SU1756539A1

SU1756539A1 - Device for conbined cementing of casing

Info

Publication number: SU1756539A1
Application number: SU904822081A
Authority: SU
Inventors: Габдрахман Валиевич Гафаров; Габибьян Салихянович Рамазанов; Раиль Масалимович Гилязов; Азиф Шамсулович Зиганшин
Original assignee: Г.В.Гафаров, Г.С.Рамазанов, Р.М.Гил зов и А.Ш.Заганшин
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1990-05-03
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности и используетс при строительстве скважин. Цель изобретени - повышение надежности работы устройства. Оно включает корпус с циркул ционными отверсти ми, который соедин етс с обсадной колонной при помощи патрубка и муфты Циркул ционные отверсти временно перекрыты. Элемент перекрыти циркул ционных отверстий выполнен в виде полых пробок с ослабленным сечением и кольца, установленного против циркул ционных отверстий корпуса На наружной поверхности корпуса установлен узел герметизации циркул ционного отверсти , выполненный в виде шарового клапанного механизма и крышки, имеющих осевые и кольцевые каналы Осевые каналы крышки смещены против соответствующих каналов клапанного узла Кольцевые каналы гидравлически соедин ют осевые каналы шарового клапанного узла и крышки. 1 ил.The invention relates to the mining industry and is used in the construction of wells. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. It includes a housing with circulating holes, which is connected to the casing with the aid of a nozzle and a sleeve. The circulation orifices are temporarily closed. The blocking element of the circulating holes is made in the form of hollow plugs with a weakened cross section and a ring mounted against the circulation holes of the housing. On the outer surface of the housing there is a sealing hole assembly of the circulation hole and the cover having axial and annular channels. biased against respective channels of the valve assembly The annular channels hydraulically connect the axial channels of the ball valve assembly and the cover. 1 il.

Description

Изобретение относитс к нефт ной и газовой промышленности, в частности к цементированию обсадных колонн, позвол ющее , цементировать нижнюю часть колонны пр мой циркул цией, верхнюю - обратной циркул цией путем закачки цементного раствора в заколонное пространство и выхода бурового раствора из колонны.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to casing cementing, which allows to cement the lower part of the column by direct circulation, the upper one by reverse circulation by pumping cement mortar into the annulus and drilling mud outlet.

Известно устройство дл обратного цементировани обсадных колонн, включающее полый корпус с выполненными на его внутренней поверхности верхней и нижней камерами, полую подвижную втулку с верхним , средним и нижним р дами радиальных каналов и выполненным в ней посадочным седлом под бросовый элемент, перекрывающий элемент проходного канала полой подвижной втулки, фиксаторы нижнего и верхнего положени полой подвижной втулки , оно снабжено фиксатором промежуточного положени полой подвижной втулки и храповым механизмом, размещенным в нижней части корпуса и выполненным в виде пружинного кольца, установленного в проточке корпуса, и кольцевых проточек на наружной поверхности полой подвижной втулки в нижней ее части, при этом диаметры среднего и верхнего положени полой подвижной втулки выполнены в виде срезаемых штифтов, в полой подвижной втулке выполнена камера против среднего р да радиальных каналов с размещенным в нем перекрывающим элементом, выполненным в форме шара и установленным с возможностью поочередного перекрыти верхнего и нижнего входных отверстий в камеру, причем плотность материала шара меньше плотности промывочной жидкостиA device for reverse cementing casing strings is known, comprising a hollow body with upper and lower chambers formed on its inner surface, a hollow movable sleeve with upper, middle and lower rows of radial channels and a seat seat made therein under the rejection element, which overlaps the hollow channel element movable sleeve, locks of the lower and upper position of the hollow movable sleeve, it is provided with a locking intermediate position of the hollow movable sleeve and ratchet mechanism located in the lower part of the body and made in the form of a spring ring installed in the groove of the body, and annular grooves on the outer surface of the hollow movable sleeve in its lower part, while the diameters of the middle and upper position of the hollow movable sleeve are made in the form of cut pins, in the hollow movable sleeve a chamber against the middle row of radial channels with an overlapping element arranged in the shape of a ball and installed with the possibility of alternately blocking the upper and lower inlet openings in Amer, wherein the density of the ball material is less than the density of the washing liquid

Известно устройство дл обратного цементировани обсадных колонн, включающее корпус с перегородкой и св занный сA device for re-cementing casing strings is known, comprising a body with a septum and associated with

сл Сsl C

$ о сл$ o cl

САCa

чh

ней трубчатый фильтр, оно снабжено пр мым каналом, установленным в верхней части трубчатого фильтра, причем перегородка выполнена с отверсти ми на участке между корпусом и фильтром, а последний расположен под перегородкой.It has a tubular filter, it is equipped with a straight channel installed in the upper part of the tubular filter, the partition is made with openings in the area between the housing and the filter, and the latter is located under the partition.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути вл етс устоойство дл обратного цементировани верхней ступени обсадной колонны, включающее корпус с цементировочными отверсти ми, элемент временного перекрыти цементировочных отверстий на врем пр мого цементировани нижней ступени и элемент окончательного перекрыти цементировочных отверстий после обратного цементировани верхней ступени, обсадна колонна между верхней и нижней ступен ми выполнен с телескопическим соединением, а элемент временного и окончательного перекрыти цементировочных отверстий выполнен в виде герметизирующей втулки с толкателем, выполненным из материала с тепловыми деформационными свойствами, обеспечивающими осевое перемещение втулок, установленной выше или ниже цементировочных отверстий,The closest to the proposed technical essence is a device for the reverse cementing of the upper stage of the casing, including a housing with cementing holes, an element for temporarily blocking the cementing holes for the time of direct cementing the lower stage and a element for the final blocking of the cementing holes after reverse cementing the upper stage, the casing the column between the upper and lower stages is made with a telescopic connection, and the element of the temporary and final ekryti cementing holes is formed as a sealing sleeve with a pusher made of a material having a thermal deformation properties, providing axial movement of the sleeves, mounted above or below the cementing openings

Недостатками этого устройства вл ютс : применение термочувствительной пружины , дл действи которой требуетс повышенна температура. Обеспечить соответствующую температуру на большой глубине не всегда возможно, поэтому не гарантируетс сигнал об окончании обратного цементировани ; требуетс телескопическое осевое перемещение колонны дл открыти и закрыти циркул ционных отверстий . В наклонных скважинах, а иг число составл ет 90% от общего числа скважин, осевое перемещение колонны не выполнимо из-за прихватов обсадной колонны в скважине; циркул ционные отверсти закрываютс перемещением герметизирующей втулки вниз, а это возможно лишь при посадке колонны на забой; в процессе спуска колонны отверсти остаютс открытыми , поэтому промежуточна промывка происходит через отверсти , а не через башмак, что приводит к осложнени м и авари м .The disadvantages of this device are: the use of a heat-sensitive spring, which requires an elevated temperature. Providing an appropriate temperature at a great depth is not always possible, and therefore, a signal about the end of the reverse cementing is not guaranteed; Telescopic axial movement of the column is required to open and close the circulation holes. In inclined boreholes and the iG number is 90% of the total number of boreholes, the axial movement of the string is not feasible due to the sticking of the casing in the well; the circulation holes are closed by moving the sealing sleeve downward, and this is possible only when the column is set to bottom; during the descent of the column, the openings remain open, therefore intermediate flushing occurs through the openings and not through the shoe, which leads to complications and accidents.

Целью изобретени вл етс повышение надежности в работе устройства за счет автоматического перекрыти циркул ционных отверстий в момент окончани обратного цементировани .The aim of the invention is to increase the reliability of the operation of the device by automatically blocking the circulation holes at the time of the end of the reverse cementing.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл комбинированного цементировани обсадной колонны, включающем корпусе циркул ционными каналами, элементы соединени с обсадной колонной,The goal is achieved by the fact that, in a device for combined cementing of a casing, including a housing with circulation channels, elements of connection with the casing,

элемент временного перекрыти циркул ционных отверстий и узел герметизации циркул ционных отверстий, элемент временного перекрыти циркул ционных отверстий выполнен в виде полых пробок с ослабленным сечением и кольца, установленного против циркул ционных каналов, при этом полые пробки установлены с возможностью перекрыти циркул ционныхthe element of temporary blocking of circulation holes and the sealing unit of circulation holes, the element of temporary blocking of circulation holes is made in the form of hollow plugs with a weakened cross section and a ring mounted against the circulation channels, while the hollow plugs are installed with the possibility of blocking circulating

0 каналов корпуса и жестко соединены с кольцом , а узел герметизации циркул ционных отверстий выполнен в виде шарового клапанного механизма и крышки, размещенных на наружной поверхности корпуса иThe 0 channels of the housing are rigidly connected to the ring, and the sealing assembly of the circulating apertures is made in the form of a ball valve mechanism and a cap placed on the outer surface of the housing and

5 имеюш.их осевые и кольцевые каналы, при этом осевые каналы крышки и клапанного узла смещены друг относительно друга, а кольцевые каналы гидравлически соедин ют осевые каналы шарового клапанного уз0 ла и крышки.5 have axial and annular channels, while the axial channels of the lid and valve assembly are offset from each other, and the annular channels hydraulically connect the axial channels of the ball valve assembly and the lid.

На чертеже изображено устройство, общий вид, разрез.The drawing shows the device, General view, cut.

Устройство содержит корпус 1 с циркул ционными каналами, элементы соедине5 ни с обсадной колонной, состо щие из патрубка 2, муфты 3, элемент временного перекрыти циркул ционных отверстий А, состо щей из кольца 5, соединенный с полыми пробками 6 с ослабленным сечением,The device comprises a housing 1 with circulation channels, elements connected to the casing, consisting of pipe 2, couplings 3, a temporary blocking element of circulation holes A consisting of a ring 5 connected to hollow plugs 6 with a weakened section,

0 узел герметизации циркул ционных отверстий 7, содержащий осевые и радиальные циркул ционные отверсти 8 и 9, шаровые клапаны 10 и крышку 11с кольцевым каналом 12 и осевыми циркул ционными отвер5 сти ми 13. Между корпусом и узлом герметизации циркул ционных отверстий установлен эластичный уплотнитель 14.0 a circulating hole sealing assembly 7 comprising axial and radial circulating holes 8 and 9, ball valves 10 and a cover 11c with an annular channel 12 and axial circulating holes 13. An elastic seal 14 is installed between the casing and the sealing assembly of circulating holes.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

0 После спуска колонны в скважину производ т цементирование нижней ступени до устройства комбинированного цементировани известным способом - пр мой цир- кул цией. Цементировочна пробка,0 After the column is lowered into the well, the lower stage is cemented to a combined cementing device in a known manner - direct circulation. Cement plug,

5 двига сь в колонне под действием прода- вочиой жидкости, нижним концом входит в кольцо 5, Полые резьбовые пробки 6 ломаютс по ослабленному сечению, открываютс отверсти 4, цементировочна пробка с5 moving in the column under the action of the selling liquid, the lower end enters the ring 5, the hollow threaded plugs 6 are broken down over the weakened section, the openings 4 are opened, the cementing plug with

0 кольцом 5 уноситс на забой.0 ring 5 is carried to the bottom.

Шаровые клапаны 10 потоком прода- вочной жидкости прижаты к гнездам, обеспечива герметичность циркул ционных отверстий 8 клапанного узла 7,The ball valves 10 are pressed with a flow of supply fluid to the sockets, ensuring the tightness of the circulation ports 8 of the valve assembly 7,

5 Дл цементировани верхней ступени вызываетс обратна циркул ци , При этом промывочна жидкость из заколонного пространства проходит внутрь колонны по цир- кул ционным радиальным и осевым отверсти м 8, 13, далее через кольцевые5 For the cementing of the upper stage, the back circulation is caused. At the same time, the washing liquid from the annular space passes into the column through the circulation radial and axial holes 8, 13, then through the annular

каналы 12 клапанного узла 7, крышки 11 и ее осевые циркул ционные отверсти . Шаровые клапаны при этом приподн ты к крышке 11. Скважина промываетс .channels 12 of the valve assembly 7, the cover 11, and its axial circulation ports. The ball valves then fit to the cover 11. The well is flushed.

Перед цементированием верхней ступени закачиваетс влзкоупругий разделитель на основе: вода + цемент + латекс + хлористый кальций или вода + цемент + полиакриламид + хлористый кальций и другие.Before cementing the upper stage, a vlascous-elastic separator is injected on the basis of: water + cement + latex + calcium chloride or water + cement + polyacrylamide + calcium chloride and others.

В зкоупругий разделитель способствует наиболее полному вытеснению промывочной жидкости из заколонного пространства и прохода через отверсти и кольцевые каналы клапанного узла повыша- ет давление прокачки.The viscous separator contributes to the most complete displacement of the flushing fluid from the annular space and the passage through the openings and annular channels of the valve assembly increases the pumping pressure.

В процессе закачки расчетного ства цементного раствора повышение давлени вл етс сигналом дл прекращени цементировани верхней ступени. In the process of injection of the calculated cement slurry, an increase in pressure is a signal to stop the cementing of the upper stage.

После прекращени закачки цементного раствора шаровые клапаны опускаютс в своигнезда. Скважину оставл ют на затвердевание цементно- го раствора.After stopping the cement slurry, the ball valves are lowered into their jacks. The well is left to harden the cement mortar.

Claims

The invention of the Casing Combined Cementing Device, comprising a housing with circulation holes, connection elements with a casing string, a temporary blocking element of the circulation holes and a sealing hole sealing unit, characterized in that, in order to increase reliability in operation, the temporary blocking element circulating holes are made in the form of hollow plugs with a weakened cross section and a ring mounted against the circulating holes of the housing, while the hollow plugs are installed Circulating openings of the housing are rigidly connected to the ring, and the sealing assembly of the circulating openings is made in the form of a ball valve assembly and a cover placed on the outer surface of the housing and having axial and annular channels, while the axial channels of the cover and valve assembly are shifted relative to each other, and the annular channels are hydraulically communicated with the axial channels of the ball valve assembly and the cover.