Устройство для ступенчатого цементирования скважин

Полезная модель относится к области бурения скважин, в частности, к технологическому оборудованию, применяемому при креплении нефтяных и газовых скважин, и используется для ступенчатого цементирования скважин.

Устройство для ступенчатого цементирования скважин содержит полый корпус с цементировочными отверстиями и, установленный с возможностью осевого перемещения, узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами. Устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля. Новым в устройстве является то, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для продавочной пробки установлено внутри втулки. На внешней поверхности дифференциальной втулки могут быть выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами и исключающие вращение втулки в корпусе.

Установка дифференциальной втулки внутри корпуса, а посадочного седла для продавочной пробки внутри втулки обеспечивает надежное и герметичное перекрытие цементировочных отверстий, благодаря чему повышается качество цементирования скважины.

Полезная модель относится к области бурения скважин, в частности, к технологическому оборудованию, применяемому при креплении нефтяных и газовых скважин, и используется для ступенчатого цементирования скважин.

Известно устройство для ступенчатого цементирования МСЦ-1, состоящее из корпуса, обоймы, верхней и нижней втулок и цементировочных отверстий (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению. Том 1. М., Недра. 1985, с.407).

Недостатком устройства применительно к условиям ступенчатого цементирования скважин является сложность управления приводом открытия и закрытия цементировочных отверстий, особенно в наклонных скважинах.

Известно устройство для ступенчатого цементирования скважин, содержащее полый корпус с цементировочными отверстиями. На корпусе размещена дифференциальная втулка для перекрытия цементировочных отверстий, снабженная фиксатором и уплотнениями и закрепленная на корпусе калиброванными срезными штифтами. В корпусе установлено посадочное седло для продавочной пробки, закрепленное в проходном канале устройства срезными штифтами. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля (см. Абубакиров В.Ф. и др. Буровое оборудование: Справочник: В 2-х т. Т.2. Буровой инструмент.- М.: ОАО «Издательство «Недра», 2003. - с.239-241.).

Недостатком описанного устройства является ненадежность конструкции узла перекрытия цементировочных отверстий, следствием чего является ухудшение качества цементирования скважин.

Заявляемое устройство решает задачу повышения надежности конструкции узла перекрытия цементировочных отверстий и повышения качества цементирования.

Для решения поставленной задачи устройство для ступенчатого цементирования скважин содержит полый корпус с цементировочными отверстиями и, установленный с возможностью осевого перемещения, узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами. Устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля. Новым в устройстве является то, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для

продавочной пробки установлено внутри втулки. На внешней поверхности дифференциальной втулки могут быть выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами.

На представленном чертеже изображен общий вид устройства.

Устройство содержит полый корпус 1 с переменным внутренним диаметром и центрирующими ребрами 2. В верхней части устройства установлен муфтовый переводник 3. Внутри корпуса 1 на калиброванных срезных штифтах 4 установлена дифференциальная втулка 5. В теле корпуса 1 выполнены цементировочные отверстия 6 и отверстия 7 для соединения полости А между дифференциальной втулкой 5 и корпусом 1 с затрубным пространством, а также специальные винты 8, взаимодействующие с продольными пазами 9 на дифференциальной втулке 5. Дифференциальная втулка 5 снабжена кольцевым пружинным фиксатором 10 и резиновыми уплотнительными кольцами 11 и 12. Внутри дифференциальной втулки 5 установлено посадочное седло 13 для продавочной пробки (на чертеже не показана), закрепленное срезными штифтами 14. На концах корпуса 1 и муфтового переводника 2 имеются присоединительные резьбы заданного профиля.

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства в составе компоновки эксплуатационной колонны и установки его в заданном интервале скважины (дифференциальная втулка 5 находится в нижнем положении и перекрывает цементировочные отверстия 6 в корпусе 1), скважину промывают и закачивают в нее расчетные порции технологических жидкостей (буферной, порции цемента первой ступени). Опускают в колонну специальную продавочную пробку первой ступени (на чертеже не показана), которая проходит через устройство. По окончании продавки порции цемента первой ступени продавочная пробка первой ступени садится на седло обратного клапана или «стоп-кольцо» (на чертеже не показаны), установленное над ним, давление в колонне начинает подниматься и за счет разности площадей торцов дифференциальной втулки 5 и при заданном давлении приводит ее в движение, срезая удерживающие ее калиброванные срезные штифты 4, и перемещая вверх по корпусу 1. При этом открываются цементировочные отверстия 6. Наличие полости А, сообщенной посредством отверстий 7 с затрубным пространством, обеспечивает движущую силу, воздействующую на дифференциальную втулку 5. В скважине устанавливается циркуляция цементного раствора через устройство и начинается процесс замещения цементного раствора технологической жидкостью, обеспечивающей вымыв цемента первой ступени, поднятого выше цементировочных отверстий 6 устройства. По

окончании промывки скважины сразу или после выдержки заданного времени ОЗЦ, приступают к цементированию второй ступени.

Перед закачкой расчетного объема цементного раствора второй ступени, с целью исключения образования цементной перемычки, в скважину опускается специальная запорная пробка (на чертеже не показана), которая закрывает внутреннее пространство ниже устройства.

По окончании закачки цементного раствора второй ступени в скважину опускается запорная продавочная пробка (на чертеже не показана), которая садится на посадочное седло 13 и перемещает дифференциальную втулку 5 вниз до положения, в котором она фиксируется фиксатором 10, надежно и герметично, благодаря уплотнительным кольцам 11 и 12, закрывая цементировочные отверстия 6 в корпусе 1 устройства. Наличие продольных пазов 9, взаимодействующих с винтами 8, исключает вращение втулки 5 в корпусе 1. После окончания ОЗЦ, внутрискважинные элементы (пробки и седла) разбуриваются или продавливаются на забой без разбуривания.

1. Устройство для ступенчатого цементирования скважин, содержащее полый корпус с цементировочными отверстиями и установленный с возможностью осевого перемещения узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами, при этом устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки, а на концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля, отличающееся тем, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для продавочной пробки установлено внутри втулки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешней поверхности дифференциальной втулки выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами.