RU2343272C2 - Cementing valve of casing string - Google Patents
Cementing valve of casing string Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343272C2 RU2343272C2 RU2007100364/03A RU2007100364A RU2343272C2 RU 2343272 C2 RU2343272 C2 RU 2343272C2 RU 2007100364/03 A RU2007100364/03 A RU 2007100364/03A RU 2007100364 A RU2007100364 A RU 2007100364A RU 2343272 C2 RU2343272 C2 RU 2343272C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- sub
- casing
- casing string
- case
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам, применяемым в процессе бурения ствола скважины с ее одновременным обсаживанием обсадной колонны, которая наращивается по мере углубления ствола и не извлекается из скважины для смены долота.The invention relates to technical means used in the process of drilling a wellbore with its simultaneous casing casing, which grows as the hole deepens and is not removed from the well to change the bit.
Известен обратный клапан для обсадных колонн [1], применяемый при традиционной технологии строительства скважины - когда в начале бурится ствол скважины, а затем после извлечения породоразрушающего инструмента производится крепление стенок скважины обсадными трубами с последующим цементированием пространства между стенкой скважины и спущенными обсадными трубами.Known check valve for casing [1], used in the traditional technology of well construction - when the borehole is drilled at the beginning, and then after removing the rock cutting tool, the walls of the well are fixed with casing pipes, followed by cementing the space between the well wall and deflated casing pipes.
Клапан, состоящий из наружного корпуса, посадочного седла для запорного элемента, монтируется в нижней части обсадной колонны. Опорная торцевая поверхность в верхней части клапана выполняет функцию "стоп-кольца" для остановки цементировочной разделительной пробки.The valve, consisting of an outer casing, a seating seat for a locking element, is mounted at the bottom of the casing. The supporting end surface in the upper part of the valve acts as a “stop ring” to stop the cementing separation plug.
При способе бурения на обсадной колонне с помощью вставного инструмента, закрепляемого в нижней части обсадной колонны - башмаке обсадной колонны (БОК) во время бурения и извлекаемого для замены износившегося раздвижного породоразрушающего инструмента, необходимо иметь равнопроходной внутренний канал для транспортирования вставного инструмента. Наличие жестко связанного с обсадными трубам обратного клапана с элементами, перекрывающими внутреннее проходное сечение во время бурения скважины с применением обсадной колонны, неприемлемо.In the method of drilling on the casing using an insert tool fixed to the bottom of the casing - shoe of the casing (SOC) during drilling and removed to replace a worn-out sliding rock cutting tool, it is necessary to have an equal passage internal channel for transporting the insert tool. The presence of a check valve rigidly connected to the casing with elements overlapping the internal bore during drilling using the casing is unacceptable.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является цементировочный клапан обсадной колонны, в переводнике которой, выполненном с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, размещен корпус клапана, в центральном канале которого смонтирован обратный клапан, расположенные между корпусом клапана и внутренней поверхностью переводника уплотнения, сигнализатор фиксации корпуса клапана в переводнике и запирающий элемент, установленный с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой переводника [2].The closest in technical essence and the achieved result is a casing cementing valve, in the sub of which, made with an annular groove on the inner surface, there is a valve body, in the central channel of which a check valve is mounted, located between the valve body and the inner surface of the seal sub, the fixation indicator valve bodies in the sub and a locking element installed with the possibility of interaction with the annular groove of the sub [2].
Недостатком этого цементировочного клапана является степень контакта запирающего элемента устройства с внутренней поверхностью обсадной колонны во время транспортировки. Запирающий элемент устройства, состоящий из наружной пружинной разрезной обечайки со смонтированными внутри нее вкладышами, располагается в кольцевой проточке корпуса. Во время транспортировки запирающий элемент находится в утопленном положении, но наружная поверхность запирающего элемента под действием сил упругости обечайки находится в постоянном контакте со стенками обсадной колонны по всей поверхности.The disadvantage of this cementing valve is the degree of contact of the locking element of the device with the inner surface of the casing during transportation. The locking element of the device, consisting of an external spring split shell with liners mounted inside it, is located in the annular groove of the housing. During transportation, the locking element is in a recessed position, but the outer surface of the locking element under the action of the elastic forces of the shell is in constant contact with the walls of the casing over the entire surface.
Своей нижней торцевой поверхностью обечайка имеет возможность упора в стык соединений элементов обсадной колонны. В результате упора возможен рост давления промывочной жидкости и освобождение (срезание) сигнализатора фиксации-заглушки, находящейся в центральном канале. После этого дальнейшее транспортирование клапана до места фиксации невозможно.With its lower end surface, the shell has the ability to abut the joint of the elements of the casing string. As a result of the emphasis, an increase in the pressure of the flushing fluid and the release (cutting) of the fixation-plug signaling device located in the central channel are possible. After that, further transportation of the valve to the place of fixation is impossible.
Кроме того, недостатком упомянутого цементировочного клапана является нестабильная величина сигнала, получаемая во время среза защемленных краев сигнализатора фиксации (заглушки) в момент фиксации клапана в переводнике обсадной колонны.In addition, the disadvantage of the said cementing valve is the unstable value of the signal obtained during the cutting of the pinched edges of the fixation indicator (plug) at the moment of fixation of the valve in the casing sub.
Задачей изобретения является повышение надежности цементировочного клапана обсадной колонны в работе.The objective of the invention is to increase the reliability of the cementing valve of the casing string in operation.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении сил трения цементировочного клапана с обсадной колонной при его транспортировании внутри обсадной колонны и получение четкого сигнала при фиксации клапана в переводнике обсадной колонны.The technical result obtained by carrying out the invention is to reduce the friction forces of the cementing valve with the casing string during its transportation inside the casing string and to obtain a clear signal when fixing the valve in the casing string sub.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в цементировочном клапане обсадной колонны, в переводнике которой, выполненном с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, размещен корпус клапана, в центральном канале которого смонтирован обратный клапан, расположенные между корпусом клапана и внутренней поверхностью переводника уплотнения, сигнализатор фиксации корпуса клапана в переводнике и запирающий элемент, установленный с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой переводника, в части корпуса клапана, размещенной под обратным клапаном выполнены цилиндрические гнезда для размещения в них с возможностью радиального перемещения запирающих элементов, выполненных в виде подпружиненных фиксаторов со сферической головкой, причем обратный клапан выполнен в виде подпружиненного наконечника с плунжером, а сигнализатор фиксации корпуса - в виде диафрагмы, связанной с плунжером, в нижней части которого выполнена шейка с возможностью ее разрыва.The specified technical result is ensured by the fact that in the cementing valve of the casing string, in the sub of which, made with an annular groove on the inner surface, there is a valve body, in the central channel of which a non-return valve is mounted, located between the valve body and the inner surface of the seal adapter, the housing fixation indicator valve in the sub and a locking element installed with the possibility of interaction with the annular groove of the sub in the part of the valve body, size cylindrical under the check valve, cylindrical sockets are made for locating locking elements made in them in the form of spring-loaded clamps with a spherical head, and the check valve is made in the form of a spring-loaded tip with a plunger, and the housing fixation indicator is in the form of a diaphragm associated with the plunger , in the lower part of which a neck is made with the possibility of its rupture.
Сущность изобретения заключается в том, что благодаря наличию в части корпуса клапана, размещенной под обратным клапаном, цилиндрических гнезд для размещения в них с возможностью радиального перемещения запирающих элементов, выполненных в виде подпружиненных фиксаторов со сферической головкой, удается во время транспортирования снизить силы трения за счет точечного контакта фиксаторов с обсадной колонной и предотвратить застревание корпуса клапана на уступах внутренней поверхности обсадной колонны, имеющихся в местах сочленения труб.The essence of the invention lies in the fact that due to the presence in the part of the valve body located under the check valve of cylindrical sockets for placement in them with the possibility of radial movement of the locking elements, made in the form of spring-loaded clamps with a spherical head, it is possible to reduce friction forces during transportation due to point contact of the clamps with the casing and prevent jamming of the valve body on the ledges of the inner surface of the casing, available at the joints Ub
Наличие обратного клапана, выполненного в виде подпружиненного наконечника с плунжером, сигнализатора фиксации корпуса в виде диафрагмы, связанной с плунжером, в нижней части которого выполнена шейка с возможностью ее разрыва, обеспечивает получение четкого сигнала фиксации корпуса клапана в переводнике по конкретной величине перепада давления, необходимого для разрыва шейки в плунжере.The presence of a non-return valve, made in the form of a spring-loaded tip with a plunger, a housing fixation indicator in the form of a diaphragm connected with a plunger, in the lower part of which a neck is made with the possibility of its rupture, provides a clear signal of fixing the valve body in the sub according to the specific pressure drop required to break the neck in the plunger.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими изображениями.The invention is illustrated by graphic images.
На фиг.1 изображен продольный разрез цементировочного клапана осадной колонны.Figure 1 shows a longitudinal section of a siege column cementing valve.
На фиг.2 изображен продольный разрез внутренней части цементировочного клапана в положении осуществления ее транспортировки внутри обсадной колонны.Figure 2 shows a longitudinal section of the inner part of the cementing valve in the position of its transportation inside the casing.
На фиг.3 изображен продольный разрез цементировочного клапана в запертом положении в переводнике обсадной колонны и срабатывании сигнализатора фиксации корпуса клапана.Figure 3 shows a longitudinal section of a cementing valve in the locked position in the casing sub and triggering the valve body fixation indicator.
На фиг.4 - поперечное сечение А-А фиг.3 по фиксаторам.Figure 4 is a cross section aa of figure 3 on the latches.
На фиг.5 - вид Б фиг.2.Figure 5 is a view B of figure 2.
На фиг.6 изображен продольный разрез цементировочного клапана в положении закрытия обратного клапана в виде подпружиненного наконечника с плунжером для предотвращения обратного течения цементного раствора.Figure 6 shows a longitudinal section of a cementing valve in the closed position of the check valve in the form of a spring-loaded tip with a plunger to prevent back flow of cement.
Цементировочный клапан обсадной колонны состоит из переводника 1 обсадной колонны 2; на внутренней поверхности переводника выполнена кольцевая канавка 3. Внутри переводника 1 размещен корпус клапана 4 с центральным промывочным каналом 5, в котором смонтирован обратный клапан в виде наконечника 6 с плунжером 7, опирающегося на пружину 8. Наконечник плунжера контактирует с седлом 9, размещенным в корпусе. Место контакта уплотняется манжетой 10. Плунжер 7 клапана центрируется в плите 12, имеющей отверстия 13 и зажатой между верхней 15 и нижней 16 частью корпуса 4. В нижней части плунжера 7 расположена жестко связанная с ним диафрагма 17 с уплотнениями 18 и 19 по наружному и внутреннему диаметрам. В нижней части плунжера выполнена шейка 20. На наружной поверхности нижней части 16 корпуса 4 имеются цилиндрические гнезда 21, в которых смонтированы фиксаторы 22 с пружинами 23. Головка фиксатора выполнена сферической формы. Фиксатор в гнезде стопорится винтом 24. В верхней части 15 корпуса 4 смонтированы уплотнения 25, разделенные фигурными проставками 26, 27 и кольцевыми упорами 28. Уплотнения зафиксированы на наружной поверхности корпуса с помощью гайки 29 и стопорной шайбы 30. В верхней части центрального канала 5 выполнена расточка, образующая уступ 31 для взаимодействия с рычагами грузозахватного инструмента (овершота). В торце нижней части 16 корпуса 4 выполнены пазы 32. В муфте переводника 1, как по всей обсадной колонне между муфтами и ниппелями труб, устанавливается проставочное кольцо 33.The casing cementing valve consists of a
Все детали размещенной внутри переводника 1 сборки обратного клапана изготавливаются из разбуриваемых с помощью долота материалов: алюминиевого сплава, кремнемарганцевой бронзы, резины.All parts of the check valve assembly located inside the
Цементировочный клапан обсадной колонны работает следующим образом.Cementing valve casing operates as follows.
Предусмотрен метод бурения скважины с использованием обсадной колонны в качестве бурильной. Бурение ствола скважины осуществляется с помощью извлекаемого вставного инструмента, закрепленного в нижней части обсадной колонны - башмаке обсадной колонны (БОК) и извлекаемого на поверхность для замены породоразрушающего инструмента (раздвижного долота, раздвижного расширителя и т.д.). Во время бурения обсадная колонна постоянно находится в скважине. Обсадная колонна должна иметь равнопроходное внутреннее сечение с определенным внутренним диаметром.A method for drilling a well using a casing as a drill string is provided. Wellbore drilling is carried out using a removable insert tool fixed to the bottom of the casing string - casing shoe (BOC) and extracted to the surface to replace the rock cutting tool (sliding bit, sliding expander, etc.). During drilling, the casing is constantly in the well. The casing must have a uniform bore with a certain inner diameter.
Ввиду того, что перекрытие внутреннего канала обсадной колонны недопустимо, цементировочный клапан обсадной колонны 2 во время бурения представлен переводником 1 с внутренней кольцевой канавкой 3, который монтируется в обсадную колонну на расстоянии 10-20 м от нижнего торца башмака. Размер (ширина) внутренней кольцевой канавки выбирается таким образом, чтобы не препятствовать спуску-подьему извлекаемого вставного инструмента, а расположение по высоте относительно забоя скважины исключает накопление в канавке шламового материала.Due to the fact that blocking the inner channel of the casing string is unacceptable, the cementing valve of the
При достижении проектного забоя скважины вставной инструмент извлекается на поверхность, а цементировочный обратный клапан заводится в обсадную колонну 2 с утопленными в гнезда 21 корпуса клапана 4 фиксаторами 22.Upon reaching the design bottom of the well, the insert tool is removed to the surface, and the cementing check valve is inserted into the
Транспортирование обратного клапана внутри обсадной колонны осуществляется с помощью прокачивания промывочной жидкости (фиг.2) при закрытом диафрагмой 17 центральном канале 5 корпуса клапана 4. При движении клапан соприкасается со стенкой обсадной колонны резиновыми уплотнениями 25 и точками сферических головок подпружиненных фиксаторов 22. В результате этого силы трения от соприкосновения наружных деталей клапана с внутренней поверхностью обсадной колонны незначительны. Установленные в сочленениях обсадных труб проставочные кольца 33 делают внутренний тракт непрерывным, а выполнение головки фиксатора 22 сферической формы позволяет преодолевать уступы (из-за несоосности труб, разброса величин внутреннего диаметра труб и т.д.) в местах сочленения труб.The transportation of the check valve inside the casing is carried out by pumping the flushing fluid (Fig. 2) with the central channel 5 of the
Момент соединения корпуса клапана 4 с переводником 1 обсадной колонны 2 путем захождения фиксаторов 22 в кольцевую канавку 3 фиксируется по росту давления и его сбросу после разрыва шейки 20 плунжера 7 и освобождению обратного клапана от диафрагмы 17 (фиг.3)The moment of connection of the
После посадки корпуса клапана возможна проверка его положения путем захвата за уступ 31 корпуса клапана рычагами овершота, спущенного на канате.After landing of the valve body, it is possible to check its position by grabbing the
Наличие усилия натяжения каната и его определенная длина свидетельствуют о фиксации корпуса клапана в обсадной колонне.The presence of the tension of the rope and its specific length indicate the fixation of the valve body in the casing.
Производится цементирование затрубного пространства скважины. Верхний торец корпуса клапана выполняет функцию кольца "стоп" для остановки цементировочной разделительной пробки. В момент посадки пробки на ней рвется мембрана и цементный раствор через открытый обратный клапан поступает в затрубное пространство. После выключения насосов наконечник 6 под воздействием пружины 8 и давления столба цементного раствора перемещается вверх и садится в седло 9 с манжетой 10, препятствуя перетоку цементного раствора из заколонного пространства во внутреннюю область обсадной колонны (фиг.6). Цементный раствор заполняет внутреннее и наружное пространство корпуса клапана до уплотнения, кольцевую канавку 3 между фиксаторами 22 (фиг.4), а также пазы 32 (фиг.5) нижней торцевой части 16 корпуса клапана 4. После окончательного затвердения цементного раствора корпус клапана с обратным клапаном и уплотнениями разбуриваются. Затвердевший цементный раствор в вышеуказанных местах создает сопротивление крутящему моменту при разбуривании.Cementing the annulus of the well. The upper end of the valve body acts as a stop ring to stop the cementing separation plug. At the moment the plug is planted, the membrane breaks on it and the cement mortar enters the annulus through an open check valve. After turning off the pumps, the
Использование предлагаемого технического решения при бурении скважины с одновременным спуском обсадной колонны позволит повысить надежность транспортирования корпуса цементировочного обратного клапана в обсадной колонне, его посадки с получением четкого сигнала о фиксации рабочего положения.Using the proposed technical solution when drilling a well while lowering the casing string will improve the reliability of transportation of the cementing check valve body in the casing string and its landing with a clear signal about fixing the working position.
Источники информацииInformation sources
1. А.И.Булатов, А.Г.Аветисов. Справочник инженера по бурению. М.: Недра, 1985 г., т.1, стр.326 рис.2.02.1. A.I. Bulatov, A.G. Avetisov. Handbook of a drilling engineer. M .: Nedra, 1985, vol. 1, p. 326 fig. 2.02.
2. United States Patent Application Pub. No.: US 2004/0060700 A1 от 01.04.2004 г., авт. Vert J.W., Angman P.G. "Method for drilling and casing a wellbore with a pump down cement float".2. United States Patent Application Pub. No .: US 2004/0060700 A1 of 04/01/2004, ed. Vert J.W., Angman P.G. "Method for drilling and casing a wellbore with a pump down cement float."
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100364/03A RU2343272C2 (en) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | Cementing valve of casing string |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100364/03A RU2343272C2 (en) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | Cementing valve of casing string |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007100364A RU2007100364A (en) | 2008-07-20 |
RU2343272C2 true RU2343272C2 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100364/03A RU2343272C2 (en) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | Cementing valve of casing string |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343272C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102011563A (en) * | 2010-11-20 | 2011-04-13 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Randomly positioned float collar |
CN104790906A (en) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Machinery hydraulic pressure dual-functional prestress well cementation device |
RU2571469C1 (en) * | 2014-09-09 | 2015-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Completion of direct-cementing casing string with return valve |
-
2007
- 2007-01-12 RU RU2007100364/03A patent/RU2343272C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102011563A (en) * | 2010-11-20 | 2011-04-13 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Randomly positioned float collar |
CN102011563B (en) * | 2010-11-20 | 2013-04-03 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Randomly positioned float collar |
RU2571469C1 (en) * | 2014-09-09 | 2015-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Completion of direct-cementing casing string with return valve |
CN104790906A (en) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | Machinery hydraulic pressure dual-functional prestress well cementation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007100364A (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7861781B2 (en) | Pump down cement retaining device | |
US4469172A (en) | Self-energizing locking mechanism | |
US7341111B2 (en) | Expandable bridge plug and setting assembly | |
US20140054047A1 (en) | Expandable liner hanger and method of use | |
US8276671B2 (en) | Bridging hanger and seal running tool | |
US4928769A (en) | Casing hanger running tool using string weight | |
RU2441140C2 (en) | Device for hanger lowering and cementing of casing liner in well | |
NO325410B1 (en) | Stroke indicator and method for specifying a stroke in expansion system with rudder-shaped feed | |
US7231970B2 (en) | Non-rotational casing hanger and seal assembly running tool | |
CN104929552A (en) | Torque Anchor, System for Pumping and Rotation Prevention, and Pumping Installation Equipped with Such a Torque Anchor | |
US20110067866A1 (en) | Equipment for remote launching of cementing plugs | |
US4781387A (en) | Metal to metal subsea casing hanger seal | |
RU154511U1 (en) | PACKER DRILLING WITH A LANDING TOOL | |
RU2343272C2 (en) | Cementing valve of casing string | |
US7699111B2 (en) | Float collar and method | |
US5655607A (en) | Downhole tool for pressure testing of oil and gas wells | |
RU2294427C2 (en) | Mechanical packer | |
EP0378040B1 (en) | Casing hanger running and retrieval tools | |
RU2745147C1 (en) | Method of securing a hidden casing string of a borehole with rotation and cementing of the zone above the productive formation | |
RU2371567C1 (en) | Localisation method of leakage areas of production string | |
RU2265118C2 (en) | Liner suspension device | |
RU2021486C1 (en) | Packer | |
RU2542062C1 (en) | Device for formation treatment in horizontal well | |
RU2344271C1 (en) | Device for stepwise cementing of tail piece | |
CN113802994A (en) | Suspension device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100113 |