RU67624U1

RU67624U1 - VALVE FOR CEMENTING AN EXTRA CENSING

Info

Publication number: RU67624U1
Application number: RU2007119590/22U
Authority: RU
Inventors: Валентин Степанович Баклушин; Азат Нурисламович Садыков; Радик Зяузятович Зиятдинов; Марат Фагимович Асадуллин; Дмитрий Витальевич Страхов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2007-10-27

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности в частности к цементированию дополнительных обсадных колонн в процессе капитального ремонта скважин.The proposal relates to the oil industry, in particular to cementing additional casing strings in the process of well overhaul.

Клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны состоит из корпуса, ограничителя, полой втулки, установленной в осевом канале ограничителя на срезных элементах. Ограничитель сверху снабжен наружной кольцевой расточкой, в которой размещены упор и эластичное кольцо, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке. Полая втулка оборудована сверху заглушкой с цилиндрическим упором, наружный диаметр D которого больше диаметра d осевого канала ограничителя, в связи, с чем полая втулка имеет возможность ограниченного перемещения вниз. Полая втулка снабжена радиальными каналами на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель и полая втулка на сопрягаемых поверхностях в нижней части оснащены, соответственно внутренней и наружной выборками, предохраняющими полую втулку от выпадения вверх.The valve for cementing an additional casing string consists of a body, a limiter, a hollow sleeve installed in the axial channel of the limiter on shear elements. The limiter on top is equipped with an external annular bore in which the stop and an elastic ring are placed, which are made with the possibility of tight installation of the limiter in the required interval of the casing string between the body and the shoe of the casing string during assembly. The hollow sleeve is equipped on top with a plug with a cylindrical stop, the outer diameter D of which is larger than the diameter d of the axial channel of the limiter, and therefore the hollow sleeve has the possibility of limited downward movement. The hollow sleeve is provided with radial channels on the side surface with the possibility of their tight overlap, and the limiter and the hollow sleeve on the mating surfaces in the lower part are equipped with internal and external samples, respectively, protecting the hollow sleeve from falling up.

Ограничитель снабжен внутренней цилиндрической канавкой, взаимодействующий в рабочем положении со стопорным кольцом, например, выполненным пружинным разрезным и установленным снаружи на заглушке полой втулки.The limiter is equipped with an internal cylindrical groove that interacts in the working position with the retaining ring, for example, made spring split and installed externally on the plug of the hollow sleeve.

Предлагаемый клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны исключает обратное поступление цементного раствора после продавки из затрубья обсадной колонны благодаря гарантированной фиксации полой втулки относительно ограничителя с помощью пружинного разрезного кольца, в связи, с чем повышается герметичность работы клапана.The proposed valve for cementing an additional casing string eliminates the back flow of cement after being pushed out of the casing annulus due to the guaranteed fixation of the hollow sleeve relative to the limiter by means of a spring split ring, thereby increasing the tightness of the valve.

1 илл. на 1 л.1 ill. for 1 liter

Description

Известен клапан для обсадной колонны (см. патент на полезную модель RU №37764, МПК 7 Е21В 34/10, 34/08, опубл. БИ №13 от 10.05.2004 г.), включающий корпус, ограничитель с седлом и боковыми каналами, размещенный снизу обратный клапан с затвором и седлом с осевым отверстием, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель оборудован снизу заглушкой, взаимодействующей с втулкой в ее нижнем положении, при этом полая втулка снабжена сверху переточными каналами, а между ограничителем и полой втулкой установлен клапан, пропускающий сверху вниз, причем седло обратного клапана снабжено цилиндрической выборкой на нижней плоскости, а затвор снабжен дроссельным каналом и выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к седлу, состоящим из жесткосоединенных между собой эластичной манжеты, центратора, взаимодействующего с осевым отверстием, и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная напротив внутренней нижней плоскости седла, при этом наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив цилиндрической выборки седла, а эластичная манжета расположена между нижней плоскостью седла и цилиндрической пластиной.Known valve for casing (see patent for utility model RU No. 37764, IPC 7 ЕВВ 34/10, 34/08, publ. BI No. 13 of 05/10/2004), including a housing, a stop with a seat and side channels, a check valve placed at the bottom with a shutter and a seat with an axial hole, a hollow sleeve installed in the axial channel of the limiter on shear elements above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the limiter is equipped with a plug at the bottom, interacting with the sleeve in its lower position, while the sleeve is provided with a top channels, and between the stopper and the hollow sleeve, a valve is installed that passes from top to bottom, and the seat of the non-return valve is equipped with a cylindrical sample on the lower plane, and the shutter is equipped with a throttle channel and is made disk-shaped, spring-loaded with the possibility of rotation relative to the fastening to the saddle, consisting of rigidly interconnected an elastic cuff, a centralizer interacting with the axial hole, and a cylindrical plate on which an annular groove is made, which is installed opposite the inner lower plane of the saddle, while the outer plane of the cylindrical plate is placed opposite the cylindrical selection of the saddle, and the elastic cuff is located between the lower plane of the saddle and the cylindrical plate.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a result, high cost;

во-вторых, ограничитель и полая втулка значительно уменьшают внутреннее проходное сечение обсадной колонны, что увеличивает время и усилие закачки цементного раствора.secondly, the limiter and the hollow sleeve significantly reduce the internal bore of the casing, which increases the time and force of the injection of cement.

Наиболее близким по технической сущности является клапан для обсадной колонны (см. патент на полезную модель RU №50593, МПК 7 Е21В 34/10, опубл. БИ №02 от 20.01.2006 г.), включающий корпус, ограничитель, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах, причем ограничитель сверху снабжен наружной кольцевой расточкой, в которой размещены упор и эластичное кольцо, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке, при этом полая втулка оборудована сверху заглушкой с цилиндрическим упором, наружный диаметр которого больше диаметра осевого канала ограничителя, в связи, с чем полая втулка имеет возможность ограниченного перемещения вниз, кроме того, она снабжена радиальными каналами на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель и полая втулка в нижней части оснащены, соответственно внутренней и наружной выборками, предохраняющими полую втулку от осевого перемещения вверх.The closest in technical essence is the valve for the casing (see patent for utility model RU No. 50593, IPC 7 ЕВВ 34/10, publ. BI No. 02 of 01.20.2006), including a housing, a limiter, a hollow sleeve installed in the axial channel of the limiter on shear elements, and the upper limiter is provided with an external annular bore in which the stop and an elastic ring are placed, which are capable of tight installation of the limiter in the required casing interval between the casing and the shoe of the casing string e, while the hollow sleeve is equipped on top with a plug with a cylindrical stop, the outer diameter of which is larger than the diameter of the axial channel of the limiter, in connection with which the hollow sleeve has the possibility of limited movement down, in addition, it is equipped with radial channels on the side surface with the possibility of their tight overlap moreover, the limiter and the hollow sleeve in the lower part are equipped with internal and external samples, respectively, protecting the hollow sleeve from axial upward movement.

Недостатком данной конструкции является то, что полая втулка не фиксируется относительно ограничителя и после продавки цементного раствора затрубье обсадной колонны возможны обратные перетоки цементного раствора внутрь обсадной колонны после осевого перемещения вверх полой втулки, что приводит к разгерметизации радиальных каналов.The disadvantage of this design is that the hollow sleeve is not fixed relative to the limiter, and after the cement mortar is pushed through the casing annulus, backflow of cement into the casing is possible after axial upward movement of the hollow sleeve, which leads to depressurization of the radial channels.

Технической задачей полезной модели является повышение герметичности клапана после продавки цементного раствора в затрубье обсадной колонны, путем гарантированной фиксации полой втулки относительно ограничителя.The technical task of the utility model is to increase the tightness of the valve after the cement mortar is pushed into the casing annulus, by guaranteed fixing of the hollow sleeve relative to the limiter.

Поставленная задача достигается описываемым клапаном для цементирования дополнительной обсадной колонны, включающим корпус, ограничитель, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах, причем ограничитель сверху снабжен наружной кольцевой расточкой, в которой размещены упор и эластичное кольцо, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке, при этом полая втулка оборудована сверху заглушкой с цилиндрическим упором, наружный диаметр которого больше диаметра осевого канала ограничителя, в связи, с чем полая втулка имеет возможность ограниченного перемещения вниз, кроме того, она снабжена радиальными каналами на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель и полая втулка в нижней части оснащены, соответственно внутренней и наружной выборками, предохраняющими полую втулку от осевого перемещения вверх.The task is achieved by the described valve for cementing an additional casing string, including a housing, a limiter, a hollow sleeve installed in the axial channel of the limiter on shear elements, the limiter being provided with an external annular bore in which the stop and an elastic ring are placed, which are capable of tight installation of the limiter in the required casing interval between the casing and the shoe of the casing string during assembly, the hollow sleeve is equipped with a top a plug with a cylindrical stop, the outer diameter of which is larger than the diameter of the axial channel of the limiter, in connection with which the hollow sleeve has the possibility of limited movement downward, in addition, it is equipped with radial channels on the side surface with the possibility of their tight overlap, and the limiter and the hollow sleeve in the lower the parts are equipped with internal and external samples, respectively, which protect the hollow sleeve from axial upward movement.

Новым является то, что ограничитель снабжен внутренней цилиндрической канавкой, взаимодействующий в рабочем положении со стопорным кольцом, установленным снаружи на заглушке полой втулки.What is new is that the stopper is provided with an inner cylindrical groove that interacts in the working position with a retaining ring mounted externally on the plug of the hollow sleeve.

На фигуре в продольном разрезе изображен клапан для обсадной колонны.The figure shows a valve for the casing in longitudinal section.

Клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны (см. фигуру) состоит из корпуса 1, ограничителя 2, полой втулки 3, установленной в осевом канале 4 ограничителя 2 на срезных элементах 5. Ограничитель 2 сверху снабжен наружной кольцевой расточкой 6, в которой размещены упор 7 и эластичное кольцо 8, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя 2 в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом 1 и башмачной трубой 9 обсадной колонны при их сборке. Полая втулка 3 оборудована сверху заглушкой 10 с цилиндрическим упором 11, наружный диаметр D которого больше диаметра d осевого канала 4 ограничителя 2, в связи, с чем полая втулка 3 имеет возможность ограниченного перемещения вниз. Полая втулка 3 снабжена The valve for cementing an additional casing string (see the figure) consists of a housing 1, a restrictor 2, a hollow sleeve 3, mounted in the axial channel 4 of the restrictor 2 on the shear elements 5. The restrictor 2 is provided with an outer ring bore 6 on top, in which the stop 7 and elastic ring 8, made with the possibility of tight installation of the limiter 2 in the required interval of the casing between the housing 1 and the shoe 9 of the casing string during assembly. The hollow sleeve 3 is equipped on top with a plug 10 with a cylindrical stop 11, the outer diameter D of which is larger than the diameter d of the axial channel 4 of the stopper 2, and therefore the hollow sleeve 3 has the possibility of limited downward movement. Hollow sleeve 3 is provided

радиальными каналами 12 на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель 2 и полая втулка 3 на сопрягаемых поверхностях в нижней части оснащены, соответственно внутренней 13 и наружной 14 выборками, предохраняющими полую втулку 3 от выпадения вверх.radial channels 12 on the side surface with the possibility of their tight overlap, and the limiter 2 and the hollow sleeve 3 on the mating surfaces in the lower part are equipped with internal 13 and external 14 samples, respectively, protecting the hollow sleeve 3 from falling up.

Ограничитель 2 снабжен внутренней цилиндрической канавкой 15, взаимодействующий в рабочем положении со стопорным кольцом, например, выполненным пружинным разрезным и установленным снаружи на заглушке 10 полой втулки 3.The limiter 2 is equipped with an inner cylindrical groove 15, which interacts in the working position with the locking ring, for example, made spring split and installed externally on the plug 10 of the hollow sleeve 3.

Несанкционированные перетоки жидкости на сопрягаемых поверхностях ограничителя 2 и полой втулки 3 предотвращаются уплотнительными элементами 17.Unauthorized fluid flows on the mating surfaces of the stop 2 and the hollow sleeve 3 are prevented by the sealing elements 17.

Клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны работает следующим образом:The valve for cementing an additional casing string operates as follows:

Ограничитель 2 посредством упора 7 и эластичного кольца 8 (см. фигуру) устанавливают между корпусом 1, внутри которого на срезных элементах 5 установлена полая втулка 3 и башмачной трубой 9 обсадной колонны. Затем клапан в составе обсадной колонны (на фигуре не показано) спускают в скважину. В процессе спуске жидкость заполняет внутреннее пространство обсадной колонны через радиальные каналы 12, которые выполнены на боковой поверхности полой втулки 3, благодаря чему, не требуется долив жидкости, и исключается эффект «поршневания» (импульсный излив жидкости на устье во время спуска в результате гидроудара).The limiter 2 by means of the stop 7 and the elastic ring 8 (see the figure) is installed between the housing 1, inside of which the hollow sleeve 3 and the shoe pipe 9 of the casing string are installed on the shear elements 5. Then the valve in the casing string (not shown in the figure) is lowered into the well. During the descent, the fluid fills the inner space of the casing through radial channels 12, which are made on the lateral surface of the hollow sleeve 3, so that it is not necessary to add fluid, and the effect of “pistoning” is excluded (pulse outflow of fluid at the mouth during descent due to water hammer) .

По достижении требуемого интервала производят закачку цементного раствора в затрубье обсадной колонны с применением цементировочной пробки 18 через радиальные каналы 12 полой втулки 3.Upon reaching the required interval, cement is injected into the casing annulus using a cement plug 18 through the radial channels 12 of the hollow sleeve 3.

По завершению закачки, цементировочная пробка 18 сверху воздействует на заглушку 10 полой втулки 3, которая в транспортном положении посредством срезных элементов 5 зафиксирована в осевом канале 4 диаметром d ограничителя 2, в результате чего, срезные элементы 5 разрушаются, а полая втулка 3 перемещается вниз до взаимодействия Upon completion of the injection, the cementing plug 18 acts on top of the plug 10 of the hollow sleeve 3, which in the transport position by means of shear elements 5 is fixed in the axial channel 4 with a diameter d of the stopper 2, as a result of which, the shear elements 5 are destroyed, and the hollow sleeve 3 moves down to interactions

цилиндрического упора 11 заглушки 10 диаметром D с верхним торцом ограничителя 2, при этом радиальные каналы 12 полой втулки 3 герметично перекрываются в осевом канале 4 ограничителя 2, а пружинное разрезное кольцо 16, установленное снаружи на заглушке 10 полой втулки 3 вступает во взаимодействие с внутренней цилиндрической канавкой 15 ограничителя 2, то есть происходит фиксации от осевых перемещений полой втулки 3 относительно ограничителя 2. В результате ловят «стоп» (значительное повышение давление на устье), после чего давление внутри обсадной колонны сбрасывают.of the cylindrical stop 11 of the plug 10 with a diameter D with the upper end of the stop 2, while the radial channels 12 of the hollow sleeve 3 are tightly closed in the axial channel 4 of the stop 2, and the spring split ring 16 mounted externally on the plug 10 of the hollow sleeve 3 interacts with the inner cylindrical groove 15 of the limiter 2, that is, fixation from axial movements of the hollow sleeve 3 relative to the limiter 2 occurs. As a result, they catch a “stop” (a significant increase in pressure at the mouth), after which the pressure inside the casing columns are dumped.

В случае выхода из строя пружинного разрезного кольца 16 и при наличии давления снизу полой втулка 3 от выпадения вверх из ограничителя 2 предохранена выполненными снизу, соответственно наружной 14 и внутренней 13 выборками.In the event of failure of the spring split ring 16 and in the presence of pressure from below, the hollow sleeve 3 is prevented from falling upward from the restrictor 2 and is protected from the bottom, outer 14 and inner 13 samples, respectively.

Claims

A valve for cementing an additional casing string, comprising a housing, a limiter, a hollow sleeve installed in the axial channel of the limiter on shear elements, the limiter being provided with an outer ring bore at the top, in which a stop and an elastic ring are placed, which are capable of tight installation of the limiter in the required casing interval the columns between the body and the shoe of the casing string during assembly, while the hollow sleeve is equipped with a plug with a cylindrical stop on top, the outer diameter whose meter is larger than the diameter of the axial channel of the limiter, in connection with which the hollow sleeve has the possibility of limited downward movement, in addition, it is equipped with radial channels on the side surface with the possibility of their tight overlap, and the limiter and the hollow sleeve in the lower part are equipped with internal and external, respectively samples protecting the hollow sleeve from axial upward movement, characterized in that the limiter is provided with an internal cylindrical groove interacting in the working position with PORN ring mounted externally on the hollow plug sleeve.