RU29557U1 - Устройство для цементирования обсадной колонны - Google Patents

Description

ОБЪЕКТ-УСТРОЙСТВО Устройство для цементирования обсадной колонны

Предложение относится к области горной нромышленности, а точнее, к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.

Известно устройство для цементирования обсадной колонны, включаюпдее корпус с установленными на нем уплотнительными манжетами, сердечник с коническими упорами и механизм фиксации, выполненный в виде подпружиненных стержней (1).

Недостатком устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием подпружиненных радиальных стержней, которым характерна низкая эксплуатационная надежность и работоспособность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее разделительную пробку, включающую эластичную манжету, установленную на участке сердечника с меньшим диаметром и уплотнительные элементы - на участке сердечника с большим диаметром и фиксатор, размещенный на опорной втулке, причем наружный диаметр уплотнительных элементов выбран под меньший внутренний диаметр «стоп-кольца с посадочным седлом сверху, уступом и нижней цилиндрической частью, соединенного с корпусом, и установленных в составе обсадной колонны (2).

МКИЕ21ВЗЗ/16 Существенным недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает

надлежащей герметизации, обусловленной тем, что при продавливании цементного раствора частично разрушаются опорные поверхности как эластичной манжеты, так и уплотнительных элементов, а также, что особенно важно, посадочных мест для них в «стон-кольце и корпусе, которые разъедаются с образованием раковин и извилин, через которые после посадки разделительной пробки цементный раствор проникает во внутрь обсадной колонны, вызывая в дальнейшем необходимость разбуривания цементного стакана, что приводит к дополнительным расходам материальных средств и возможной разгерметизации обсадной колонны. Это особенно характерно для глубоких скважин, в которые закачивают большие объемы цементного раствора.

Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего надежную герметизацию в зоне «стон-кольцо - разделительная пробка, сохранность цементного камня за обсадной колонной и экономию материальных средств.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим разделительную пробку, включающую эластичную манжету, установленную на участке сердечника с большим диаметром и фиксатор, размещенный на опорной втулке, причем наружный диаметр уплотнительных элементов выбран под внутренний диаметр верхней цилиндрической части «стоп-кольца с посадочным седлом сверху, уступом и нижней цилиндрической частью, соединенного с корпусом и установленных в составе обсадной колонны.

Новым является то, что опорная втулка установлена подвижно в осевом направлении в цилиндрической выборке, выполненной на участке сердечника с большим диаметром, и снабжено дополнительной эластичной манжетой, наружный диаметр которой выбран под внутренний диаметр нижней цилиндрической части «стоп-кольца и установленной в упомянутой выборке ниже опорной втулки; паружная поверхность

2 последней выполнена под конус, малым основанием обращенным к верхней части

устройства и образует полость, в которой установлен фиксатор.

Новым также является то, что фиксатор выполнен в виде разрезного, пружинного, клиновидного кольца, острие клина которого направлено в сторону нижней части устройства.

На фигуре изображен продольный разрез предлагаемого устройства.

Оно состоит из разделительной пробки, включающей эластичную манжету 1, установленную на сердечнике 2 на участке с меньщим диаметром, опирающуюся на торец 3. Нижняя часть сердечника имеет больший диаметр и снабжена цилиндрической выборкой 4, в которой установлены дополнительная эластичная манжета 5 и подвижная опорная втулка 6, наружная поверхность которой выполнена под конус, малым основанием обращенным к верхней части устройства и образует полость 7, в которой размещен фиксатор 8 в виде разрезного, пружинного, клиновидного кольца, изготовленного из незакаленной стали, острие клина которого направлено в сторону нижней части устройства.

На участке сердечника 2 с больщим диаметром размещены уплотнительные элементы 9, выше которых расположена коническая опорная поверхность 10.

Разделительная пробка используется в комплекте со «стоп-кольцом 11, имеющим сверху посадочное седло 12, верхнюю 13 и нижнюю 14 цилиндрические части и кольцевую расточку 15 с уступом 16. «Стоп-кольцо установлено в корпусе 17, изготовлено из чугуна и имеет уплотнения 18.

Работает устройство следующим образом.

Обсадную колонну 19 с башмаком 20, в составе которой установлены корпус 17 со «стоп-кольцом 11 спускают в скважину на расчетную глубину и производят цементирование с применением обычной технологии. При окончании цементирования разделительная пробка садится на «стоп-кольцо 11. При этом конические поверхности 10

А l(

3 и 12 соприкасаются, а сердечник 2 с уплотнительными элементами 9 и дополнительной

эластичной манжетой 5 входят во внутрь «стоп-кольца 11.

При снятии давления в цементировочной головке (на фигуре не показано), давление столба цементного раствора в затрубном пространстве, действуя на стержень 2 пробки, стремится вывести ее из контакта со «стоп-кольцом. Однако разрезное пружинное кольцо 8, взаимодействуя с опорной втулкой 6 и перемещаясь в осевом направлении, упирается в уступ 16 и заклинивается опорной втулкой 6, надежно удерживая разделительную пробку. При этом происходит сжатие дополнительной эластичной манжеты 5, причем чем больше давление действует на пробку, тем сильнее ее фиксация и сжатие эластичной манжеты.

Установка дополнительной эластичной манжеты создает гарантию надежной герметизации в зоне «стоп-кольцо -разделительная пробка и предотвращает возможные перетоки цементного раствора во внутрь обсадной колонны, что исключает последующее разбуривание цементной пробки, сохраняет целостность цементного камня, повышает качество крепления скважин и тем самым позволит сэкономить значительные материальные средства.

Использованная информация

1.Аналог. а.с. №1562430, МКИ 5 Е 21 В 33/16, 1990.

2.Прототип. а.с. №1079824, МКИ Е 21 В 33/16, 1984.

4

Claims (2)

1. Устройство для цементирования обсадной колонны, содержащее разделительную пробку, включающую эластичную манжету, установленную на участке сердечника с меньшим диаметром, и уплотнительные элементы - на участке сердечника с большим диаметром и фиксатор, размещенный на опорной втулке, причем наружный диаметр уплотнительных элементов выбран под внутренний диаметр верхней цилиндрической части “стоп-кольца” с посадочным седлом сверху, уступом и нижней цилиндрической частью, соединенных с корпусом и установленных в составе обсадной колонны, отличающееся тем, что опорная втулка установлена подвижно в осевом направлении в цилиндрической выборке, выполненной на участке сердечника с большим диаметром, и снабжено дополнительной эластичной манжетой, наружный диаметр которой выбран под внутренний диаметр нижней цилиндрической части “стоп-кольца” и установленной в упомянутой выборке ниже опорной втулки, наружная поверхность последней выполнена под конус, малым основанием обращенным к верхней части устройства и образует полость, в которой установлен фиксатор.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде разрезного, пружинного, клиновидного кольца, острие клина которого направлено в сторону нижней части устройства.