Клапан для обратного цементирования обсадных колонн

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (Ii) 609872 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13087б(21) 2399820/22-03 с присоединением заявки,% (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0506;l8. Беоллетень М 21 (45) Дата опубликования описания 1005.78 (51) М. К .

Е 21 В 33/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делан нзоорвтеннй н открытий (53) УДК 622.245. 42 (088.8) (72) Автор изобретения

B.Ô.×åðíûà (71) Заявитель (5 4 ) КЛАПАН ДЛЯ ОБРА1 НО1 О ДЕИЕ НТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн обратным направлением циркуляции °

Известно устройство, позволяющее це- 5 ментировать обсадные колонны обратным направлением циркуляции. В этом устройстве применяются волокнистые наполнители в первой порции закачиваемого в затрубье цементного раствора, которые эа-10 купоривают фильтр-сетку, устанавливаемую в нижней части обсадной колонны (1J .

Однако это устройство ненадежно вследствие перемешивания наполнителя на значительном интервале эатрубного IS пространства и потери наполнителя.по пути движения.

Известен клапан для обратного цементирования обсадных колонн, содержащем ац корпус, посадочное седхрэ и запорный .орган, выполненный из l.материала, плотность которого больше плотности бурового раствора, но меньше плотности цементного раствора (2) .

2S

Недостатком этого устройства является невозможность управления цементированием при .обратной циркуляции, так как оно не позволяет определить момент поступления цементного раствора s башмак 80 обсадной колонны или перекрыть поток в этот момент.

Цель изобретения — повыаение надежности клапана в работе.за счет использования структурных свойств раствора.

Цель достигается тем, что клапан снабжен направляющим патрубксм, размещенным концентрично в корпусе под запорным органом, а запорный орган выполнен в нижней части в виде цилиндра, а в верхней — в виде конуса.

На чертеже изображен предлагаемый клапан.и разрез А-A.

На любой рассчетной глубине в обсадной трубе 1 устанавливается обтекатель

2, концентрично уменьшающий внутреннее сечение обсадной трубы. Концентричность и неподвижность обтекателя достигается наличием ребер 3, к которьм он крепится. Над обтекателем устанавливается эа-. порный орган 4, имеющий форму цилиндра, завершающегося конусом. Запорный орган

4 изготавливается из материала, имеющего плотность несколько меньшую, чем цементный раствор, но большую, чем буровой раствор, например из капрона с наполнителем. Внутри обсадной трубы имеется сужение, в котором располагается концентрично коническая часть запорного органа 4, образуя канал Б перемен609872 ного сечения. Над сужением расположен проточный канал В, имеющий цилиндрическое сечение, площадь которого равна площади сечения канала Г вокруг цилиндрической части запорного органа 4 . Над каналом В располагается проточный канал 1), в котором на ребрах 3 крепится посадочное седло 5.

Клапан работает следующим образом.

При циркуляции через клапан нисходящего потока любой жидкости клапан открыт. При циркуляции через клапан восходящего. потока жидкости,, имеющей плотность меньшую, чем эапорный орган, IS и стандартную вязкость,запорный орган остается в нижнем положении (клапан открыт) эа счет направленной вниз равнодействующей трех сил: силы трения (направлена вверх), силы тяжести (направлена вниз), гидродинамической силы в сужении канала (направлена вниз).При восходящем потоке жидкости, имеющей аномально высокую плотность (больше плотности запорного органа), или при аномальных вязкости и плотности равно-2 действующая трех сил направлена вверх за счет увеличения силы трения или за счет уменьшения силы тяжести, или эа счет изменения обеих сил. Гидродинамическая сила становится меньше сил тре-зц ния. Сила тяжести близка к нулю при аномальной плотности жидкости. Запорный орган всплывает, упирается в посадочное седло 5 и перекрывает полностью канал

В. 35

Выполнение запорного органа в виде цилиндра, завершающегося конусом и защищенного от скоростного напора восходящего потока обтекателем, исключает возможность зашламовывания клапана нефильтрованными вязко-пластичными жидкостями и позволяет использовать структурные свойства смесей, используемых при цементировании (структурированных тампонажных смесей, полимерных наполнителей, вязко-упругих смесей и высоковяэких буферных жидкостей) . Это расширяет диапазон применения обратного цементирования, имеющего в определенных условиях ряд существенных преимуществ перед прямым способом цементирования: сокращается продолжительность цементирования, сокращается стоимость проката специального оборудования в

4-5 раз, увеличивается производитель-. ность труда.

Формула изобретения

Клапан для обратного цементирования обсадных колонн, включающий корпус, посадочное седло и запорный орган, выполенный из материала, плотность которого больше плотности бурового раствора, но меньше плотности цементного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности клапана в работе эа счет использования структурных свойств раствора, он снабжен направляющим патрубком, размещенным концентрично в корпусе под запорным органом, а запорный орган выполнен в нижней части в виде .цилиндра, в верх. ней - в виде конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 . Авторское свидетельство СССР

Р 248589, кл . Е 21 В 33/14, 1966 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 261313, кл. Е 21 В 33/14, 1968.

609872

Составитель В.Гриианов

Тех ед Э. Чужик Ко

Н.Ковалева

Филиал IIHII Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2982/25 ° Тираж 734. Подписное

UHHHIIH Государственного к<митета Совета Иинистров СССР по делам изобретений и открытий

113035 МОсква Х 35 Ра нская наб. д. 4 5