МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ
Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к конструкции муфты для ступенчатого цементирования обсадной колонны буровой скважины.
Известны муфты ступенчатого цементирования, которые включают корпус с радиальными циркуляционными отверстиями и установленную в корпусе дифференциальную втулку для открытия и закрытия радиальных отверстий (см. патенты РФ № 2047734, 2047735, 2055Г60, а.с. СССР № 876963, 1565127, 1803535 кл. 6 Е 21 В 33/14). Они сложны по конструкции, ненадежны в работе и уменьшают проходной канал обсадной колонны.
Известны также муфты ступенчатого цементирования, содержащие корпус с радиальными отверстиями, установленные в этих отверстиях заглушки (пробки), размещенные внутри корпуса закрывающую втулку (заслонку) с резиновыми уплотнительными кольцами и установленную в закрывающей втулке разбуриваемую посадочную втулку для разделительной пробки (см. патент РФ № 2074311 и а.с. СССР № 1694861 кл. Е 21 В 33/14). Они также сложны по конструкции и недостаточно надежны в работе. Они вызывают необходимость применения специальных стопорных устройств: кулачков на нижнем торце закрывающей втулки, шарикового фиксатора. Кроме того, они не обеспечивают надежное уплотнение нижнего конца закрывающей втулки в корпусе из-за перерезывания резиновых уплотнительных колец при прохождении вниз через радиальные отверстия корпуса.
Наиболее близкой к предлагаемой является муфта для ступенчатого цементирования, включающая корпус с радиальными отверстиями, установленные в этих отверстиях заглушки с возможностью выхода из них от давления, размещенную в корпусе закрьтающую втулку с уплотнительными кольцами и
установленное в закрывающей втулке разбуриваемое посадочное седло для разделительной пробки (см. патент РФ № 2148150 кл. 7 Е 21 В 33/14).
Недостатками известной муфты являются недостаточная надежность закрытия радиальных отверстий корпуса и сложность конструкции стопорного устройства для предотвращения вращения закрывающей втулки при разбуривании седла с посаженной на него разделительной пробкой. При движении закрывающей втулки вниз нижнее резиновое уплотнительное кольцо на ней проходит через радиальные отверстия в корпусе и подвергается действию струи абразивной жидкости - цементного раствора. Струя срывает кольцо из канавки и оно перерезывается у нижних краев радиальных отверстий. Стопорное устройство в виде эксцентричного посадочного гнезда в корпусе ниже радиальных отверстий и соответствующей эксцентричной нижней части закрывающей втулки сложно в изготовлении, приводит к увеличению размеров муфты и вызывает необходимость применения специальной направляющей детали.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности закрытия радиальных отверстий и упрощение конструкции муфты ступенчатого цементирования.
Задача решается тем, что посадочное гнездо в корпусе ниже радиальных отверстий выполнено с диаметром меньше диаметра закрывающей втулки на величину, обеспечивающую прессовую посадку с натягом не менее 0,2 мм. Техническим результатом предложенной модели является уплотнение и закрепление нижнего конца закрывающей втулки в корпусе без уплотнительных и стопорных деталей. В итоге упрощается конструкция и повышается надежность работы муфты ступенчатого цементирования.
На фиг. 1 представлена муфта ступенчатого цементирования в исходном положении.
-2Муфта ступенчатого цементирования содержит корпус 1 с радиальными
циркуляционными отверстиями 2. Внутри корпуса выше радиальных отверстий установлена закрывающая втулка 3 с ушютнительными кольцами 4 на верхней части. К верхнему концу втулки прикреплены посредством срезных штифтов 5 фиксирующее кольцо 6 и седло 7 для разделительной пробки. Радиальные отверстия 2 закрыты заглушками 8, которые уплотнены резиновыми кольцами 9 и прикреплены к корпусу калиброванными разрывными винтами 10. Внутри корпуса 1 ниже радиальных отверстий 2 посадочное гнездо 11 выполнено с диаметром меньше диаметра закрывающей втулки 3 на величину, обеспечивающую прессовую посадку с натягом не менее 0,2 мм. Для более надежной посадки и закрепления посадочное гнездо корпуса может иметь второй уступ (на рисунке не показан), диаметр которого меньше еще на величину не менее 0,2 мм. Для присоединения к обсадной трубе муфта оснащается головкой 12с внутренними резьбами.
Муфта работает следующим образом.
В положении, показанном на чертеже муфта устанавливается составным элементом обсадной колонны на требуемой глубине. В скважину закачивается цементный раствор для первой ступени цементирования и продавливается с использованием эластичной разделительной пробки. Эластичная пробка проходит через втулку 3 с седлом 7, оставляя их в верхнем положении.
При посадке эластичной разделительной пробки на кольцо «стоп, установленное в нижнем конце обсадной колонны, под действием возросшего давления заглушки 8 выходят из отверстий 2, разрывая винты 10. Открытие радиальных отверстий отмечается резким падением давления в обсадной колонне.
Через открытые радиальные отверстия муфты производят смывку излишнего цементного раствора первой ступени, периодическую промывку скважины выше муфты до затвердения цементного раствора ниже нее. Затем закачивают цементный раствор для второй ступени цементирования, пускают разделительную пробку известной конструкции с чугунным наконечни-3ком и продавливают ее по обсадной колонне до посадки на седло 7. Под действием давления в обсадных трубах срезаются штифты 5, втулка 3 с седлом 7 продвигается вниз, закрывая радиальные отверстия корпуса. При этом втулка 3 нижней частью впрессовывается в посадочное гнездо 11, обеспечивая плотность и прочность соединения с корпусом. Путем повышения давления можно впрессовать втулку во второй уступ в корпусе, повышая тем самым прочность соединения. На практике достигается прессовая посадка втулки в корпус с натягом до 0,8 мм.
Герметичность закрытия муфты проверяют путем снятия давления в обсадной колонне или путем создания избыточного давления в ней. Разделительную пробку и седло 7 разбуривают. При этом проворачивание пробки относительно седла предотвращается за счет клинового эффекта, проворачивание седла относительно втулки 3 - оставшимися частями штифтов, проворачивание втулки - за счет прессовой посадки.
Таким образом, предлагаемая муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны имеет более простую конструкцию, чем известные, обеспечивает надежное открытие и закрытие циркуляционных отверстий и быстрое разбуривание посадочного седла и пробки.