Клапан для цементирования обсадных колонн

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (964110

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 815263 (22) Заявлено 23. 06. 80(21) 2945646/22-03 (51) M. Кл.

Е 21 В 41/00 с присоелинением заявки М—

Вкударотккииый комитет

CCCP ао делам иэооретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УЙК 622. 245. .42(088.8) Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень Эй 37

Дата опубликования описания 09. 10. 82 (72) Авторы . изобретения

С.С. Гусев и А.B. Черненко

Всесоюзный научно-исследовательский ин тут: по креплению скважин и буровым растворам (71) Заявитель (54) КЛАПАН ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ

КОЛОНН

Изобретение относится к бурений нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для их цементирования.

По основному авт. св. N 815263 известно устройство, включающее корпус, подпружиненный полый поршень, перфорированную диафрагму и шток с ограничителем перемещения 1).

Недостатком известного устройства является его невысокая герметичность и то, что поршень в корпусе перемещается с усилием, что вызывает необходимость применения мощных пружин, усложняющих работу устройства. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять испытание на гер:метичность обсадной колонны, непо-. средственно после окончания цементирования, так как оно приводит к нарушению целостности цементного кольца за колонной.

Цель изобретения - повышение на дежности работы клапана путем предотвращения перетока цементного раствора и обеспечения возможности опрессовки колонн непосредственно после окончания цементирования до затвердевания цементного раствора.

Поставленная цель достигается тем, что клапан снабжен фиксаторами

1О верхнего положения поршня.

Кроме того, на взаимодействующих поверхностях корпуса и поршня размещены уплотнительные элементы.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство состоит из корпуса 1

"с циркуляционными отверстиями 2, в котором перемещается под действием

20. пружины 3 поршень 4 с циркуляционными отверстиями 5 и внутренней отбортовкой 6. Движение поршня ограничивается с помощью штока 7, который упип.

3 9641 рается с одной стороны в перфорированную диафрагму 8, а с другой стороны ограничителем 9 движения, расположенным на нем - в стопорное кольцо 10, в котором выполнены циркуляционные отверстия 11; само кольцо закреплено в верхней части корпуса на основании 12. В основании 12 размещен фиксирующий узел, состоящий из фиксатора 13, пружины 14 и стопо- 1g ра 15. На внешней поверхности поршня выполнены паз 16, соответствующий фиксатору, уплотнительные элементы 17 и канавки 18, имеющиеся и на внутренней поверхности корпуса. Нижняя часть корпуса снабжена ограничительными буртиками 19. Устройство закрепляется в муфтовом соединении

20 обсадных труб 21 и взаимодействует с цементировочной пробкой 22 при ее посадке на опору 23, расположенную на ш- оке.

Устройство работает следующим образом. 25

В исходном рабочем положении поршень 4 фиксируется в корпусе 1 таким образом, что циркуляционные от верстия g в нем и отверстия 2 в корпусе смещены относительно друг друга с образованием щелевого зазора, через который при спуске обсадной колонны происходит автоматический долив колонны промывочной жидкостью.

Это смещение достигается с помощью пружины 3, отжимающей поршень вверх, и штока 7, который ограничивает это движение с помощью перфорированной диафрагмы 8, размещенной во внутренней отбортовке 6 поршня, и ограничи теля 9 движения, закрепленного на

49 штоке.

При проведении промежуточных промывок, а также процесса цементирования поршень под действием давления, возникающего при циркуляции жидкости, перемещается вниз, сжимая пружину до упора, в результате чего циркуляционные отверстия в поршне и корпусе совпадают, образуя канал .для циркуляции жидкости. При снижении давления на устье и дальнейшем спуске обсадной колонны после проме,жуточной промывки поршень под действием пружины возвращается в исходное положение с образованием щелевого зазора, что обеспечивает дальнейший автоматический долив обсадной коллоны.-После спуска колонны проис10 4 ходит посадка цементировочной пробки 22 на опору 23 устройства. При этом давление передается на шток, который, воздействуя на перфорированную диафрагму, разрушает ее и освобождает поршень, который, в свою очередь, под действием пружины поднимается в крайнее верхнее положение и перекрывает циркуляционные отверстия, препятствуя проникновению цементного раствора внутрь обсадной колонны. При своем движении вверх поршень перемещает стопор 15, в результате чего освобождается фиксатор

13, который под действием пружины

14 входит в соприкосновение с поверхностью поршня и при дохождении последнего до опорного кольца попадает в паз 16, чем обеспечивается полное закрытие клапана. После этого в колонну дается давление и она испытывается на герметичность.

Для того„ чтобы промывочные отверстия при проворачивании в корпусе поршня не перекрывались, последний с помощью штока перемещается строго в осевом направлении. Уплотнительные элементы 17 служат для очистки соприкасающихся поверхностей от дисперсных частиц цементного раствора.

В том случае, если часть их все же проникает за уплотнения, они скапливаются в канавках 18, что обеспечивает работоспособность устройства.

Применение фиксатора и уплотнительных элементов позволяет повысить работоспособность устройства и производить дополнительную операцию.

При этом обеспечивается качественное разобщение затрубного и внутритрубного пространств, а именно исключается обратный переток тампонажного раствора в колонну с образованием цементных стаканов из-за возможного заклинивания поршня и появляется возможность испытания на герметичность обсадной колонны паоле цементирования, что исключает нарушение целостности цементного камня за колонной при ее опрессовке после ОЗЦ (за счет исключения этой операции) и, как следствие, исключается межпластовый переток флюидов.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства обеспечивается исключением изоляционных работ по ликвидации межпластовых перетоков, а также затрат, связанных

964110

Формула изобретения

Составитель В. Гришанов

Редактор Л. Филь Техред И. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 757 /3 Тираж 23 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 5 с опрессовкой колонны после ОЗЦ и составляет более 2 млн. руб. в год.

1. Клапан для цементирования об" садных колонн по авт. св. Р 815263, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе путем предотвращения перетока цеметного раствора и обеспечения возможности опрессовки непосредствен10

1Р

М

17

16

18

17 д но после окончания цементирования до затвердевания цементного раствора, он снабжен фиксаторами верхнего положения поршня.

2. Клапан по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что на взаимодейi ствующих поверхностях корпуса и порШня размещены уплотнительные элементы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 815263; кл. E 21 В 33/14, 1979 (прототип).