RU2211307C1 - Device for stage cementing of casing string - Google Patents

Device for stage cementing of casing string Download PDF

Info

Publication number
RU2211307C1
RU2211307C1 RU2002111096A RU2002111096A RU2211307C1 RU 2211307 C1 RU2211307 C1 RU 2211307C1 RU 2002111096 A RU2002111096 A RU 2002111096A RU 2002111096 A RU2002111096 A RU 2002111096A RU 2211307 C1 RU2211307 C1 RU 2211307C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
rod
casing
check valve
shear unit
Prior art date
Application number
RU2002111096A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.Г. Габдуллин
Д.В. Страхов
Г.Ф. Кандаурова
В.И. Зубарев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2002111096A priority Critical patent/RU2211307C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2211307C1 publication Critical patent/RU2211307C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: oil producing industry; applicable in casing string cementing in two stages in oil and gas wells. SUBSTANCE: device has valve-coupling, case and check valve. Valve-coupling includes body with radial channels. Case is fitted on body and forms cavity with it. Check valve includes shutoff member in form of metal cylinder. Cylinder lower end is made in form of cone contacting case cone end, and cylinder upper end is spring-loaded. Body radial channels accommodate dead plugs extending inside body for engagement with shear unit. Shear unit is lowered into well on rope or cable. Shear unit consists of rod with conical external shoulder in lower part. Shear unit is connected from atop with weighing member and cable head. Rod from external side is made with cylindrical hollow over large part of length. Located in cylindrical hollow is circular stop and movable collet with two-sided circular stop on upper end and one-sided external stops on lower ends. EFFECT: higher reliability of cement mortar injection of the second stage. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в две стадии в нефтяных и газовых скважинах. Устройство может также найти применение и при вторичном вскрытии пластов. The invention relates to the oil industry and can be used for cementing casing in two stages in oil and gas wells. The device can also find application in the secondary opening of formations.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая корпус с циркуляционными отверстиями и установленными в них пробками, упор для закрывания втулки корпуса, посадочную втулку под разделительную пробку [1]. A known clutch for stepped casing cementing, including a housing with circulation holes and plugs installed in them, an abutment to close the housing sleeve, a landing sleeve under the separation tube [1].

Недостатки устройства:
- внутреннее сечение муфты меньше внутреннего сечения обсадной колонны за счет заслонки, закрывающей циркуляционные отверстия;
- при разбуривании цементного камня внутри муфты возможна разгерметизация колонны за счет разрушения заслонки, выступающей во внутрь колонны.
The disadvantages of the device:
- the internal section of the coupling is less than the internal section of the casing due to the damper closing the circulation holes;
- when drilling cement stone inside the coupling, depressurization of the column is possible due to the destruction of the damper protruding into the inside of the column.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее клапан-муфту, спускаемую в скважину в составе обсадной колонны, включающую корпус с радиальными каналами, кожух, надетый на корпус и образующий с ним полость, и обратный клапан, включающий запорный орган [2] . The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a valve coupling, lowered into the well as a part of a casing string, including a housing with radial channels, a housing worn on the housing and forming a cavity with it, and a check valve that includes a shut-off element [2] .

Известное устройство обладает низкой эксплуатационной надежностью. The known device has a low operational reliability.

Ввиду того, что проходной канал клапана является небольшим, на обсадной колонне устанавливают несколько таких устройств. А поскольку запорный элемент клапана выполнен из упругодеформируемого материала, управление клапаном является трудноконтролируемым, возможно срабатывание одного клапана и несрабатывание другого или неодновременное их срабатывание, что ставит под сомнение эффективность и надежность проведения операции по закачке цементного раствора второй ступени и обеспечение надлежащего качества цементного камня за обсадной колонной. Due to the small passage of the valve, several such devices are installed on the casing. And since the valve shutoff element is made of elastically deformable material, the valve control is difficult to control, it is possible that one valve is triggered and another one does not work, or their operation is not simultaneous, which casts doubt on the efficiency and reliability of the cement mortar injection operation of the second stage and ensuring the proper quality of the cement stone behind the casing the column.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего более высокой эксплуатационной надежностью и обеспечивающего гарантированную успешность проведения операции по закачке цементного раствора второй ступени. The objective of the invention is to provide a device with higher operational reliability and ensuring the guaranteed success of the operation for the injection of cement mortar of the second stage.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим клапан-муфту, включающую корпус с радиальными каналами, кожух, надетый на корпус и образующий с ним полость, и обратный клапан, включающий запорный орган. This problem is solved by the proposed device containing a valve coupling, comprising a housing with radial channels, a casing, worn on the housing and forming a cavity with it, and a check valve that includes a shut-off element.

Новым является то, что запорный орган обратного клапана представляет собой металлический цилиндр, нижний торец которого выполнен под конус, контактирующий с конусным торцом кожуха, а верхний торец подпружинен; в радиальных каналах установлены глухие полые заглушки, выступающие во внутрь корпуса с возможностью взаимодействия со срезным узлом, спускаемым в скважину на канате или кабеле и состоящим из штока с конусным наружным уступом в нижней части и соединенным сверху с утяжелителем и кабельной головкой, причем шток с наружной стороны выполнен с цилиндрической выборкой на большей части длины, в которой расположен кольцевой упор, зафиксированный срезными элементами, и установлена подвижная цанга с двухсторонним кольцевым упором на верхнем и односторонними наружными упорами на нижнем концах. What is new is that the check valve closure is a metal cylinder, the lower end of which is made under a cone in contact with the conical end of the casing, and the upper end is spring-loaded; deaf hollow plugs are installed in the radial channels, protruding into the body with the possibility of interaction with a shear assembly, lowered into the borehole on a rope or cable and consisting of a rod with a conical outer ledge in the lower part and connected from above with a weighting agent and cable head, and the rod with an external the side is made with a cylindrical sample over most of the length in which an annular stop is fixed, fixed by shear elements, and a movable collet with a double-sided ring stop is installed on the upper and nostoronnimi external fitting at the lower end.

На фиг.1 изображен продольный разрез клапана-муфты, спущенной в скважину в составе обсадной колонны, и срезной узел в момент после закачки цементного раствора первой ступени;
на фиг.2 - момент закачки цементного раствора второй ступени.
Figure 1 shows a longitudinal section of a valve coupling lowered into the well as part of a casing, and a shear assembly at the time after the injection of cement mortar of the first stage;
figure 2 - the time of injection of the cement mortar of the second stage.

Устройство состоит из клапана-муфты (фиг.1), включающей в себя корпус 1 с радиальными каналами 2, в которых установлены глухие полые заглушки 3, выступающие во внутрь корпуса и имеющие ослабленное сечение 4. На корпус надет кожух 5, верхний торец которого выполнен конусным и контактирует с конусной поверхностью нижнего торца запорного органа обратного клапана 6. Между верхним торцом запорного органа и упором 7 установлена пружина 8. The device consists of a valve coupling (Fig. 1), which includes a housing 1 with radial channels 2, in which blind hollow plugs 3 are installed, protruding into the interior of the housing and having a weakened cross-section 4. A housing 5 is mounted on the housing, the upper end of which is made conical and in contact with the conical surface of the lower end of the shut-off element of the check valve 6. Between the upper end of the shut-off element and emphasis 7, a spring 8 is installed.

Срезной узел устройства содержит шток 9 с конусным наружным уступом 10 в нижней части, а верхней частью соединен с утяжелителем 11 (1-3 шт. насосно-компрессорных труб), который, в свою очередь, соединен с кабельной головкой 12. Шток 9 с наружной стороны выполнен с цилиндрической выборкой 13 на большей части длины, в которой расположен кольцевой упор 14, зафиксированный срезными элементами 14а, и установлена подвижная цанга 15, имеющая двухсторонний кольцевой упор 16 на верхнем и односторонние наружные упоры 17 на нижнем концах. The shear assembly of the device contains a rod 9 with a conical outer ledge 10 in the lower part, and the upper part is connected to a weighting agent 11 (1-3 pcs tubing), which, in turn, is connected to the cable head 12. The rod 9 with the outer the side is made with a cylindrical sample 13 at most of the length in which the annular stop 14 is located, fixed by shear elements 14a, and a movable collet 15 is installed, having a double-sided ring stop 16 at the upper and one-sided outer stops 17 at the lower ends.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Колонну обсадных труб 18 (фиг.1) с башмаком 19, цементировочным клапаном 20 и седлом 21 спускают в скважину до проектной глубины. В составе обсадной колонны установлен клапан-муфта, которая должна находиться выше кровли продуктивного пласта 22 (~150-200 м). The casing string 18 (FIG. 1) with a shoe 19, a cementing valve 20 and a seat 21 is lowered into the well to the design depth. A casing valve is installed in the casing string, which should be located above the roof of the reservoir 22 (~ 150-200 m).

В осадную колонну закачивают расчетный объем цементного раствора первой ступени с применением разделительной пробки 23. После получения сигнала "Стоп" продавку цементного раствора прекращают и сразу же на канате или кабеле 24 во внутрь обсадной колонны спускают срезное устройство, которое, дойдя до глухих полых заглушек 3, останавливается. При этом нижние упоры 17 цанги 15 опустятся ниже глухих пробок 3, а верхний упор 16 наружной стороной сядет на них. Этот момент определяется по разгрузке кабеля. Затем делают натяжку кабеля, цанга 15 и шток 9 двигаются вверх до тех пор, пока цанга нижними упорами 17 не упрется снизу в глухие полые заглушки 3, шток продолжает двигаться вверх и входит своим наружным уступом 10 во внутрь цанги, а последняя своим внутренним кольцевым упором 16 упрется в кольцевой уступ 14 на штоке 9. The calculated volume of cement of the first stage is pumped into the siege string using a separation plug 23. After the Stop signal is received, the cement slurry is stopped and immediately a shear device is lowered into the casing or cable 24 into the casing, which, reaching the blank hollow plugs 3 stops. In this case, the lower stops 17 of the collet 15 will fall below the blind plugs 3, and the upper emphasis 16 will sit on them with the outer side. This moment is determined by the unloading of the cable. Then the cable is tensioned, the collet 15 and the stem 9 move up until the collet with the lower stops 17 rests against the blind hollow plugs 3, the rod continues to move upward and enters its outer ledge 10 into the collet, and the latter with its inner ring stop 16 rests against the annular ledge 14 on the rod 9.

При дальнейшем натяжении кабеля происходит разрушение заглушек, которое осуществляется при нагрузке не более 3 тс, при этом происходит резкое снижение нагрузки на кабель, после чего срезной узел поднимают на поверхность и производят промывку затрубного пространства выше клапана-муфты с целью удаления излишнего цементного раствора. После ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 25 до клапана-муфты (фиг. 2). Затем герметизируют устье и закачивают через клапан-муфту расчетный объем цементного раствора второй ступени. После прекращения продавки обратный клапан 6 надежно перекрывает затрубное пространство. Обратной или прямой промывкой удаляют излишки цементного раствора из обсадной колонны, извлекают НКТ и оставляют скважину ОЗЦ. With further cable tension, the plugs are destroyed, which occurs at a load of no more than 3 tf, while the cable load drops sharply, after which the shear assembly is raised to the surface and the annulus is flushed above the coupling valve in order to remove excess cement mortar. After waiting for the hardening of cement (OZZ) into the well, lower the tubing string 25 to the coupling valve (Fig. 2). Then the mouth is sealed and the calculated volume of cement of the second stage is pumped through the valve sleeve. After the cessation of the sale, the check valve 6 reliably closes the annulus. By reverse or direct washing, excess cement slurry is removed from the casing, tubing is removed and the borehole well is left.

В случае, если полые заглушки не разрушились при нагрузке до 3 тс, при дальнейшем натяжении кабеля разрушаются срезные элементы 14а, удерживающие кольцевой упор 14, благодаря чему освобождается цанга 15, и предотвращается тем самым аварийная ситуация. In the event that the hollow plugs did not collapse under a load of up to 3 tf, with further cable tension, the shear elements 14a holding the annular stop 14 are destroyed, thereby releasing the collet 15 and thereby preventing an emergency.

Применение в устройстве разрушаемых полых заглушек, подпружиненного металлического обратного клапана большой пропускной способности и срезного узла повышает надежность в работе в целом устройства и гарантирует высокое качество проведения операции по закачке цементного раствора второй ступени и цементного камня за обсадной колонной. The use of destructible hollow plugs, a spring-loaded metal non-return valve with a large throughput and a shear assembly increases the reliability of the device as a whole and guarantees high quality of the operation for pumping cement of the second stage and cement stone behind the casing.

Источники информации
1. А.с. СССР 1694861, МКИ Е 21 В 33/14, 1991 (аналог).
Sources of information
1. A.S. USSR 1694861, MKI E 21 V 33/14, 1991 (analog).

2. Патент РФ 2029066, МКИ 6 Е 21 В 33/13, опублик. 20.02.1995 г. (прототип). 2. RF patent 2029066, MKI 6 E 21 V 33/13, published. 02/20/1995, (prototype).

Claims (1)

Устройство для ступенчатого цементирования обсадной колонны, содержащее клапан-муфту, включающую корпус с радиальными каналами, кожух, надетый на корпус и образующий с ним полость, и обратный клапан, включающий запорный орган, отличающееся тем, что запорный орган обратного клапана представляет собой металлический цилиндр, нижний торец которого выполнен под конус, контактирующий с конусным торцом кожуха, а верхний торец подпружинен, в радиальных каналах установлены глухие полые заглушки, выступающие во внутрь корпуса с возможностью взаимодействия со срезным узлом, спускаемым в скважину на канате или кабеле и состоящим из штока с конусным наружным уступом в нижней части и соединенным сверху с утяжелителем и кабельной головкой, причем шток с наружной стороны выполнен с цилиндрической выборкой на большей части длины, в которой расположен кольцевой упор, зафиксированный срезными элементами, и установлена подвижная цанга с двухсторонним кольцевым упором на верхнем и односторонними наружными упорами на нижнем концах. A device for stepwise cementing of a casing string comprising a valve sleeve including a housing with radial channels, a casing worn on the housing and forming a cavity with it, and a check valve comprising a shut-off member, characterized in that the shut-off member of the check valve is a metal cylinder, the lower end of which is made under the cone in contact with the conical end of the casing, and the upper end is spring-loaded, blind hollow plugs are installed in the radial channels, which protrude into the inside of the housing action with a shear assembly, lowered into the well on a rope or cable and consisting of a rod with a conical outer ledge in the lower part and connected from above with a weighting agent and cable head, and the rod on the outside is made with a cylindrical selection for most of the length in which the annular an emphasis fixed by shear elements and a movable collet with a double-sided annular emphasis on the upper and one-sided outer stops at the lower ends.
RU2002111096A 2002-04-24 2002-04-24 Device for stage cementing of casing string RU2211307C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111096A RU2211307C1 (en) 2002-04-24 2002-04-24 Device for stage cementing of casing string

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111096A RU2211307C1 (en) 2002-04-24 2002-04-24 Device for stage cementing of casing string

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2211307C1 true RU2211307C1 (en) 2003-08-27

Family

ID=29246617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111096A RU2211307C1 (en) 2002-04-24 2002-04-24 Device for stage cementing of casing string

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2211307C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2584428C1 (en) * 2015-01-27 2016-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Device for stage cementing of casing strings
RU223731U1 (en) * 2023-12-28 2024-02-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Coupling for cementing casing strings

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2584428C1 (en) * 2015-01-27 2016-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Device for stage cementing of casing strings
RU223731U1 (en) * 2023-12-28 2024-02-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Coupling for cementing casing strings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2615737C (en) A retrievable bridge plug
US5690177A (en) Fill valve
US5909771A (en) Wellbore valve
RU154511U1 (en) PACKER DRILLING WITH A LANDING TOOL
RU2211307C1 (en) Device for stage cementing of casing string
US5680902A (en) Wellbore valve
RU2296853C2 (en) Drillable packer
CN110529068A (en) A kind of underground non-metallic pipe Special packer
RU2343272C2 (en) Cementing valve of casing string
RU2584428C1 (en) Device for stage cementing of casing strings
RU2021486C1 (en) Packer
SU800339A1 (en) Packer
RU93113U1 (en) Coupling Cementing
RU2326231C1 (en) Flap for casing string
RU2760110C1 (en) Collar for stage cementing of casing string in a well
RU2809392C1 (en) Device for running and cementing liner with rotation
RU48577U1 (en) CASE VALVE
RU2546204C1 (en) Starter clutch with valve
RU1812304C (en) Valve for casing strings
SU1665022A1 (en) Method for well casing and cementing
SU1379451A1 (en) Arrangement for cementing casing in well
RU2250355C1 (en) Casing strings valve
RU2655867C1 (en) Retrievable bridge plug
RU2182647C1 (en) Gear for gradual pressure grouting of well
RU2304696C2 (en) Packer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080425