RU2305744C1 - Downhole casing pipe vibrator - Google Patents
Downhole casing pipe vibrator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305744C1 RU2305744C1 RU2005141654/03A RU2005141654A RU2305744C1 RU 2305744 C1 RU2305744 C1 RU 2305744C1 RU 2005141654/03 A RU2005141654/03 A RU 2005141654/03A RU 2005141654 A RU2005141654 A RU 2005141654A RU 2305744 C1 RU2305744 C1 RU 2305744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- bypass channel
- casing
- piston
- radial holes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству скважин, а именно к устройствам для цементирования обсадных колонн.The invention relates to the construction of wells, and in particular to devices for cementing casing strings.
Известен вибробашмак цементируемой колонны (патент RU №2061841, МПК 7 Е21В 33/16, опубл. от 10.06.1996 г.), включающий полый корпус с боковыми отверстиями, присоединительной резьбой и предохранительным клапаном, цилиндр из легкоразбуриваемого материала с полостью, входным каналом, сообщающим полость корпуса с полостью цилиндра, и выходным осевым каналом, сообщающим полость цилиндра с внешним пространством, зубчатое колесо из легкоразбуриваемого материала на легкоразбуриваемом валу, размещенное в полости, сопло из легкоразбуриваемого материала, помещенное во входном канале и ориентированное в область делительного диаметра зубчатого колеса, и направляющую пробку, при этом цилиндр выполнен с карманом и полостью в виде цилиндрической полости, которая перекрыта диском, имеющим карман и эксцентричное отверстие, а вал зубчатого колеса выполнен с дебалансом в виде втулки с эксцентричным пластинчатым кругом и установлен по оси цилиндрической полости в карманах цилиндра и диска с возможностью открытия-закрытия пластинчатым кругом эксцентричного отверстия, при этом входной канал выполнен тангенциальным по отношению к цилиндрической полости, а боковое отверстие корпуса выполнено со стороны диска по оси цилиндрической полости.Known vibratory shoe cemented columns (patent RU No. 2061841, IPC 7 ЕВВ 33/16, published on 06/10/1996), including a hollow body with side holes, connecting thread and safety valve, a cylinder made of easily drilled material with a cavity, an inlet channel, communicating a body cavity with a cylinder cavity, and an output axial channel communicating a cylinder cavity with external space, a gear wheel made of easily drilled material on an easily drilled shaft, placed in the cavity, a nozzle of easily drilled material, bent in the inlet channel and oriented in the region of the pitch diameter of the gear wheel and the guide plug, the cylinder being made with a pocket and a cavity in the form of a cylindrical cavity, which is covered by a disk having a pocket and an eccentric hole, and the gear shaft is made with an unbalance in the form of a sleeve with an eccentric plate circle and mounted along the axis of the cylindrical cavity in the pockets of the cylinder and the disk with the possibility of opening and closing a plate circle of the eccentric hole, while the input channel is made tangential with respect to the cylindrical cavity, and the side opening of the housing is made from the disk side along the axis of the cylindrical cavity.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является башмак обсадной колонны (авторское свидетельство SU №1661372, МПК 7 Е21В 33/14, опубл. в бюл. №25 от 07.07.1991 г.), включающий полый корпус с проходным верхним и нижним переводниками и расположенный внутри корпуса поршень-клапан с выступами на наружной поверхности в верхней части, подпружиненный относительно верхнего переводника, и шток, проходящий внутри поршня-клапана и связанный нижним концом с нижним переводником, при этом поршень-клапан выполнен с двумя внутренними полостями, разделенными кольцевым выступом, образующим осевой канал, и имеет элемент для перекрытия этого канала, причем этот элемент перекрывает осевой канал в верхнем положении поршня клапана и открывает в нижнем положении последнего.The closest in technical essence to the proposed one is the casing shoe (copyright certificate SU No. 1661372, IPC 7 ЕВВ 33/14, published in Bulletin No. 25 dated 07/07/1991), which includes a hollow body with an upper and lower pass through and a piston-valve located inside the housing with protrusions on the outer surface in the upper part, spring-loaded relative to the upper sub, and a rod passing inside the piston-valve and connected by the lower end to the lower sub, while the piston-valve is made with two internal cavities, section lennymi annular shoulder forming the axial bore and has a member for closing this channel, wherein the member overlaps the axial bore in the upper position of the piston valve and opening the latter in lowered position.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:Both analog and prototype have common disadvantages:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;
во-вторых, сложность изготовления и сборки, обусловленная большим количеством технологически сложных деталей, а невыполнение жестких требований при изготовлении и сборке снижает надежность работы устройства;secondly, the complexity of manufacturing and assembly, due to the large number of technologically complex parts, and failure to meet stringent requirements in the manufacture and assembly reduces the reliability of the device;
в-третьих, во внутренних полостях вибробашмака по окончании прокачки остается цементный раствор, который, застывая, забивает проходные каналы, что перед повторным использованием требует разборки, очистки и сборки устройства.thirdly, in the internal cavities of the vibratory shoe, at the end of pumping, a cement mortar remains, which, solidifying, clogs the passage channels, which before reuse requires disassembly, cleaning and assembly of the device.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности работы, а также возможность промывки внутренней полости устройства от остатков цементного раствора по окончании его закачки.An object of the invention is to simplify the design of the device and increase the reliability, as well as the ability to rinse the internal cavity of the device from the remnants of the cement after completion of its injection.
Поставленная техническая задача решается предлагаемым скважинным вибратором для обсадной колонны, включающим полый корпус с присоединительными резьбами, подпружиненный вверх и установленный в полости корпуса поршень-клапан и перепускной канал.The technical task is solved by the proposed casing borehole vibrator, including a hollow body with connecting threads, a spring-loaded piston-valve and an overflow channel installed in the body cavity.
Новым является то, что корпус соединен с колонной труб, спускаемых в обсадную колонну, и снабжен верхним, средним и нижним рядами радиальных отверстий, которые соединены снаружи перепускным каналом, причем средний ряд радиальных отверстий выполнен с возможностью перекрытия поршнем-клапаном в начальном положении, а перепускной канал между верхним и средним рядами радиальных отверстий снабжен клапаном, пропускающим снизу вверх.What is new is that the casing is connected to a string of pipes lowered into the casing and is provided with upper, middle and lower rows of radial holes that are connected externally by a bypass channel, the middle row of radial holes being configured to overlap with the piston-valve in the initial position, and the bypass channel between the upper and middle rows of the radial holes is equipped with a valve that allows upward flow.
На чертеже изображено предлагаемое устройство перед цементированием обсадной колонны в продольном разрезе.The drawing shows the proposed device before cementing the casing in longitudinal section.
Скважинный вибратор для обсадной колонны включает полый корпус 1 с присоединительными резьбами 2 и 3, подпружиненный вверх посредством пружины 4, и установленный в полости корпуса 1 поршень-клапан 5 и перепускной канал 6. Корпус 1 сверху соединен с колонной труб 7 (например, колонной насосно-компрессорных труб), спускаемых в обсадную колонну 8.The downhole vibrator for the casing string includes a hollow body 1 with connecting threads 2 and 3, spring-loaded upward by means of a spring 4, and a piston valve 5 and a bypass channel 6 installed in the cavity of the body 1. The body 1 is connected to the pipe string 7 from above (for example, a pump string -compressor pipes) lowered into the casing 8.
Корпус 1 снабжен верхним 9, средним 10, нижним 11 рядами радиальных отверстий, которые соединены снаружи перепускным каналом 6. Средний ряд радиальных отверстий 10 выполнен с возможностью перекрытия поршнем-клапаном 5 в начальном положении. Перепускной канал 6 между верхним 9 и средним 10 рядами радиальных отверстий снабжен клапаном 12, пропускающим снизу вверх.The housing 1 is equipped with upper 9, middle 10, lower 11 rows of radial holes that are connected externally bypass channel 6. The middle row of radial holes 10 is made with the possibility of overlapping piston-valve 5 in the initial position. The bypass channel 6 between the upper 9 and middle 10 rows of radial holes is equipped with a valve 12, passing from the bottom up.
Компоновка нижней части обсадной колонны 8 и компоновка, присоединяемая к низу корпуса 1 скважинного вибратора для обсадной колонны, может быть различной.The layout of the lower part of the casing string 8 and the layout attached to the bottom of the casing 1 of the downhole vibrator for the casing string may be different.
В качестве примера рассмотрим один из вариантов компоновок, который представлен на чертеже. На нижний конец корпуса 1 навернут патрубок 13, заглушенный снизу заглушкой 14. В патрубке 13 выше заглушки 14 выполнены радиальные отверстия 15, гидравлически сообщающие внутренние пространства колонны труб 7 и обсадной колонны 8.As an example, consider one of the layout options, which is presented in the drawing. A nozzle 13 is screwed onto the lower end of the housing 1, which is plugged from below by a plug 14. In the nozzle 13 above the plug 14 there are made radial holes 15 that hydraulically communicate the internal spaces of the pipe string 7 and casing string 8.
Заглушка 14 посредством срезного элемента 16 соединена с обратным клапаном 17, выполненным в виде полого заглушенного снизу цилиндра, имеющего наружную цилиндрическую выборку 18, в которой размещено стопорное кольцо 19, имеющее возможность взаимодействия с цилиндрической выборкой 20 седла 21. Седло 21 герметично установлено в составе обсадной колонны 8 выше центрального клапана обратного давления (ЦКОД) 22 и соединено с последним посредством переходника 23.The plug 14 by means of a shear element 16 is connected to a non-return valve 17 made in the form of a hollow cylinder muffled from below, having an outer cylindrical sample 18, in which a retaining ring 19 is placed, which can interact with the cylindrical sample 20 of the seat 21. The saddle 21 is hermetically installed in the casing columns 8 above the central back pressure valve (CKOD) 22 and is connected to the latter via an adapter 23.
На нижний конец ЦКОДа 22 навернута башмачная труба 24 со сквозными отверстиями 25, гидравлически соединяющими внутреннее пространство обсадной колонны 8 с ее наружным пространством.A shoe pipe 24 is screwed onto the lower end of TsKOD 22 with through holes 25 hydraulically connecting the inner space of the casing 8 to its outer space.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В обсадную колонну 8, скомпонованную и спущенную в скважину, собирают и на конце колонны труб 7 спускают скважинный вибратор для обсадной колонны, при этом в присоединительную резьбу 3 вворачивают нижний конец колонны труб 7, а в присоединительную резьбу 2 корпуса 1 вворачивают патрубок 13 с обратным клапаном 17 на конце. Колонну труб 7 постепенно наращивают и устройство опускают в обсадную колонну 8 до тех пор, пока обратный клапан 17 не достигнет ЦКОДа 22, при этом расчет элементов компоновки производят таким образом, чтобы нижний торец корпуса 1 находился на 5-10 метров выше седла 21.In the casing 8, arranged and lowered into the well, is assembled and downhole vibrator for the casing is lowered at the end of the pipe string 7, while the lower end of the pipe string 7 is screwed into the connecting thread 3, and the pipe 13 is screwed into the connecting thread 2 of the housing 1 valve 17 at the end. The pipe string 7 is gradually increased and the device is lowered into the casing 8 until the check valve 17 reaches TsKOD 22, while the layout elements are calculated so that the lower end of the housing 1 is 5-10 meters above the seat 21.
Производят цементирование обсадной колонны 8, при этом в колонну труб 7 с устья скважины закачивают цементный раствор, который, достигнув скважинного вибратора для обсадной колонны, сначала через верхний ряд радиальных отверстии 9 попадает в перепускной канал 6, заполняя его выше клапана 12, поскольку последний герметично разделяет верхний 9 и средний 10 ряды радиальных отверстий в перепускном канале 6 и пропускает только снизу вверх.The casing string 8 is cemented, and cement slurry is pumped into the pipe string 7 from the wellhead, which, having reached the borehole vibrator for the casing string, first passes through the upper row of radial holes 9 into the bypass channel 6, filling it above valve 12, since the latter is hermetically sealed divides the upper 9 and middle 10 rows of radial holes in the bypass channel 6 and passes only from bottom to top.
После заполнения перепускного канала 6 выше клапана 12 давление закачки воздействует сверху на поршень-клапан 5, в результате последний, сжимая пружину 4, опускается вниз до тех пор, пока не откроется средний ряд радиальных отверстий 10, который был перекрыт поршнем-клапаном 5 в начальном положении.After filling the bypass channel 6 above the valve 12, the injection pressure acts on the piston-valve 5 from above, as a result, the last, compressing the spring 4, drops down until the middle row of radial holes 10 is opened, which was blocked by the piston-valve 5 in the initial position.
Закачку цементного раствора продолжают, вследствии чего последний из колонны труб 7 через открывшийся под действием давления закачки средний ряд радиальных отверстий 10 корпуса 1 по перепускному каналу 6 ниже клапана 12 сквозь нижний ряд радиальных отверстий 11 попадает внутрь корпуса 1 и далее в патрубок 13, при этом давление над поршнем-клапаном 5 падает и последний за счет возвратной силы пружины 4 возвращается обратно, перекрывая средний ряд радиальных отверстий 9.The cement mortar is continued to be injected, as a result of which the last of the pipe string 7, through the middle row of radial holes 10 of the housing 1, which opened under the pressure of injection, passes through the bypass channel 6 below the valve 12 through the lower row of radial holes 11 into the housing 1 and then into the pipe 13, while the pressure above the piston-valve 5 drops and the latter due to the return force of the spring 4 is returned back, blocking the middle row of radial holes 9.
Закачку цементного раствора продолжают, при этом давление над поршнем-клапаном 5 вновь возрастает и последний вновь опускается вниз, сжимая пружину 4 и открывая средний ряд радиальных отверстий 9, и вновь происходит поступление цементного раствора в патрубок 13.The injection of cement mortar continues, while the pressure above the piston-valve 5 again increases and the latter again drops down, compressing the spring 4 and opening the middle row of radial holes 9, and again the cement flows into the nozzle 13.
В дальнейшем цикл повторяется, происходит пульсирующая закачка цементного раствора через радиальные отверстия 15 патрубка 13, внутреннее пространство обсадной колонны 8 ниже седла 21, через переходник 23 и ЦКОД 22, а также через сквозные отверстия 25 башмачной трубы 24 в наружное пространство обсадной колонны 8, цементируя последнюю.Subsequently, the cycle repeats, a pulsating injection of cement takes place through the radial holes 15 of the pipe 13, the inner space of the casing 8 is lower than the seat 21, through the adapter 23 and TsKOD 22, and also through the holes 25 of the shoe 24 into the outer space of the casing 8, cementing the last one.
По окончании цементирования обсадной колонны 8 закачку цементного раствора в колонну труб 7 прекращают. ЦКОД 22 под давлением столба цементного раствора за обсадной колонной 8 закрывается. Колонну труб 7 приподнимают вверх до тех пор, пока обратный клапан 17 герметично не вступит во взаимодействие с седлом 21. После этого к колонне труб 7 с устья скважины прикладывают дополнительную нагрузку, равную примерно 40-50 кН, до разрушения срезных элементов 16. После разрушения срезных элементов 16 колонну труб 7 приподнимают еще на 2-3 метра, при этом обратный клапан 17 стопорным кольцом 19, расположенным в его наружной цилиндрической выборке 18, фиксируется в цилиндрической выборке 20 седла 21.At the end of cementing the casing string 8, the injection of cement into the pipe string 7 is stopped. TsKOD 22 closes under pressure of a column of cement behind the casing 8. The pipe string 7 is lifted up until the check valve 17 hermetically interacts with the seat 21. After that, an additional load of about 40-50 kN is applied to the pipe string 7 from the wellhead until the shear elements 16 are destroyed. After failure shear elements 16 the pipe string 7 is raised another 2-3 meters, while the check valve 17 circlip 19 located in its outer cylindrical sample 18, is fixed in the cylindrical sample 20 of the saddle 21.
Затем обратной промывкой (подачей промывочной жидкости в обсадную колонну 8) удаляют излишки цементного раствора из колонны труб 7 и скважинного вибратора для обсадной колонны.Then, backwash (supply of flushing fluid to the casing 8) removes excess cement from the pipe string 7 and the borehole vibrator for the casing.
Промывочная жидкость, закачиваемая в обсадную колонну 8 сквозь радиальные отверстия 15, поднимается вверх по патрубку 13 и далее, попав в корпус 1 через нижний ряд радиальных отверстий 11, поступает снизу в перепускной канал 6, где, поднимаясь и заполняя последний, воздействует на клапан 12 снизу. Клапан 12, пропускающий снизу вверх, поднимается вверх, выдавливая из перепускного канала 6 выше клапана 12 цементный раствор и перепуская через себя промывочную жидкость, поскольку средний ряд радиальных отверстий 10 корпуса 1 герметично перекрыт изнутри поршнем-клапаном 5. Промывочная жидкость, минуя клапан 12, по перепускному каналу 6, сквозь верхний ряд радиальных отверстий 9 поступает внутрь корпуса 1 и далее по колонне труб 7 вверх на устье скважины.The flushing fluid pumped into the casing 8 through the radial holes 15 rises up the nozzle 13 and then, falling into the housing 1 through the lower row of radial holes 11, flows from below into the bypass channel 6, where, rising and filling the latter, acts on the valve 12 from below. The valve 12, passing from the bottom up, rises up, squeezing cement from the bypass channel 6 above the valve 12 and passing the flushing liquid through itself, since the middle row of radial holes 10 of the housing 1 is hermetically closed from the inside by the piston-valve 5. The flushing liquid, bypassing the valve 12, through the bypass channel 6, through the upper row of radial holes 9 enters the housing 1 and further along the pipe string 7 up at the wellhead.
Таким образом, происходит промывка внутренних полостей скважинного вибратора для обсадной колонны.Thus, the internal cavities of the casing borehole vibrator are flushed.
Предлагаемый скважинный вибратор для обсадной колонны состоит из технологически простых деталей, что позволяет снизить материальные затраты на изготовление и сборку, а повышение надежности его работы связано с упрощением конструкции и возможностью промывки внутренних полостей устройства от остатков цементного раствора по окончании его закачки.The proposed borehole vibrator for the casing string consists of technologically simple parts, which allows to reduce material costs for manufacturing and assembly, and the increase in the reliability of its operation is associated with a simplification of the design and the possibility of washing the internal cavities of the device from the cement slurry residues at the end of its injection.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141654/03A RU2305744C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Downhole casing pipe vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141654/03A RU2305744C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Downhole casing pipe vibrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305744C1 true RU2305744C1 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=38598203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141654/03A RU2305744C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Downhole casing pipe vibrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305744C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102251755A (en) * | 2011-06-18 | 2011-11-23 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Vibration exciting rubber stopper |
CN105696970A (en) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 东营万邦石油科技有限责任公司 | Intermittent liquid flow impacting type well cementation vibrator |
CN105696969A (en) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 东营万邦石油科技有限责任公司 | Pulse-mechanical-impacting-type well cementing vibrator |
-
2005
- 2005-12-29 RU RU2005141654/03A patent/RU2305744C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102251755A (en) * | 2011-06-18 | 2011-11-23 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Vibration exciting rubber stopper |
CN105696970A (en) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 东营万邦石油科技有限责任公司 | Intermittent liquid flow impacting type well cementation vibrator |
CN105696969A (en) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 东营万邦石油科技有限责任公司 | Pulse-mechanical-impacting-type well cementing vibrator |
CN105696970B (en) * | 2016-04-14 | 2018-05-08 | 东营万邦石油科技有限责任公司 | Interval liquid flow impact formula well cementation vibrator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2474727C1 (en) | Borehole pump unit | |
RU2305744C1 (en) | Downhole casing pipe vibrator | |
RU2409736C1 (en) | Packer | |
RU2305746C1 (en) | Downhole casing pipe vibrator | |
RU53361U1 (en) | Borehole Vibrator for Casing | |
RU174630U1 (en) | COUPLING FOR STAGE CEMENT CEMENTING | |
RU2305745C1 (en) | Downhole casing pipe vibrator | |
RU2305173C2 (en) | Method and device for production string sealing during sandy well flushing | |
RU55862U1 (en) | Borehole Vibrator for Casing | |
RU56462U1 (en) | Borehole Vibrator for Casing | |
RU64261U1 (en) | Borehole Vibrator for Casing | |
RU53360U1 (en) | Borehole Vibrator for Casing | |
RU2421600C1 (en) | Device for treatment of reservoirs in well | |
RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
RU2542062C1 (en) | Device for formation treatment in horizontal well | |
RU2687834C1 (en) | Column shoe | |
RU58601U1 (en) | Casing Cementing Device | |
RU2249669C1 (en) | Two-packer device | |
RU2307232C1 (en) | Device for casing pipe cementing inside well | |
RU2553687C1 (en) | Device for pulse injection of liquid to reservoir | |
RU2398957C1 (en) | Facility for operation and clean-up of well | |
SU933954A1 (en) | Apparatus for constructing gravel filter | |
RU2813603C1 (en) | Check valve for casing strip | |
RU2431732C1 (en) | Device for cementing shank end in well | |
RU52075U1 (en) | DEVICE FOR RINSING SAND TUBES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091230 |