RU93113U1

RU93113U1 - Coupling Cementing

Info

Publication number: RU93113U1
Application number: RU2009145787/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Карасев; Виктор Иванович Сатаев; Александр Анатольевич Мазунин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ОКБ Зенит" (ЗАО "ОКБ Зенит")
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2010-04-20

Abstract

1. Муфта цементировочная, включающая полый корпус с радиальными цементировочными окнами, переходники верхний и нижний, втулку открывающую, элемент закрывающий, винты срезные, гнездо приемное, клапан обратный, втулку упорную, отличающаяся тем, что нижний переводник выполнен с резервными радиальными цементировочными окнами, перекрытыми резьбовыми заглушками с пробками, имеющими уплотнительные кольца и удерживаемыми в заглушках тарированными срезными штифтами. ! 2. Муфта цементировочная по п.1, отличающаяся тем, что в нижнем переводнике установлена цилиндрическая втулка с отверстиями, позволяющая производить закрытие резервных радиальных цементировочных окон. ! 3. Муфта цементировочная по п.2, отличающаяся тем, что в цилиндрической втулке установлен дублирующий клапан обратный. 1. Cement coupling, including a hollow housing with radial cement windows, upper and lower adapters, an opening sleeve, a closing element, shear screws, a receiving socket, a check valve, a persistent sleeve, characterized in that the lower sub is made with redundant radial cementing windows that are overlapped threaded plugs with plugs having sealing rings and held in the plugs with calibrated shear pins. ! 2. The cementing sleeve according to claim 1, characterized in that a cylindrical sleeve with holes is installed in the lower sub to allow the closure of standby radial cementing windows. ! 3. The cementing clutch according to claim 2, characterized in that a backup check valve is installed in the cylindrical sleeve.

Description

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к оснастке обсадных колонн, входит в состав колонны подвесного оборудования (хвостовика) и может быть использована при строительстве скважин на нефть и газ.The inventive utility model relates to the oil and gas industry, namely, the rigging of casing strings, is part of the suspension equipment string (liner) and can be used in the construction of oil and gas wells.

Муфта цементировочная предназначена для проведения работ по цементированию скважины и исключению воздействия водоносных пластов на продуктивные пласты. Должна обеспечивать:The cementing sleeve is designed for well cementing and eliminating the effects of aquifers on productive formations. Must provide:

- сообщение заколонного и внутриколонного пространства при промывке и цементировании обсадной колонны;- communication annular and intra-annular space when flushing and cementing the casing;

- герметизацию заколонного пространства от внутриколонного по окончании процесса цементирования.- sealing annular space from the inner annulus at the end of the cementing process.

Успех проведения процесса цементирования определяется в основном качественностью и надежностью муфты цементировочной в работе.The success of the cementing process is determined mainly by the quality and reliability of the cementing sleeve in operation.

Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн (патент РФ 2074311 МПК⁶ Е21В 33/14, оп. 1997.02.27). Устройство включает корпус с упором и циркуляционными отверстиями. Последние закрыты заглушками. Они зафиксированы в циркуляционных отверстиях сменными тарированными срезными шпильками и имеют уплотнительные кольца. В корпусе помещена заслонка. Она выполнена в виде герметизирующей обоймы. Ее внутренний диаметр равен внутреннему диаметру обсадной колонны. Заслонка имеет посадочное кольцо из легкоразбуриваемого материала. Оно зафиксировано внутри заслонки. Кроме того, оно имеет шариковый фиксатор относительно корпуса.A known coupling for step cementing of casing strings (RF patent 2074311 IPC ⁶ ЕВВ 33/14, op. 1997.02.27). The device includes a housing with emphasis and circulation holes. The latter are closed with plugs. They are fixed in the circulation holes with interchangeable calibrated shear pins and have o-rings. A shutter is placed in the housing. It is made in the form of a sealing clip. Its inner diameter is equal to the inner diameter of the casing string. The damper has a seat ring made of easily drilled material. It is locked inside the shutter. In addition, it has a ball retainer relative to the housing.

Наиболее близкой к заявляемым полезным моделям по совокупности существенных признаков, принятой за прототип, является муфта цементировочная (патент РФ 54085 МПК Е21В 33/14 (2006.01), оп. 2006.06.10), включающая корпус с окнами цементировочными, закрывающие эти окна крышки и размещенную внутри корпуса запорную втулку с разбуриваемым посадочным седлом для верхней пробки, с клапаном обратным, предотвращающим переток затрубной жидкости внутрь колонны, и элементом фиксации втулки запорной в виде цанги.The closest to the claimed utility models for the totality of the essential features adopted for the prototype is a cementing sleeve (RF patent 54085 IPC ЕВВ 33/14 (2006.01), op. 2006.06.10), including a case with cementing windows that cover the windows and placed covers inside the housing, a locking sleeve with a drillable landing seat for the upper tube, with a check valve preventing the flow of annular fluid into the column, and a locking sleeve fixing element in the form of a collet.

Недостатком известных технических решений является большая вероятность изгиба корпуса муфты цементировочной внутри скважины, вследствие чего происходит заклинивание втулки открывающей, невозможность открытия окон цементировочных и проведения операции цементирования.A disadvantage of the known technical solutions is the high likelihood of bending the cementing sleeve housing inside the well, as a result of which the opening sleeve is jammed, and the cementing windows cannot be opened and the cementing operation is performed.

Технической задачей полезной модели является создание надежной муфты цементировочной, лишенной вероятности отказа в работе по причине неоткрытия окон цементировочных.The technical task of the utility model is to create a reliable cementing sleeve, devoid of the likelihood of failure in work due to non-opening of cementing windows.

Поставленная задача решается в конструкции муфты цементировочной, включающей полый корпус с радиальными цементировочными окнами, переводники верхний и нижний, втулку открывающую, элемент закрывающий, гнездо приемное с обратным клапаном, в которой, согласно полезной модели, нижний переводник содержит дополнительные резервные радиальные цементировочные окна, цилиндрическую втулку с дублирующим обратным клапаном и отверстиями, которая перекрывает резервные окна при достижении пробки прочистной гнезда приемного. При этом резервные окна цементировочные закрыты резьбовыми заглушками, в центральном отверстии которых установлены цилиндрические пробки, которые имеют уплотнительные кольца и зафиксированы в заглушках тарированными срезными штифтами.The problem is solved in the design of the cementing sleeve, including a hollow body with radial cementing windows, upper and lower adapters, an opening sleeve, a closing element, a receptacle with a check valve, in which, according to a utility model, the lower sub contains additional redundant radial cementing windows, a cylindrical a sleeve with a redundant non-return valve and holes that overlaps the backup windows when reaching the plug of the receiving receptacle. In this case, the backup cement windows are closed by threaded plugs, in the central hole of which cylindrical plugs are installed, which have sealing rings and are fixed in the plugs with calibrated shear pins.

Заявляемая полезная модель муфты цементировочной дает технический результат, который выражается в гарантированном открытии резервных окон цементировочных при повышении гидравлического давления. Это позволяет исключить простои и издержки, связанные с необходимостью проведения подъема и повторного спуска хвостовика.The inventive utility model of cementing couplings gives a technical result, which is expressed in the guaranteed opening of backup cementing windows with increasing hydraulic pressure. This eliminates downtime and costs associated with the need for lifting and re-lowering the shank.

Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не выявлено. Это определяет соответствие полезной модели критерию «новизна».Devices with the claimed combination of distinctive features in the patent and scientific literature are not identified. This determines the compliance of the utility model with the criterion of "novelty."

Сущность изобретения и принцип действия предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором показана муфта цементировочная, общий вид в транспортном положении.The essence of the invention and the principle of operation of the proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows a cementing sleeve, a general view in a transport position.

Муфта цементировочная включает полый корпус 1, радиальные цементировочные окна 2, переводники верхний 3 и нижний 4, втулку открывающую 5, элемент закрывающий 6, винты срезные 7, 8, гнездо приемное 9, клапан обратный 10, втулку упорную 11, резервные цементировочные окна 12, заглушки 13, пробки 14, уплотнительные кольца 15, штифты срезные 16, цилиндрическую втулку 17 с дублирующим клапаном обратным 18 и отверстиями 19.The cementing sleeve includes a hollow body 1, radial cementing windows 2, upper 3 and lower 4 sub, opening sleeve 5, closing element 6, shear screws 7, 8, receiving socket 9, check valve 10, persistent sleeve 11, backup cementing windows 12, plugs 13, plugs 14, o-rings 15, shear pins 16, cylindrical sleeve 17 with a redundant check valve 18 and holes 19.

Муфта цементировочная, как показано, содержит полый корпус 1 с переводником верхним 3 и переводником нижним 4. В стенке полого корпуса 1 выполнены радиальные цементировочные окна 2. Коаксиально корпусу 1 установлены втулка открывающая 5, элемент закрывающий 6, втулка упорная 11. От перемещения втулку открывающую 5 удерживают винты срезные 7. Винты срезные 8 удерживают гнездо приемное 9 под пробки продавочную и прочистную (не показаны), элемент закрывающий 6, обратный клапан 10, втулку упорную 11. В стенке нижнего переводника 4 выполнены резервные радиальные цементировочные окна 12, закрытые резьбовыми заглушками 13, в центральном отверстии которых установлены цилиндрические пробки 14, имеющие уплотнительные кольца 15. Пробки зафиксированы в заглушках тарированными срезными штифтами 16. В нижнем переводнике 4 установлена цилиндрическая втулка 17 с дублирующим клапаном обратным 18 и отверстиями 19.The cementing sleeve, as shown, contains a hollow body 1 with an upper sub 3 and a lower 4 sub. Radial cementing windows 2 are made in the wall of the hollow body 1. The opening sleeve 5 is installed coaxially to the body 1, the closing element 6, the resistant sleeve 11. The opening opening sleeve is moved 5 hold the shear screws 7. The shear screws 8 hold the receptacle 9 under the corks squeezing and cleaning (not shown), the closing element 6, the check valve 10, the thrust sleeve 11. In the wall of the lower sub 4 there are backup rad Alium cementing windows 12, closed by threaded plugs 13, in the central opening of which are cylindrical plugs 14 having sealing rings 15. The plugs are fixed in the plugs with calibrated shear pins 16. In the lower sub 4 there is a cylindrical sleeve 17 with a redundant backpressure valve 18 and holes 19.

Муфта цементировочная работает следующим образом. Внутрь колонны сбрасывают запорный шар (не показано). Шар достигает седла муфты посадочной (не показано) и перекрывает канал. Внутриколонное давление повышается и при достижении расчетной величины разрушаются винты срезные 7. Втулка открывающая 5 начинает движение вниз и открывает цементировочные окна 2. В колонну закачивают цементный раствор и с помощью пробок продавочной и прочистной (не показаны) продавливают его из внутриколонного пространства в заколонное. По достижении гнезда приемного 9 пробки перекрывают канал, что приводит к повышению внутриколонного давления, которое приводит к разрушению винтов срезных 8. Гнездо приемное 9 перемещает элемент закрывающий 6 вниз по корпусу 1 и закрывает цементировочные окна 2. Втулка упорная 11 фиксирует положение элемента закрывающего 6.Coupling cement works as follows. A shut-off ball (not shown) is dropped inside the column. The ball reaches the seat of the seat coupling (not shown) and closes the channel. The intra-column pressure rises and when the calculated value is reached, the shear screws 7 break down. The opening sleeve 5 starts to move down and opens the cement windows 2. Cement mortar is pumped into the column and squeezed through it with plugs and cleaners (not shown) push it from the annulus into the annulus. Upon reaching the receiving receptacle 9, the plugs block the channel, which leads to an increase in the annular pressure, which leads to the destruction of the shear screws 8. The receiving receptacle 9 moves the closing element 6 down the housing 1 and closes the cementing windows 2. The persistent bush 11 fixes the position of the closing element 6.

В виду неравномерности профиля скважины возможен изгиб корпуса 1 муфты цементировочной внутри скважины, вследствие чего происходит заклинивание втулки открывающей 5, возникает невозможность открытия окон цементировочных 2 и проведения операции цементирования в целом.In view of the unevenness of the well profile, it is possible to bend the body 1 of the cementing sleeve inside the well, as a result of which the sleeve of the opening 5 is jammed, it becomes impossible to open the cementing windows 2 and perform the cementing operation as a whole.

Чтобы предупредить возникновение аварийной ситуации и при этом не утяжелять и не удорожать конструкцию путем усиления стенок муфты, в нижнем переводнике 4 выполнены резервные радиальные цементировочные окна 12. Окна 12 закрыты резьбовыми заглушками 13, в центральном отверстии которых, установлены цилиндрические пробки 14, имеющие уплотнительные кольца 15 и зафиксированы в заглушках тарированными срезными штифтами 16. На цилиндрической втулке 17 имеются отверстия 19, расположенные напротив окон резервных 12. Давление среза штифтов 16 гарантированно больше, чем давление среза винтов 7, удерживающих втулку открывающую 5, что позволяет предотвратить включение в технологический процесс резервных окон 12, если в этом нет надобности. Но, если все же окна 2 не открываются, продолжают повышать давление. Срезные штифты 16 разрушаются, пробки 14 под действием давления выходят из заглушек 13 в заколонное пространство, открывая таким образом резервные окна 12. Далее проводится операция цементирования, описанная выше. По достижении гнезда приемного 9 пробки перекрывают канал, что приводит к повышению внутриколонного давления, в результате чего разрушаются винты срезные 7 и 8. Гнездо приемное 9 сдвигает элемент закрывающий 6 вместе с втулкой 5 и закрывает цементировочные окна 2. Затем гнездо приемное 9 начинает перемещать цилиндрическую втулку 17 с дублирующим клапаном обратным 18, герметично перекрывая при этом резервные радиальные цементировочные окна 12, что позволяет предотвратить их открытие (разгерметизацию) при повышении внутритрубного давления. Втулка упорная 11 фиксирует положение элемента закрывающего 6 и цилиндрической втулки 17.To prevent the occurrence of an emergency situation and at the same time not to increase the weight and cost of the structure by reinforcing the walls of the coupling, in the lower sub 4 there are redundant radial cementing windows 12. The windows 12 are closed with threaded plugs 13, in the central hole of which there are cylindrical plugs 14 having sealing rings 15 and fixed in plugs with calibrated shear pins 16. On the cylindrical sleeve 17 there are holes 19 located opposite the windows of the backup 12. The shear pressure of the pins 16 is guaranteed continuously greater than the cutoff pressure screws 7, the retaining sleeve opening 5, thereby preventing incorporation into the process of backup windows 12, if it is not needed. But, if nevertheless windows 2 do not open, they continue to increase pressure. The shear pins 16 are destroyed, the plugs 14, under pressure, exit the plugs 13 into the annular space, thus opening the backup windows 12. Next, the cementing operation described above is carried out. Upon reaching the receiving receptacle 9, the plugs block the channel, which leads to an increase in the annular pressure, as a result of which the shear screws 7 and 8 are destroyed. The receiving receptacle 9 moves the closing element 6 together with the sleeve 5 and closes the cementing windows 2. Then, the receiving receptacle 9 begins to move the cylindrical a sleeve 17 with a redundant check valve 18, hermetically closing the redundant radial cementing windows 12, thereby preventing their opening (depressurization) with an increase in in-line pressure. The thrust sleeve 11 fixes the position of the closing element 6 and the cylindrical sleeve 17.

Внедрение муфты цементировочной позволяет избежать аварийных ситуаций, связанных с неоткрытием окон цементировочных и невозможностью проведения операции цементирования колонны. Получаемый при этом экономический эффект связан с повышением надежности оборудования, исключением незапланированных трудовых и материальных затрат.The introduction of a cementing sleeve allows you to avoid accidents associated with the non-opening of the cementing windows and the inability to perform the cementing operation of the column. The resulting economic effect is associated with increased reliability of equipment, with the exception of unplanned labor and material costs.

Муфта цементировочная предложенной конструкции прошла стендовые и промышленные испытания и показала работоспособность в эксплуатации.The cementing coupling of the proposed design passed bench and industrial tests and showed operability in operation.

Claims

1. Cement coupling, including a hollow housing with radial cement windows, upper and lower adapters, an opening sleeve, a closing element, shear screws, a receiving socket, a check valve, a persistent sleeve, characterized in that the lower sub is made with redundant radial cementing windows that are overlapped threaded plugs with plugs having sealing rings and held in the plugs with calibrated shear pins.

2. The cementing sleeve according to claim 1, characterized in that a cylindrical sleeve with holes is installed in the lower sub to allow the closure of standby radial cementing windows.

3. The cementing clutch according to claim 2, characterized in that a backup check valve is installed in the cylindrical sleeve.