RU37381U1 - Устройство для цементирования дополнительной обсадной колонны - Google Patents

Description

fl.-ТЕНТНЫа

ОБЪЕКТ-УСТРОЙСТВО TO,T ИМИ

Й-; А- К« ОЩ. 7 Е 21 в 33/14

.

Устройство для цементирования дополнительной

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к строительству и ремонту скважин, обсадные колонны которых иришли в негодность, в связи с чем требуется их полная замена.

Известно устройство для цементирования хвостовика в скважине (а.с. SU №1819986, МКИ Е 21 В 33/14, 1993 г.), включающее верхний и нижний трубчатые корпуса с присоединительными резьбами, последний из которьк снабжен пакерующим элементом, заякоривающий узел, фиксаторы и переводник.

Недостатком устройства является его большая металлоемкость и трудоемкость изготовления и сборки, а также сложность технологического процесса его применения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство (Патент RU JVb2161241, МПК 7 Е 21 В 33/14, 2000 г.), содержащее герметизирующий узел, включающий корпус с зубчатыми насечками, пакер, установленный на корпусе и состоящий из манжеты, верхнего упора, соединенного с переводником срезным элементом, нижнего унора и обратный клапан, заливочный узел, включающий корпус с радиальными каналами и установочной втулкой внутри.

Указанному устройству в той или другой степени присущи все недостатки, отмеченные выше. Кроме того, оно сложное по конструкции, расположение заливочного узла внутри герметизирующего резко уменьшает проходное сечение устройства, а использование замковой конической резьбы не позволяет обеспечить герметичное соединение между насосно-компрессорными трубами (НКТ) и устройством.

Вызывает сомнение также надежность работы подпружиненного поршня. Дело в том, что при выходе его из цилиндра, уплотнительные кольца выдавливаются из канавок и при последуюшем его возвращении в исходное положение, он не обеспечивает необходимой герметичности. Кроме того, применение продавочной пробки не гарантирует подъем расчетного объема цементного раствора до устья.

Задачей полезной модели является создание устройства более простой конструкции, минимально сужаюшее проходное сечение ствола скважины, простого в изготовлении и применении и более надежного в части обеспечения герметизации.

,20D, 31J5900 обсадной колонны

Поставленная задача решается предлагаемым устройством, содержащим герметизирующий узел, включающий корпус, пакер, установленпый на корпусе и состоящий из манжеты и обратный клапан, заливочный узел, включающий корпус с радиальными каналами и установочной втулкой внутри.

Новым является то, что корпусы, герметизирующего и заливочного узлов соединены между собой по длине посредством патрубка, причем корпус герметизирующего узла снабжен продольными пазами и подвижной втулкой, установленной внутри корпуса и соединенной срезными элементами с верхним упором пакера через продольные пазы, при этом упор пакера соединен срезными элементами с корпусом, а заливочный узел снабжен ограничителем, выполненным в виде срезного элемента ввернутого во внутрь корпуса, причем на внутренней поверхности этого корпуса выполнена пилиндрическая проточка, в которой с возможностью осевого перемещения расположена установочная втулка, соединенная с корпусом срезными элементами и взаимодействующая с выщеупомянутым ограничителем, снабжен также опорной втулкой, расположенной внутри установочной втулки и соединенной с ней срезными элементами.

Новым является также то, что опорная втулка установлена с возможностью воздействия с ниппелем, в теле которого выполнены боковые радиальные каналы, при этом он установлен на нижнем конце насосно-компрессорных труб, а внутренний диаметр опорной втулки выбран под наружный диаметр нижней цилиндрической части ниппеля, причем опорная втулка выполнена с конусным уступом в верхней части для взаимодействия с конусным уступом ниппеля.

Новым является также то, что обратный клапан герметизирующего узла установлен в подвижной втулке.

Новым является также то, что верхний упор пакера выполнен в виде клиновидного цилиндра.

Анализ известных аналогичных рещений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с отличительными признаками в заявленном устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна и «промышленное применимость.

На фиг. 1 изображен продольный разрез герметизирующего узла устройства.

На фиг. 2- изображен продольный разрез заливочного узла устройства с введенным во внутрь ниппелем на НКТ.

Предлагаемое устройство включает в себя два узла: герметизирующий 1 и заливочный 2.

Герметизирующий узел 1 (см. Фиг. 1) состоит из корпуса 3 с продольными пазами 4 и зубчатыми насечками 5. Телескопически к корпусу снаружи установлен пакер, включающий в себя нижний упор 6 , соединенный с корпусом 3 срезными элементами 7, эластичную манжету 8, клиновой наконечник 9, соединенный с верхним упором 10, выполненным в виде цилиндра с коническими и цилиндрическими поясами на наружной поверхности, который, в свою очередь соединен с переводником 11с помощью срезных элементов 12. Между наконечником 9 и нижним торцом верхнего упора 10 находится стопорное кольцо 13. Внутри корпуса 3 установлено подвижное седло 14, соединенное срезными элементами 15 с верхним упором 10 в зоне продольных пазов 4. В седле 14 расположен обратный клапан 16 с продольными пазами 17 и винтами 18, ограничивающими перемещение седла 14 в осевом направлении. На конце корпуса 3 навернут башмак 19 с конической наружной поверхностью.

Герметизирующий узел посредством патрубка 20 и переводника 11 соединен с корпусом 21 заливочного узла 2 (см. Фиг.2), который, в свою очередь, соединен с наконечником 22. Корпус 21 имеет радиальные каналы 23. Внутри корпуса 21 выполнена внутренняя цилиндрическая проточка 24, в которой расположена установочная втулка 25, а в ее верхней части выполнены радиальные каналы 26.

Внутри установочной втулки 25 расположена опорная втулка 27, соединенная с ней срезными элементами 28, кроме этого установочная втулка 25 соединена с корпусом 23 срезными элементами 29. Опорная втулка 27 имеет внутреннюю коническую поверхность 30. Во внутреннюю цилиндрическую проточку 24 корпуса 21 ввернут ограничитель 31, выполненный в виде срезных элементов.

Сопрягаемые поверхности деталей герметизирующего узла 1 и заливочного узла 2 с целью обеспечения необходимой герметичности снабжены уплотнениями 32.

Работает устройство следующим образом.

Герметизирующий 1 и заливочный 2 узлы, соединенные между собой посредством патрубка 20 и переводника 11 при помощи муфты 33 на дополнительной обсадной колонне 34 спускают в скважину, и устанавливают в неизношенном участке обсадной колонны 35 (см.Фиг. 1) с неразрушенным заколонным цементным кольцом, подтвержденным геофизическими исследованиями, при этом в процессе спуска дополнительная обсадная колонна 34 заполняется через обратный клапан 16.

Внутри дополнительной обсадной колонны 34 создают избыточное давление, под действием которого подвижное седло 14 и, соответственно, верхний упор 10 пакера начинают перемещаться вниз, при этом разрушаются срезные элементы 12. Верхний упор 10 своей клиновой частью раздвигает манжету 8 и плотно прижимает ее к стенке обсадной

колонны 34. Процесс запакеровки продолжается до тех пор, пока давление в дополнительной обсадной колонне не достигнет расчетной величины, при которой срезные винты 15 разрушатся, при этом стопорное кольцо 13 зацепится за зубчатые насечки 5 на корпусе 3, а седло 14 с обратным клапаном 16 упадет на забой скважины, о чем свидетельствует резкое падение давления до нуля на манометре насосного агрегата (на Фиг. не показан).

Процесс запакеровки окончен. Циркуляцией проверяют герметичность посадки устройства.

Герметизирующий узел 1 не сужает проходное сечение внутреннего диаметра 36 дополнительной обсадной колонны 34, что впоследствии не затруднит спуск необходимого скважинного оборудования (на Фиг. не показано) для последующей эксплуатации скважины.

При необходимости (в случае негерметичной посадки), устройство вместе с дополнительной обсадной колонной 34 извлекают из скважины. Для этого делают натяжку дополнительной обсадной колонны 34, при этом срезные элементы 7 разрушаются, манжета 6 отходит от стенки обсадной колонны 35.

После проверки герметичности посадки устройства начинают цементирование. Для этого во внутрь дополнительной обсадной колонны 34 спускают колонну НКТ 37, снабженную на конце ниппелем 38. Ниппель 38 имеет наружную коническую поверхность 39, радиальные каналы 40, а также нижнюю цилиндрическую поверхность 41. Колонну НКТ 37 с ниппелем 38 продолжают спускать до тех пор, пока ниппель 38 нижней цилиндрической частью 41 герметично войдет в опорную втулку 27 и наружной конической поверхностью 39 сядет на внутреннюю коническую поверхность 30 опорной втулки 27. Далее колонну НКТ 37 с ниппелем 38 разгружают на опорную втулку 27, достигнув расчетной нагрузки (10-20 кН, при этом контроль ведется по гидравлическому индикатору веса) срезные элементы 29 разрушаются, а опорная втулка 27 с установочной втулкой 25, соединенные между собой срезными элементами 28, опустятся вниз и упрутся в ограничитель 31. После этого спуск колонны НКТ 37 прекращают, при этом открываются радиальные каналы 23 корпуса 21, напротив которых оказываются радиальные каналы 26 установочной втулки 25, в результате чего происходит сообщение внутреннего и затрубного пространств дополнительной обсадной колонны 34.

Герметизируют устье скважины между колонной НКТ 37 и дополнительной обсадной колонной 34 и по колонне НКТ 37, радиальные каналы 40 ниппеля 38 и радиальные каналы 26 установочной втулки 25, радиальные каналы 23 корпуса 21

закачивают расчетный объем цементного раствора в межколонное пространство между дополнительной обсадной колонной 34 и обсадной колонной 35.

Разгерметизируют устье скважины между колонной НКТ 37 и дополнительной обсадной колонной 34, после чего колонну НКТ 37 с ниппелем 38 разгружают на ограничитель 31, который рассчитан на определенную нагрузку (30-40 кН), достигнув которую ограничитель 31 разрушается, после чего спуск колонны НКТ 37 с ниппелем 38 продолжается до тех пор, пока установочная втулка 25 не упрется в нижний торец внутренней цилиндрической проточки 24, после чего колонну НКТ 37 с ниппелем 38 полностью разгружают на опорную втулку 27 и срезные элементы 28 разрушаются. Движение НКТ 37 вниз прекраш,ают и вымывают остатки цементного раствора на дневную поверхность.

Далее доспускают колонну НКТ 37 с ниппелем 38 до конца герметизирующего узла в результате этого опорная втулка 27 падает на забой скважины.

Седло 14 , обратный клапан 16 и опорная втулка 27 (см.Фиг.2) могут быть выполнены из легко разбуриваемого материала при необходимости дальнейшего разбуривания.

После ожидания затвердевания цемента в скважину спускают необходимое оборудование и продолжают ее дальнейшую эксплуатацию.

Предлагаемое устройство проще по конструкции, что позволяет снизить материальные затраты на сборку, спуск, посадку и цементирование, а значит, прош;е в изготовлении и применении. Все используемые узлы и детали отличаются высокой надел ностью в работе. Обеспечивается относительно большое проходное сечение в зоне устройства, что гарантирует успешность проведения дальнейших работ по эксплуатации скважины.

3/J3J

Claims (4)

1. Устройство для цементирования дополнительной обсадной колонны, содержащее герметизирующий узел, включающий корпус, пакер, установленный на корпусе и состоящий из манжеты, и обратный клапан, заливочный узел, включающий корпус с установочной втулкой внутри, отличающееся тем, что корпусы герметизирующего и заливочного узлов соединены между собой по длине посредством патрубка, причем корпус герметизирующего узла снабжен продольными пазами и подвижной втулкой, установленной внутри корпуса и соединенной срезными элементами с верхним упором пакера через продольные пазы, при этом упор пакера соединен срезными элементами с корпусом, а заливочный узел снабжен ограничителем, выполненным в виде срезного элемента ввернутого вовнутрь корпуса, причем на внутренней поверхности этого корпуса выполнена цилиндрическая проточка, в которой с возможностью осевого перемещения расположена установочная втулка, соединенная с корпусом срезными элементами и взаимодействующая с вышеупомянутым ограничителем, снабжен также опорной втулкой, расположенной внутри установочной втулки и соединенной с ней срезными элементами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная втулка установлена с возможностью воздействия с ниппелем, в теле которого выполнены боковые радиальные каналы, при этом он установлен на нижнем конце насосно-компрессорных труб, а внутренний диаметр опорной втулки выбран под наружный диаметр нижней цилиндрической части ниппеля, причем опорная втулка выполнена с конусным уступом в верхней части для взаимодействия с конусным уступом ниппеля.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что обратный клапан герметизирующего узла установлен в подвижной втулке.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний упор пакера выполнен в виде клиновидного цилиндра.