RU59704U1

RU59704U1 - Casing Cementing Device

Info

Publication number: RU59704U1
Application number: RU2006134844/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Зубарев; Сергей Алексеевич Пиляев; Рафагат Габделвалиевич Габдуллин; Дмитрий Витальевич Страхов; Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Управляющая компания по бурению общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Бурение"
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2006-12-27

Abstract

Предложение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн. Устройство для цементирования обсадной колонны, включающее корпус, установленное телескопически в нем «стоп-кольцо», которое выполнено в виде заглушенного снизу патрубка с кольцевыми внутренним и наружным уступами вверху и внизу, продольными пазами и радиальными каналами, расположенными выше заглушенного участка патрубка, уплотнения и разделительную пробку. Нижний наружный уступ оснащен наружной конусной поверхностью, сужающейся вверх. Корпус выполнен с возможностью герметичной и жесткой фиксации относительно обсадной колонны и оснащен внутренней конусной расточкой, адекватной конусной поверхности нижнего наружного уступа, и срезными элементами, свободные концы которых взаимодействуют с продольными пазами патрубка. Ниже радиальных каналов выше заглушенного участка патрубок оснащен технологическими отверстиями, а внутренний уступ по внутренней поверхности - кольцевым заостренным книзу выступом. Предлагаемая конструкция полезной модели является надежной и простой благодаря надежной фиксации разделительной пробки.The proposal relates to the field of oil and gas industry and can be used for cementing casing strings. A device for cementing a casing string, including a housing mounted telescopically in it a “stop ring”, which is made in the form of a pipe muffled from below with annular inner and outer ledges at the top and bottom, longitudinal grooves and radial channels located above the muffled portion of the pipe, seals and separation plug. The lower outer ledge is equipped with an outer conical surface, tapering upwards. The housing is sealed and rigidly fixed relative to the casing and is equipped with an internal conical bore adequate to the conical surface of the lower outer ledge, and shear elements, the free ends of which interact with the longitudinal grooves of the pipe. Below the radial channels above the muffled section, the nozzle is equipped with technological holes, and the inner ledge along the inner surface has an annular projection pointed downward. The proposed design of the utility model is reliable and simple due to the reliable fixation of the separation plug.

1 илл. на 1 л1 ill. 1 l

Description

Предложение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн.The proposal relates to the field of oil and gas industry and can be used for cementing casing strings.

Известно «Устройство» (ПМ RU №27141, Е 21 В 33/16, опубл Бюлл. №2 от 10.01.2003 г.), включающее корпус, установленное в нем «стоп-кольцо», уплотнения и разделительную пробку.It is known "Device" (PM RU No. 27141, E 21 B 33/16, publ. Bull. No. 2 of 01/10/2003), including a housing, a "stop ring" installed in it, seals and a separation plug.

Недостатками данной конструкции являются сложность и дороговизна в изготовлении, так как в нем используется разделительная пробка сложной конструкции, включающая сердечник переменного диаметра, конусную опорную втулку, стопорное кольцо и т.д.The disadvantages of this design are the complexity and high cost of manufacture, since it uses a separation plug of a complex design, including a core of variable diameter, a tapered support sleeve, a snap ring, etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для цементирования обсадной колонны» (патент RU №2233966, Е 21 В 33/14, опубл. Бюлл. №23 от 10.08.2004 г.), включающее корпус, установленное в нем «стоп-кольцо», уплотнения и разделительную пробку, при этом «стоп-кольцо» выполнено в виде заглушенного снизу патрубка с кольцевыми внутренним и наружным уступами вверху, продольными пазами и радиальными каналами, расположенными выше заглушенного участка патрубка, причем с наружной стороны упомянутого участка выполнена цилиндрическая расточка, в которой жестко установлено технологическое кольцо с наружной конусной поверхностью, малое основание конуса которого обращено вверх, а диаметр его равен наружному диаметру патрубка, напротив продольных пазов последнего телескопически установлено опорное кольцо, наружной стороной жестко соединенное с корпусом и снабженное срезными элементами, свободные концы которых взаимодействуют с продольными пазами патрубка, на нижнем торце опорного кольца со стороны внутренней поверхности выполнена конусная расточка, адекватная конусной поверхности технологического кольца.The closest in technical essence and the achieved result is the "Device for cementing the casing" (patent RU No. 2233966, E 21 B 33/14, publ. Bull. No. 23 from 08/10/2004), including the housing installed in it " “stop ring”, seals and a dividing plug, while the “stop ring” is made in the form of a pipe muffled from below with annular inner and outer ledges at the top, longitudinal grooves and radial channels located above the muffled section of the pipe, and on the outside of said sectiona cylindrical bore in which a technological ring with an outer conical surface is rigidly mounted, the small base of the cone of which is facing up, and its diameter is equal to the outer diameter of the nozzle, a support ring is telescopically opposite the longitudinal grooves of the latter, the outer side is rigidly connected to the housing and equipped with shear elements, free the ends of which interact with the longitudinal grooves of the pipe, a conical bore is made on the lower end of the support ring from the side of the inner surface, adequate to the conical surface of the process ring.

Недостатками данной конструкции являются сложность в изготовлении продольных пазов, требующих точной длины для соблюдения необходимого пропускания жидкости через радиальные каналы при спуске устройства в скважину, ненадежность фиксации разделительной пробки в «стоп-кольце» и, как следствие, возможность аварийной ситуации в случаях невозможности разрушения срезных элементов.The disadvantages of this design are the difficulty in the manufacture of longitudinal grooves that require an exact length to comply with the required fluid transmission through radial channels when the device is lowered into the well, unreliable fixation of the separation plug in the “stop ring” and, as a result, the possibility of an emergency in cases of impossibility of shear fracture elements.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной и простой конструкции благодаря надежной фиксации разделительной пробки.The technical task of the proposed utility model is to create a reliable and simple design due to the reliable fixation of the separation plug.

Техническая задача решается устройством для цементирования обсадной колонны, включающим корпус, установленное телескопически в нем «стоп-кольцо», которое выполнено в виде заглушенного снизу патрубка с кольцевыми внутренним и наружным уступами вверху и внизу, продольными пазами и радиальными каналами, расположенными выше заглушенного участка патрубка, уплотнения и разделительную пробку, причем нижний наружный уступ оснащен наружной конусной поверхностью, сужающейся вверх, а корпус выполнен с возможностью герметичной и жесткой фиксации относительно обсадной колонны и оснащен внутренней конусной расточкой, адекватной конусной поверхности нижнего наружного уступа, и срезными элементами, свободные концы которых взаимодействуют с продольными пазами патрубка.The technical problem is solved by a device for cementing a casing string, including a housing mounted telescopically in it a “stop ring”, which is made in the form of a pipe muffled from below with annular inner and outer ledges at the top and bottom, longitudinal grooves and radial channels located above the muffled portion of the pipe , seals and a dividing plug, and the lower outer ledge is equipped with an outer conical surface, tapering upwards, and the housing is made with the possibility of tight and rigid fixation uu relation with the casing and has an internal conical bore adequate conical outer surface of the lower ledge and the shear elements, the free ends of which interact with the longitudinal grooves of the nozzle.

Новым является то, что ниже радиальных каналов выше заглушенного участка патрубок оснащен технологическими отверстиями, а внутренний уступ по внутренней поверхности - кольцевым заостренным книзу выступом.What is new is that below the radial channels above the muffled section, the pipe is equipped with technological holes, and the inner ledge along the inner surface has an annular projection pointed downward.

На чертеже изображено устройство в составе обсадной колонны с частичным осевым разрезом.The drawing shows a device in the composition of the casing with a partial axial section.

Устройство для цементирования обсадной колонны 1 содержит из корпус 2, установленное телескопически в нем «стоп-кольцо» 3, которое выполнено в виде заглушенного снизу патрубка 3 с кольцевыми внутренним 4 и наружными уступами вверху 5 и внизу 6, продольными пазами 7 и радиальными каналами 8, расположенными выше заглушенного участка патрубка 2, уплотнения 9, 9', исключающие несанкционированные перетоки жидкости, и разделительную пробку 10 (на черт. изображена условно). Нижний наружный уступ 6 оснащен наружной конусной поверхностью 11, сужающейся вверх. Корпус 2 выполнен с возможностью герметичной и жесткой фиксации относительно обсадной колонны 1 и оснащен внутренней конусной расточкой 12, адекватной конусной поверхности 11 нижнего наружного уступа 6, и срезными элементами 13, свободные концы которых взаимодействуют с продольными пазами 7 патрубка 2. Ниже радиальных каналов 8 выше заглушенного участка патрубок 2 оснащен технологическими отверстиями 14, а внутренний уступ 4 по внутренней поверхности - кольцевым заостренным книзу выступом 15.A device for cementing a casing string 1 comprises of a housing 2 mounted telescopically in it a “stop ring” 3, which is made in the form of a pipe 3, which is muffled from below, with annular inner 4 and outer ledges at the top 5 and at the bottom 6, longitudinal grooves 7 and radial channels 8 located above the plugged portion of the pipe 2, seals 9, 9 ', excluding unauthorized flow of fluid, and the separation plug 10 (shown in fig. conventionally). The lower outer ledge 6 is equipped with an outer conical surface 11, tapering upwards. The housing 2 is made with the possibility of tight and rigid fixation relative to the casing 1 and is equipped with an internal conical bore 12, adequate to the conical surface 11 of the lower outer ledge 6, and shear elements 13, the free ends of which interact with the longitudinal grooves 7 of the pipe 2. Below the radial channels 8 above the muffled section of the pipe 2 is equipped with technological holes 14, and the inner ledge 4 on the inner surface is an annular, pointed downward protrusion 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Корпус 2 жестко и герметично устанавливается нижней части выше башмака (на черт. не показан) обсадной колонны 1, например: в стык между трубами обсадной колонны 1 при помощи резинового уплотнения 16 и установочной шайбы 17, установленных в кольцевой выборке 18 снаружи корпуса 2. После чего устройство в составе обсадной колонны 1 спускают в скважину на расчетную глубину, при этом под воздействием перепада The casing 2 is rigidly and hermetically installed at the lower part above the shoe (not shown) of the casing 1, for example: in the joint between the pipes of the casing 1 using a rubber seal 16 and a mounting washer 17 installed in the ring sample 18 outside of the housing 2. After whereby the device as part of the casing string 1 is lowered into the well to the calculated depth, while under the influence of the differential

давлений патрубок 3 поднимается вверх до упора нижней кромки продольных пазов 7 в срезные элементы 13. Радиальные каналы 8 остаются частично приоткрытыми и через них и технологические отверстия 14 скважинная жидкость поступает во внутрь обсадной колонны 1, исключая излив жидкости на устье скважины (на черт не показано). Далее производится цементирование с применением любых известных технологий. По окончании цементирования разделительная пробка 10 садится на патрубок 3, на устье резко повышается давление, и срезные элементы 13 разрушаются под действием разделительной пробки 10, нижняя часть которой плотно заходит в патрубок 3. После чего давление на устье сбрасывают, и, под воздействием перепада давления со стороны заколонного пространства, патрубок 3 перемещается вверх и герметизируется в месте контакта конусной поверхности 11 нижнего наружного уступа 6 и конусной расточки 12 корпуса 2, надежно перекрывая внутриколонное пространство осадной колонны 1 от заколонного. Причем, чем больше перепад давления действует на патрубок 3, тем надежнее его герметизация относительно корпуса 2.of pressure pipe 3 rises up to the stop of the lower edge of the longitudinal grooves 7 in the shear elements 13. The radial channels 8 remain partially ajar and through them and the technological holes 14, the borehole fluid enters the inside of the casing 1, excluding the outflow of fluid at the wellhead (not shown ) Next is cementing using any known technology. At the end of cementing, the separation plug 10 sits on the nozzle 3, the pressure rises sharply at the mouth, and the shear elements 13 are destroyed by the action of the separation plug 10, the lower part of which fits tightly into the nozzle 3. After that, the pressure on the mouth is released and, under the influence of a pressure drop from the annular space side, the pipe 3 moves upward and is sealed at the contact point of the conical surface 11 of the lower outer ledge 6 and the conical bore 12 of the housing 2, reliably overlapping the annular space siege column 1 from the annular. Moreover, the more the differential pressure acts on the pipe 3, the more reliable its sealing relative to the housing 2.

Нижняя часть разделительной пробки 10, выполненная в виде конусной «пипки», благодаря кольцевому заостренным книзу выступу 15 внутреннего уступа 4 надежно и герметично фиксируется в патрубке 3. В результате если под действием избыточного давления срезные элементы 13 не срезались и заклинили (например, применены неправильная закалка или не соответствующий материал) патрубок 3 в корпусе 2, то внутриколонное пространство осадной колонны 1 все равно будет надежно и герметично перекрыто от заколонного, исключая аварийную ситуацию.The lower part of the separation plug 10, made in the form of a conical “pipette”, due to the annular pointed ledge 15 of the inner ledge 4, is securely and tightly fixed in the nozzle 3. As a result, if the shear elements 13 are not cut off and jammed under the influence of excessive pressure (for example, incorrect hardening or non-appropriate material) pipe 3 in the housing 2, then the annular space of the siege column 1 will still be reliably and tightly closed from the annular, except in an emergency.

Даже в случаях неточного изготовления продольных пазов 7, когда радиальные каналы 8 могут быть перекрыты корпусом 2 при спуске устройства в скважину, скважинная жидкость будет поступать во внутрь обсадной колонны 1 только через технологические отверстия 14, все равно, исключая излив жидкости на устье скважины.Even in cases of inaccurate manufacture of the longitudinal grooves 7, when the radial channels 8 can be blocked by the housing 2 when the device is lowered into the well, the well fluid will enter the inside of the casing 1 only through the process holes 14, all the same, excluding the outflow of fluid at the wellhead.

Предлагаемая конструкция полезной модели является надежной и простой благодаря надежной фиксации разделительной пробки.The proposed design of the utility model is reliable and simple due to the reliable fixation of the separation plug.

Claims

A device for cementing a casing string, comprising a housing mounted telescopically in it a “stop ring”, which is made in the form of a pipe muffled from below with annular inner and outer ledges at the top and bottom, longitudinal grooves and radial channels located above the muffled portion of the pipe, seals and a separation plug, and the lower outer ledge is equipped with an outer conical surface, tapering upwards, and the housing is made with the possibility of tight and rigid fixation relative to the casing It is equipped with an internal conical bore adequate to the conical surface of the lower outer ledge, and shear elements, the free ends of which interact with the longitudinal grooves of the pipe, characterized in that the pipe is equipped with technological holes below the radial channels above the blanked section, and the inner ledge along the inner surface is annular point ledge.