SU1180488A1

SU1180488A1 - Arrangement for reverse cementing of casings

Info

Publication number: SU1180488A1
Application number: SU843764196A
Authority: SU
Inventors: Василий Федорович Черныш
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1984-05-07
Publication date: 1985-09-23

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН , включающее корпус, запорный элемент дл перекрыти потока цементного раствора и посадочное седло под запорный элемент, отличающеес тем, что, с целью повышени качества цементировани за счет уменьшени возможности образовани гидроудара при окончании цементировани , оно снабжено полым патрубком, помещенным внутри корпуса и выполненным в виде нижнего цилиндра с кожухом, раструбом и наружным упором-поршнем и телескопически св занного с нижним цилиндром верхнего цилиндра со спиральной нарезкой на внутренней его поверхности на длине хода нижнего цилиндра, образующей с ним спиральный канал, а посадочное седло под запорный элемент помещено на нижнем цилиндре , причем последний образует с кожухом над упором-поршнем кольцевую полость, сообщенную с полостью патрубка через спиральный канал, а раструб выполнен с возможностью перекрыти кольцевой полости над упором-поршнем при его крайнем верхнем положении. 2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что нижний и верхний цилиндры зафикси8 рованы один относительно другого с помосл щью срезных элементов. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес тем, что нижний цилиндр между его посадочным седлом и упором-поршнем выполнен с радиальными циркул ционными отверсти ми.1. DEVICE FOR REVERSIBLE CEMENTING OF COLUMNS, including a body, a locking element to shut off the flow of cement mortar and a seating seat under the locking element, characterized in that, in order to improve the quality of cementing by reducing the possibility of water hammering at the end of cementing, it is equipped with a hollow port placed inside the housing and made in the form of a lower cylinder with a casing, a bell and an outer stop piston and telescopically connected to the lower cylinder of the upper cylinder a spiral with a tapping on its inner surface on the stroke length of the lower cylinder forming a spiral channel with it, and the landing seat for the locking element is placed on the lower cylinder, the latter forming an annular cavity with the casing above the piston stop through the spiral channel , and the socket is made with the possibility of overlapping the annular cavity above the stop-piston at its extreme upper position. 2. A device according to claim 1, characterized in that the lower and upper cylinders are fixed to one another with the aid of shear elements. 3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the lower cylinder between its seating seat and the piston stop is made with radial circulation holes.

Description

0000

оabout

4four

СХ5СХ5

00 Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн. Цель изобретени - повышение качества цементировани за счет уменьшени возможности образовани гидроудара при окончании цементировани . На чертеже изображено предлагаемое устройство, обший вид. Устройство длд, обратнрго цементировани обсадных колонн состЬит из корпуса 1, патрубка, который выполнен в виде верхнего цилиндра 2 и. тёле(у 5п ически вход шего в него нижнего цилйнЬ.йа 3, в нижней части корпуса (нижнего патрубка), выполнё1 1о поса40Ч;НО.е Ледло Ч под запорный элемент i5. ПослейЯЙй выполнен, напоимер ,атерйала с плотностью, меньшей плотпост} цементного раствора, но большей ii.ioiKociH сурового раствора, что обеспечиваеч автомагическое перекрытие потока цементного раствора. Против нижнего патустановлен кожух 6, который выполнен , например, с посадочным седлом 7. На нижнем патрубке установлен также наружный упор-поршень 8 под кожух 6 и раструб 9, который выполнен с возможностью его посадки на посадочное седло кожуха 6 в крайнем верхнем положении упорапоршн . Внутренн поверхность А верхнего патрубка ка длине хода нижнего патрубка выполнена со спиральной нарезкой, образующей с нижним патрубком спиральный канал, через который полость патрубка сообщена с кольцевой полостью 10 над упоромпоршнем . При этом верхний и нижний цилиндры могут быть зафиксированы один относительно другого, например, с помощью срезных элементов 1 1. Нижний цилиндр может быть выполнен с радиальными циркул ционными отверсти ми 12. Устройство работает следующим образом. В момент поступлени в интервал установки устройства первой порции тампонажного раствора при цементировании по способу обратной циркул ции центральный проходной канал устройства (полость) перекрываетс всплываюшим запорным элементом 5. Возникший в момент перекрыти центрального канала перепад давлени передаетс через нижний цилиндр 3, наружный упор-поршень 8 и седло 7 срезным элементам 11, которые срезаютс . Основна часть восход ш,его потока внутри обсадных труб пропускаетс через радиальные циркул ционные отверсти 12. Перепадом давлени нижний цилиндр 3 с наружным упоромпоршнем 8 перемещаетс вверх, вытесн жидкость, наход щуюс в кольцевой полости 10 над упором-поршнем, по спиральному каналу А -в полость патрубка. При дальнейшем движении нижнего цилиндра 3 вверх длина спирального канала возрастает , что увеличивает гидравлические сопротивлени потоку жидкости. В то же врем раструб 9 приближаетс к посадочному седлу 7 кожуха 6, что уменьшает сечение канала, через который жидкость из-под устройства попадает в радиальные циркул ционные отверсти 12. Уменьшение сечени создает дополнительные сопротивлени потоку, возрастающие до максимума при посадке раструба на посадочное седло кожуха, . В этот момент циркул ци жидкости в устройстве и через него прекращаетс полностью . Этим создаютс услови дл плавного торможени нисход щего потока тампонажцого раствора в затрубном пространстве. что предотвращает образование гидроудара в скважине. Устройство может работать в компоновке с любым автоматическим устройством дл прекращени циркул ции в момент поступлени в интервал его установки первой порции тампонажного раствора при цементировании обратным способом, например , с шаровым клапаном поплавкового типа. В любом случае устройство создает условие повышени качества цементировани за счет предотвращени гидроударов в скважине.00 The invention relates to the drilling of oil and gas wells, in particular to the cementing of casing strings. The purpose of the invention is to improve the quality of cementing by reducing the possibility of water hammer formation at the end of cementing. The drawing shows the proposed device, General view. The device for the reverse cementing of casing strings consists of body 1, pipe, which is made in the form of upper cylinder 2 and. warm (at 5p ical entrance of his lower cylindrical 3, in the lower part of the body (lower branch pipe), completed 1 10; SHOW Ledlo H under the i5 shut-off element. The last is done, for example, with a density lower than a rammer} cement mortar, but more severe mortar ii.ioiKociH, which ensures automatic shut-off of the cement mortar flow. Against the lower pat is installed casing 6, which is made, for example, with a seating seat 7. An external stop-piston 8 is also installed under the casing 6 and the socket 9, which is made with in The possibility of its landing on the landing seat of the casing 6 in the extreme upper position of the support. The inner surface A of the upper nozzle as the stroke of the lower nozzle is made with a spiral thread, forming a spiral channel with the lower nozzle, through which the nozzle cavity communicates with the annular cavity 10 above the piston. the upper and lower cylinders can be fixed to one another, for example, using shear elements 1 1. The lower cylinder can be made with radial circulation holes 12. The apparatus operates as follows. At the moment when the first batch of cement slurry enters the installation interval during cementing using the reverse circulation method, the central bore channel of the device (cavity) is blocked by a pop-up locking element 5. The differential pressure occurring at the time of the central channel closes through the lower cylinder 3 and the saddle 7 shear elements 11, which are cut. The main part of the rise, its flow inside the casing passes through the radial circulation holes 12. The differential pressure of the lower cylinder 3 with the outer stop piston 8 moves up, displacing the fluid in the annular cavity 10 above the piston stop, through the spiral channel A-B the cavity of the pipe. Upon further upward movement of the lower cylinder 3, the length of the spiral channel increases, which increases the flow resistance of the fluid. At the same time, the socket 9 approaches the seating seat 7 of the casing 6, which reduces the cross section of the channel through which fluid from under the device enters the radial circulation holes 12. The reduction of the cross section creates additional flow resistances that increase to a maximum when fitting the socket to the mounting seat casing,. At this point, the circulation of fluid in the device and through it ceases completely. This creates conditions for smoothly retarding the downward flow of the cement slurry in the annulus. which prevents the formation of water hammer in the well. The device can work in a layout with any automatic device for stopping circulation at the moment the first batch of cement slurry enters the interval when it is installed during reverse cementing, for example, with a float-type ball valve. In any case, the device creates a condition for improving the quality of cementing due to the prevention of water hammer in the well.

Claims

1. DEVICE FOR REVERSE CEMENTING OF CASING COLUMNS, including a housing, a locking element for blocking the flow of cement and a seat for a locking element, characterized in that, in order to improve the quality of cementing by reducing the possibility of formation of water hammer at the end of cementing, it is equipped with a hollow pipe placed inside the housing and made in the form of a lower cylinder with a casing, a bell and an external stop-piston and telescopically connected with the lower cylinder of the upper cylinder with by oral cutting on its inner surface along the stroke length of the lower cylinder, forming a spiral channel with it, and the seat seat under the locking element is placed on the lower cylinder, the latter forming an annular cavity with a casing above the stop-piston connected with the pipe cavity through the spiral channel, and the bell is made with the possibility of overlapping the annular cavity above the stop-piston at its extreme upper position.

2. The device according to π. 1, characterized in that the lower and upper cylinders are fixed one relative to the other using shear elements.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the lower cylinder between its landing seat and thrust-piston is made with radial circulation holes.

SU „„ 1180488