 на нижнем конце, выполненным с внутренним выступом, охватывающим ствол 3 с образованием подвижного соединения. На нижнем конце ствола 3 установлен пакет уплотнительных манжет 11 пакера, поджимаемый к разжимному конусу 10 гайкой 12, снабженной экструзионной шайбой 13. На внешней поверхности разжимного конуса 10 размещено ограничительное кольцо 14. Кольцевая втулка 8 и полый шток 9 связаны с корпусом 1 срезными элементами 15 и 16, соответственно.

Внутри ствола 3 выполнены резьба 17 и ступенчатая проточка 18, в которой установлена посадочная втулка 19 с внутренним кольцевым выступом 20, закрепленная гайкой 21. Ниже, в осевом канале ствола 3 установлена гильза 22 с верхней цангой 23, лепестки которой размещаются в расточке посадочной втулки 19 с опорой на выступ 20, и нижней цангой 24, головки 25 лепестков которой размещаются в стволе 3 под ступенчатой проточкой, с контактом своей внешней поверхностью с внутренней стенкой ствола 3. В теле ствола 3 выполнены циркуляционные отверстия 26, совмещенные с отверстиями 27 в теле гильзы 22, в осевом канале которой установлен посадочный клапан, состоящий из стакана 28, опирающегося торцем 29 на внутренний выступ 30, сформированный на головках 25 лепестков нижней цанги 24. Внутри стакана 28 выполнено седло 31 для установки шара 32. В осевом канале стакана 28 размещена ступенчатая шторка 33, с внешним кольцевым выступом 34, охватываемым лепестками верхней цанги 23. Внутри внешнего кольцевого выступа 34 выполнено посадочное седло 35. Ступенчатая шторка 33 связана со стаканом 28 срезным элементом 36.

В теле стакана 28 выполнены перепускные отверстия 37, расположенные на уровне циркуляционных отверстий 26 в стволе 3.

В осевом канале 38 ствола 3, ниже места расположения головок 25 лепестков нижней цанги 24 выполнена технологическая проточка 39, с возможностью размещения в ней головок 25 лепестков нижней цанги 24 при нахождении гильзы 22 в крайнем нижнем положении.

На внешней поверхности ствола 3 ниже места выполнения технологической проточки 39 выполнен уступ 40, в который упирается разжимной конус 10, входящий в контакт своей конусной поверхностью 41 с пакетом уплотнительных манжет 11. На нижнем конце ствола 3 выполнена присоединительная резьба 42 для соединения с трубами нижней секции обсадной колонны или фильтром (на фигуре не показано).

Кольцевая камера 4 постоянно гидравлически связана радиальными отверстиями 43 в корпусе 1 с межтрубным пространством.

Кольцевые зазоры между сопрягаемыми деталями изолированы уплотнительными кольцами.

Работа устройства.

Устройство включается в состав обсадной колонны труб между секциями первой и второй ступеней цементирования или между обсадной колонной труб и фильтровой частью колонны, не предназначенной к цементированию.

Осуществляют спуск обсадной колонны на заданную глубину.

При этом, по мере спуска компоновки, происходит свободное заполнение колонны через осевой канал ствола 3 устройства скважинной жидкостью.

Далее, в случае установки ниже устройства фильтра, не предназначенного к цементированию, после спуска колонны осуществляют сброс шара 32, с посадкой его на седло 31 в осевом канале стакана 28. В случае двухступенчатого цементирования сброс шара 32 осуществляют после закачки и продавки тампонажного раствора первой (нижней) ступени цементирования.

После посадки шара в колонне труб поднимают избыточное давление, при этом буферная жидкость через перепускные отверстия 37 в теле стакана 28, отверстия 27 в теле гильзы 22 и циркуляционные отверстия 26 в теле ствола 3 поступает в кольцевую камеру 4 с воздействием на площадь поперечного сечения кольцевой втулки 8 и торец полого штока 9.

По мере роста давления вначале происходит разрушение срезного элемента 16, соединяющего полый шток 9 с корпусом 1. Полый шток 9 при этом перемещается вниз, с воздействием разжимным конусом 10 на пакет уплотнительных манжет 11 пакера, с их радиальной деформацией вместе с экструзионной шайбой 13 к уплотняемой поверхности трубы предыдущей обсадной колонны и перекрытием кольцевого межтрубного пространства.

При дальнейшем росте давления в колонне и кольцевой камере 4 происходит разрушение срезного элемента 15, соединяющего кольцевую втулку 8 с корпусом 1. Кольцевая втулка 8 перемещается вверх до упора во втулку 5, при этом открывается гидравлическая связь осевого канала колонны труб с межтрубным пространством через радиальные отверстия 43 в теле корпуса 1 (см. фиг. 2). Этот момент отмечается на поверхности по падению давления в колонне.

После этого производится закачка расчетного объема тампонажного раствора, который, при нахождении кольцевой втулки 8 в крайнем верхнем положении, из осевого канала колонны труб, через перепускные отверстия 37, циркуляционные отверстия 26, совмещенные с отверстиями 27, подается в кольцевую камеру 4 и далее, через радиальные отверстия 43 в теле корпуса 1 - в межтрубное пространство скважины.

После закачки расчетного объема тампонажного раствора, с поверхности в обсадную колонну труб подают разделительную пробку или шар и ведут закачку продавочной жидкости в колонну, с доведением разделительной пробки или шара до гайки 21, с вводом в ее осевой канал и установкой на посадочное седло 35 в ступенчатой шторке 33.

Под действием избыточного давления ступенчатая шторка 33, вместе с разделительной пробкой (на фигуре не показана) перемещается внутри гильзы 22 после разрушения срезного элемента 36, с выходом кольцевого выступа 34 из взаимодействия с головками лепестков верхней цанги 23. Это приводит к выходу этих головок из взаимодействия с посадочной втулкой 19 и совместному перемещению стакана 28 с гильзой 22 вниз в ступенчатом осевом канале 38 ствола 3 до упора в выступ и расположением головок 25 лепестков нижней цанги 24 на уровне выполнения технологической проточки 39. При этом стакан 28 выходит своим торцем 29 из взаимодействия с внутренним выступом 30 на головках 25 лепестков нижней цанги 24 и сбрасывается на забой скважины (см. фиг. 3, разделительная пробка показана в виде шара на посадочном седле 35).

При расположении головок 25 лепестков нижней цанги 24 в технологической проточке 39 лепестки верхней цанги 23 располагаются под посадочной втулкой 19, что приводит к фиксации гильзы 22 внутри осевого канала 38 ствола 3 и перекрытию циркуляционных отверстий 26 телом гильзы 22, с изоляцией внутритрубного пространства от межтрубного.

В таком положении деталей ожидают затвердевание цемента и затем ведут освоение скважины.

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, включающее корпус с отверстиями, срезные втулки, связанные с ним срезными элементами, посадочные седла в осевом канале, уплотнительный узел пакера, механизм посадки, отличающееся тем, что устройство снабжено стволом, установленным в осевом канале корпуса, с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом ствола, со ступенчатой расточкой, в которой последовательно размещены посадочная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджатая гайкой, гильза с верхней цангой с лепестками, головки которых размещены внутри кольцевого выступа посадочной втулки, нижней цанги с лепестками, снабженными внутренним кольцевым выступом, посадочный клапан в виде стакана с седлом в осевом канале, установленного в осевом канале гильзы с возможностью опоры на кольцевой выступ лепестков нижней цанги и ступенчатой шторки с внешним кольцевым выступом, снабженным посадочным седлом, установленной внутри стакана с возможностью взаимодействия с головками лепестков верхней цанги и связанной с ним срезным элементом, в кольцевой камере размещен механизм посадки в виде кольцевой втулки и полого штока, на нижнем конце которого размещен разжимной конус с ограничительным кольцом, а ствол снабжен гайкой с экструзивной шайбой и пакетом уплотнительных манжет, причем в стакане выполнены перепускные отверстия, совмещенные с отверстиями в теле гильзы и циркуляционными отверстиями в стволе с кольцевой камерой, гидравлически связанной радиальными отверстиями в корпусе с межтрубным пространством скважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для оснащения скважин потайными обсадными колоннами при нарушении эксплуатационных колонн.

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн (ОК) нефтяных и газовых скважин и промыслово-геофизических методов контроля качества. Техническим результатом является повышение качества цементирования горизонтальных скважинза счет своевременного обнаружения мест «защемления» смеси промывочной жидкости и тампонажного раствора за ОК с замедленной консолидацией.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и конкретно к заканчиванию скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа. Технический результат - повышение эффективности заканчивания скважины за счет обеспечения герметичности кольцевого пространства и сохранения естественной проницаемости призабойной зоны продуктивного пласта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологии цементирования колонн обсадных труб большого диаметра через бурильную трубу в нефтяных и газовых скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах при многоступенчатом цементировании.

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является повышение надежности перекрытия обсадной колонны после завершения циркуляции тампонажного раствора одновременно цементировочной пробкой и обратным клапаном и фиксацией запорных элементов от вращения для оперативного разбуривания оснастки после цементирования.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн. Технический результат - повышение качества цементирования обсадных колонн за счет обеспечения возможности закачки и продавки цемента в затрубное пространство при одновременном вращении обсадной колонны и ее расхаживании.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к ремонту скважин. Техническим результатом является повышение эффективности осуществления ремонта скважин.

Изобретение относится к средствам контроля операций изоляции скважин. Техническим результатом является обеспечение возможности контроля установки пакера в скважине.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, который был спущен и зацементирован при помощи устройства с левым разъединителем (с левой резьбой), и предназначено для проведения работ в скважине, например, гидроразрыва, закачки других реагентов в продуктивный пласт или других работ.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при цементировании эксплуатационных обсадных колонн. Технический результат - снижение трудозатрат и повышение технологичности процесса регулирования отбора пластового флюида после цементирования обсадной колонны. Устройство содержит корпус с пакерующими узлами на концах, четыре кожуха с байпасными каналами для пропуска тампонажной смеси, расположенные на корпусе по окружности через 90о, и радиальные отверстия между ними, расположенные по окружности через 90о. Кожухи выполнены сквозными. Сектора корпуса с радиальными отверстиями перекрыты пакерующими фланцами. Внутри корпуса на кольцевом выступе установлена с возможностью поворота круговая заслонка с отверстиями. Эти отверстия расположены по отношению к отверстиям корпуса со сдвигом на 45о. На внутренней поверхности корпуса имеются выступы, расположенные на ней через 90о, на уровне которых на торцевой поверхности круговой заслонки расположены ответные выступы. Эти выступы имеют возможность зацепления с планшайбой на насосно-компрессорных трубах для добычи пластового флюида. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин и, в частности, к устройствам для разобщения пластов с применением пакеров. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Устройство включает корпус, выполненный с радиальными отверстиями. Кожух устройства образует с наружной поверхностью корпуса кольцевую полость и выполнен с циркуляционными отверстиями. В кольцевой полости против радиальных отверстий корпуса помещена дифференциальная втулка. Эта втулка образует с внутренней поверхностью кожуха циркуляционную полость и выполнена с радиальными отверстиями, перекрытыми обратным клапаном. В нижней части корпуса помещен пакер с манжетой гидравлического действия. Имеется нижняя втулка с радиальными отверстиями, образующая с внутренней поверхностью корпуса проточную полость. Нижняя втулка связана с корпусом срезным штифтом, по меньшей мере одним, и помещена против радиальных отверстий корпуса. Выше нижней втулки помещена верхняя втулка с посадочным седлом под нижнюю цементировочную пробку. Верхняя втулка взаимодействует с нижней втулкой и связана с кожухом срезным штифтом, по меньшей мере одним. Эта втулка помещена над циркуляционными отверстиями кожуха. В нижней втулке помещено седло с перекрытием ее радиальных отверстий, которое связано с нижней втулкой срезным штифтом, по меньшей мере одним. Устройство имеет возможность, при перемещении седла, гидравлической связи полости корпуса с полостью гидравлической манжеты через радиальные отверстия нижней втулки, проточную полость, радиальные отверстия корпуса, радиальные отверстия дифференциальной втулки и циркуляционную полость со стабилизацией давления в полости гидравлической манжеты пакера при достижении расчетного давления пакеровки за счет гидравлического ресурса дифференциальной втулки от ее осевого хода с разрядкой локального давления через радиальные отверстия дифференциальной втулки в циркуляционную полость. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам для цементирования хвостовика в открытом и обсаженном стволе скважины. Технический результат - повышение эффективности способа и надежности работы устройства за счет возможности спуска и цементирования хвостовика в скважине с вращением для более качественного замещения цементного раствора в затрубном пространстве и гарантированного отсоединения колонны труб от хвостовика независимо от его длины и в любом интервале скважины с любой сложностью и направлением ствола. По способу присоединяют хвостовик с нижним башмаком, отцепным устройством через установочную муфту к нижнему концу транспортировочной колонны труб. Установочную муфту соединяют с хвостовиком с возможностью синхронного вращения за счет взаимодействия наружных выступов муфты с пазами, выполненными на торце хвостовика. Осуществляют спуск в скважину хвостовика на заданную глубину. Закачивают в транспортировочную колонну труб расчетный объем тампонажного раствора. Осуществляют пуск с устья скважины вслед за последней порцией цементного раствора пробки и продавливают ее продавочной жидкостью до фиксации ее в седле сердечника блока конических манжет. Создают избыточное давление, срезают винты и перемещают пробку в компоновке с блоком конических манжет вниз до стоп-кольца, в котором посадочный конус кольца плотно садится в седло стоп-кольца. Тампонажный раствор из полости хвостовика полностью поступает в заколонное пространство. Обратный клапан предотвращает вход раствора в полость хвостовика из заколонного пространства. Повышают давление до расчетного для разрушения диафрагмы с открытием отверстий, через которые промывочной жидкостью отмывают излишки раствора созданием прямой циркуляции. Отсоединяют от корпуса установочную муфту с транспортировочной колонной труб, которые поднимают на поверхность. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в скважине и, в частности, к цементированию кондуктора. Технический результат - уменьшение временных затрат и повышение качества цементирования за счет увеличения скорости восходящего потока в заколонном пространстве. По способу осуществляют промывку скважины. Закачивают в скважину буферную жидкость. Приготавливают и закачивают тампонажный раствор. Для этого до устья скважины тампонажный раствор подводят по двум выходным трубопроводам, объединяя поток у устья посредством тройника в один трубопровод подачи. Каждый выходной трубопровод подсоединяют к соответствующему цементирующему агрегату, обеспечивающему подачу раствора с заданной скоростью. При этом тройник выполняют с возможностью преобразования потоков двух выходных трубопроводов, по существу ламинарных, в турбулентный поток в трубопроводе подачи. Для этого диаметр трубопровода подачи приблизительно в 1,4 раза превышает диаметр выходных трубопроводов. Угол между патрубками выходных трубопроводов тройника, расположенных в разных плоскостях, выполняют меньшим угла между патрубками выходных трубопроводов и трубопровода подачи. После закачки тампонажного раствора в обсадную колонну осуществляют его продавку в заколонное пространство. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при спуске и цементировании эксплуатационной колонны скважины. Технический результат - повышение качества цементирования скважины. По способу выполняют закачку в колонну тампонажного цемента. Вводят в колонну нижнюю пробку. Проводят продавку тампонажного цемента порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердение цемента первой ступени. При этом осуществляют циркуляцию бурового раствора в циклическом режиме по колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Выполняют цементирование второй ступени. Для этого осуществляют прокачку по колонне порции буферного раствора и расчетного объема тампонажного цемента. Размещают верхнюю пробку и продавливают ее технической водой. Повышают давления в колонне выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердение цемента. При освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. Особенностью способа является то, что при спуске колонны проводят промывки буровым раствором вязкостью не более 30 с в течение 1,5 циклов, начиная с глубины 400 м через каждые 300 м и при завершении спуска. При цементировании перед продавкой тампонажного цемента закачивают в колонну вязкую буферную жидкость. В качестве тампонажного цемента используют тампонажную смесь малой плотности и тампонажную смесь большей плотности. Продавку порций бурового раствора проводят до получения давления «стоп». Снижают давление в колонне до атмосферного давления. Убеждаются в герметичности обратного клапана. Повторно создают избыточное давление для открытия циркуляционных окон муфты ступенчатого цементирования и вымывания излишков цемента. Проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента с промывкой скважины каждые 2 часа буровым раствором. При цементировании второй ступени закачивают в колонну последовательно вязкую буферную жидкость, тампонажную смесь плотностью от 1,65 до 1,9 г/см3, содержащую алюмосиликатные полые микросферы, тампонажную смесь малой плотности. Освобождают запирающую пробку муфты ступенчатого цементирования и производят продавку технической воды до получения давления «стоп». После вывода тампонажного раствора на устье в процессе продавки в течение 2 часов ожидания затвердения цемента оборудуют устье скважины с посадкой колонны на хомут и заполняют затрубное пространство цементным раствором до устья скважины. 1 пр.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для цементирования обсадной колонны. Клапан состоит из корпуса с осевым каналом, седла, подпружиненного запорного органа, связанного со штоком, втулки, связанной с корпусом. При этом втулка снабжена рядом продольных направляющих на внутренней поверхности, связана с корпусом через верхний и нижний ограничители с образованием кольцевой камеры, заполненной цементом. Причем седло выполнено в верхнем ограничителе. Через нижний ограничитель, снабженный перфорационными отверстиями, пропущен шток с подпружиненной пятой и дополнительной втулкой, поджимаемой к нижнему ограничителю. Запорный орган выполнен из эластичного материала, а дополнительная втулка выполнена из растворимого в пластовых условиях материала, например твердого ПАВ. Технический результат заключается в повышении надежности работы клапана. 2 ил.

Изобретение относится к обратным клапанам и может быть применено в обсадных трубах при цементировании. Обратный клапан состоит из корпуса, седла под шаровой затвор в осевом канале, гильзы с уплотнительным кольцом и шаром в осевом канале, ограничителя с отверстиями, перекрытыми подпружиненной кольцевой перегородкой. В осевом канале корпуса размещен стакан с продольными ребрами на внутренней поверхности. Шаровой затвор выполнен в виде полусферы из эластичного материала, охватывающей сердечник, снабженный патрубком, пропущенным через ограничитель и кольцевую перегородку в осевом канале. В осевом канале патрубка выполнен ограничительный выступ и внутренняя канавка с размещенным в ней стопорным кольцом. Над местом расположения ограничительного выступа размещена гильза, связанная с патрубком срезным элементом. В осевом канале гильзы установлено седло с шаром, над которым в теле гильзы выполнены перепускные отверстия, гидравлически соединяющие ее осевой канал с осевым каналом корпуса над седлом шарового затвора в исходном положении. Технический результат заключается в повышении эффективности обратного клапана для обсадных колонн. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к цементированию обсадной колонны в стволе скважины с обратной циркуляцией цементного раствора. Технический результат – повышение эффективности способа за счет уменьшения временных и материальных затрат, связанных с цементированием скважины. По способу устанавливают в ствол скважины кондуктор. Присоединяют к кондуктору последовательно манометр, расходомер и поворотный кран. Полностью открывают поворотный кран. Подают тампонажный раствор в пространство между кондуктором и стволом скважины. Объем подаваемого раствора задают равным предварительно вычисленному объему пространства между стволом скважины и кондуктором. Отслеживают расход воздуха в верхней части кондуктора с помощью расходомера. При превышении объема воздуха, вытесненного тампонажным раствором, объема пространства между стволом скважины и кондуктором закрывают поворотный кран наполовину. Отслеживают давление в верхней части кондуктора с помощью манометра. При превышении давления на манометре предварительно заданной величины полностью закрывают поворотный кран. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при ступенчатом цементировании скважины. Технический результат - обеспечение свободного прохода внутри обсадной колонны после завершения цементации скважины. По способу перед цементированием первой ступени на обсадную колонну устанавливают на расстоянии, по меньшей мере, одной трубы две муфты ступенчатого цементирования, снабженные втулками в виде заслонок. Эти заслонки выполняют с возможностью открывания и закрывания радиальных отверстий в зависимости от изменения давления внутри обсадной колонны. На нижней муфте закрепляют гибкое эластичное ограждение в виде рукава, сообщающего внутреннюю полость обсадной колонны с заколонной кольцевой полостью. За нижней муфтой ступенчатого цементирования располагают пакерующее устройство. При цементировании первой ступени для продавливания тампонажного раствора в объем технической жидкости закачивают порцию вязкоупругого разделителя с расчетом последующего его размещения в интервале от выше верхней до ниже нижней муфты ступенчатого цементирования. После посадки пробки в башмак производят запакеровывание кольцевого пространства. Открывают радиальные отверстия верхней муфты ступенчатого цементирования. При цементировании второй ступени используют порционный объем технической жидкости с вязкоупругим разделителем и размещенными внутри объема запорными шариками. После того как повышением давления откроют радиальные отверстия нижней муфты и вытеснят зону смешения в кольцевую полость заколонного пространства, запорными шариками закрывают радиальные отверстия нижней муфты ступенчатого цементирования. Последующим повышением давления вызывают срабатывание нижней муфты ступенчатого цементирования на закрытие радиальных отверстий. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 10 ил.

Группа изобретений относится к обработке окружающей скважину среды для интенсификации притока. Технический результат – повышение эффективности обработки. По способу осуществляют цементирование обсадной колонны в стволе скважины. Обсадная колонна ствола скважины содержит клапан, расположенный ниже устройства дросселирования текучей среды. Устройство дросселирования текучей среды содержит трубный элемент с седлом, расположенным в канале трубного элемента, и пробку для установки на седло. Осуществляют открытие клапана для установления гидравлического сообщения обсадной колонны ствола скважины с окружающей скважину средой. Устанавливают пробку на седло для дросселирования гидравлического сообщения между обсадной колонной ствола скважины и окружающей скважину средой. Выполняют опрессовку обсадной колонны ствола скважины. Без дополнительного геотехнического мероприятия в стволе скважины удаляют часть пробки, чем обеспечивают увеличение гидравлического сообщения между обсадной колонной ствола скважины и окружающей скважину средой. Выполняют обработку для интенсификации притока в окружающей скважину среде. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ступенчатого цементирования обсадных колонн в скважинах. Технический результат - возможность освобождения канала устройства без разбуривания. Устройство включает корпус с отверстиями. С корпусом связаны втулки срезными элементами. В осевом канале корпуса установлен ствол с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом ствола. Ствол выполнен со ступенчатой расточкой. В ней последовательно размещены посадочная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджатая гайкой, и гильза с верхней цангой с лепестками. Их головки размещены внутри кольцевого выступа посадочной втулки. Имеется нижняя цанга с лепестками и посадочный клапан в виде стакана с седлом в осевом канале. Стакан установлен в осевом канале гильзы с возможностью опоры на кольцевой выступ лепестков нижней цанги. Имеется ступенчатая шторка с внешним кольцевым выступом, снабженным посадочным седлом, установленная внутри стакана с возможностью взаимодействия с головками лепестков верхней цанги. В кольцевой камере размещен механизм посадки в виде кольцевой втулки и полого штока. На нижнем конце штока размещен разжимной конус с ограничительным кольцом. Ствол снабжен гайкой с экструзивной шайбой и пакетом уплотнительных манжет. В стакане выполнены перепускные отверстия, совмещенные с отверстиями в теле гильзы и циркуляционными отверстиями в стволе. Кольцевая камера гидравлически связана радиальными отверстиями в корпусе с межтрубным пространством скважины. 3 ил.

Наверх