УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКА В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к строительству и ремонту скважин.
Известно разъединительное устройство (патент RU №2136840 МПК 7 Е 21 В 17/06, 43/10, опубл. бюл. №25 от 10.09.1999 г.), включающее выполненные с возможностью телескопического взаимодействия между собой внутренний и наружный корпуса с шариковым фиксатором между ними, седло, выполненное с возможностью телескопического взаимодействия с внутренним корпусом и шариковым фиксатором, при этом устройство снабжено установочным патрубком, а седло снабжено кольцевым стопорным кольцом и выполнено с возможностью дополнительного телескопического взаимодействия с наружным корпусом.
Недостатком данного устройства является низкая надежность его в работе, связанная:
во-первых, со слабым зацепом шариковых фиксаторов при цементировании достаточно длинных хвостовиков имеющих большой вес, поскольку преждевременное срабатывание шариковых фиксаторов может привести к возникновению аварийной ситуации на скважине;
во-вторых, с тем, что при продавливании цементировочной пробки возможно проскальзование ее через стоп кольцо и как следствии нарушении технологии цементирования хвостовика;
в-третьих, использование цементировочной пробки осложняет конструкцию устьевой арматуры.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является разъединительное устройство для цементирования хвостовиков с опорой на забой (патент RU №2149252 МПК 7 Е 21 В 17/06, 43/10, опубл. бюл. №14 от 20.05.2000 г.), включающее выполненные с возможностью телескопического взаимодействия между собой внутренний и наружный корпуса с шариковым фиксатором между ними, седло, выполненное с возможностью телескопического взаимодействия с внутренним корпусом и шариковым фиксатором, при этом в нижней части наружного корпуса выполнены окна, над которыми в проходном канале упомянутого корпуса выполнено седло под обратный клапан, взаимодействующий с внутренним корпусом, при этом в стенках внутреннего корпуса выполнены обводные каналы, сообщающиеся с наружным пространством через проходной канал седла и окна наружного корпуса.
Указанному устройству в той или другой степени присущи все недостатки, отмеченные выше. Кроме того, оно сложное по конструкции, что обусловлено большим количеством деталей, а невыполнение жестких требований при изготовлении и сборке снижает надежность работы устройства.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы независимо от длины и веса хвостовика, а также исключение продавочной пробки из технологического процесса при цементировании хвостовика в скважине.
Указанная задача решается устройством для цементирования хвостовика в скважине, включающим телескопически установленные внутренний и внешний корпуса, седло с обратным клапаном, при этом на в нижней части внешнего корпуса выполнены окна, а в стенках внутреннего корпуса - каналы, сообщающиеся с наружным пространством через окна наружного корпуса
Новым является то, что внутренний корпус снизу заглушен и оснащен зафиксированной срезным винтом дополнительным обратным клапаном со стопорным кольцом, а сверху оснащен съемным переводником, оснащенным наружной левой резьбой, взаимодействующей с внутренней левой резьбой, выполненной в верхней части наружного корпуса, который между окнами и внутренней резьбой сверху вниз снабжен жестко зафиксированными седлом обратного клапана и дополнительным седлом дополнительного клапана, причем седла выполнены с возможностью герметизации внутреннего пространства между внутренним и наружным корпусами, при этом обратный клапан выполнен в виде эластичного элемента, закрепленного на периферии к нижнему торцу седла, а дополнительное седло снизу оснащено кольцевой выборкой выполненной с возможностью взаимодействия со стопорным кольцом.
На фигуре изображено предлагаемое устройство для цементирования хвостовика в скважине в продольном разрезе.
Устройство для цементирования хвостовика 1 (см. фигуру) в скважине содержит телескопически, установленные внутренний 2 и наружный 3 корпуса. В нижней части наружного корпуса 3 выполнены окна 4. Снизу наружный корпус 3 оснащен коронкой 5, а сверху ввернут в нижнюю муфту 6 во внутренней цилиндрической проточке которого, посредством металлического 7 и резинового 8 колец герметично размещено дополнительное седло 9, поджатое сверху патрубком 10, ввернутым сверху в нижнюю муфту 6. Дополнительное седло 9 на внутренней поверхности снабжено уплотнительным элементом 11, посредством которого оно герметично взаимодействует со внутренним корпусом 2. Снизу дополнительное седло 9 оснащено цилиндрической выборкой 12.
Внутренний корпус 2 заглушен снизу и посредством срезного элемента 13 соединен с дополнительным обратным клапаном 14, выполненным в виде полого заглушенного снизу цилиндра, имеющего кольцевую выборку 15 на наружной поверхности, в котором размещено стопорное кольцо 16, имеющее возможность взаимодействия с кольцевой выборкой 12 дополнительного седла 9. Сверху патрубок 10 ввернут в верхнюю муфту 17 во внутренней цилиндрической проточке которого, посредством металлического 18 и резинового 19 колец герметично размещено седло 20, которое поджато сверху хвостовиком 1, ввернутым сверху в верхнюю муфту 17.
Седло 20 на внутренней поверхности снабжено уплотнительным элементом 21, посредством которого оно герметично взаимодействует с внутренним корпусом 2. Кроме того, седло 20 на своем нижнем торце оснащено цилиндрической проточкой 22. Внутреннее пространство внутреннего корпуса 2 посредством радиальных отверстий 23, выполненных в ее нижней части сообщается с наружным пространством через окна 4 наружного корпуса 3.
Обратный клапан 24 выполнен в виде эластичного элемента, закрепленного на периферии к нижнему торцу седла 20, с возможностью перекрытия его проходного канала.
Сверху устройство снабжено отцепной муфтой 25, оснащенной внутренней левой резьбой 26 и съемным переводником 27 с наружной левой резьбой 28, который снизу посредством переходника 29 навернут на верхний конец внутреннего корпуса 2. Сверху съемный переводник 27 своей наружной левой резьбой 28 ввернут во внутреннюю левую резьбу 26 отцепной муфты 25, которая снизу соединена с хвостовиком 1. Устройство работает следующим образом.
На наружный корпусу 3 сверху наворачивают нижнюю муфту 6, во внутреннюю цилиндрическую проточку которой устанавливают сначала металлическое 6 и резиновое 7 кольца, а затем седло 9 и присоединяют сверху переводник 10 длиной 2-3 метра. На переводник 10 сверху вворачивают верхнюю муфту 17, а затем устанавливают в ее внутреннюю цилиндрическую проточку сначала металлическое 18 и резиновое 19 кольца и дополнительное седло 20, а затем сверху присоединяют нижнюю трубу хвостовика 1. После этого наращивают хвостовик 1 до необходимой длины.
Затем на устье скважины (на фигуре не показано) на верхнюю обсадную трубу хвостовика 1 наворачивают отцепную муфту 25 с внутренней левой резьбой 26 и устанавливают собранную конструкцию на элеватор.
Далее в собранную конструкцию спускают с замером длины внутренний корпус 2, состоящий из колонны труб, и снабженный снизу обратным клапаном 14 при этом
сначала дополнительное седло 9 своим уплотнительным элементом 11, а затем седло 20 своим уплотнительным элементом 21 герметично вступают во взаимодействие с наружной поверхностью внутреннего корпуса 2.
В процессе спуска внутреннего корпуса 2 с дополнительным обратным клапаном 14 на конце при прохождении дополнительного седла 9 и седла 20 стопорное кольцо 16 сжимается в кольцевой выборке 15 дополнительного обратного клапана 14, а миновав их внутренние поверхности вновь разжимается.
Спуск внутреннего корпуса 2 продолжают до достижения дополнительным обратным клапаном 14 интервала расположения окон 4 наружного корпуса 3.
После этого к верхнему концу внутреннего корпуса 2 посредством переходника 29 подгоняют и присоединяют съемный переводник 27 с наружной левой резьбой, который в свою очередь, вворачивают во внутреннюю левую резьбу 26 отцепной муфты 25.
Снимают с устья скважины элеватор и с помощью колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 30 спускают устройство до упора на забой скважины или предварительно установленный цементный мост, выполняющий роль опоры (на фигуре не показано).
Затем разъединяют съемный переводник 27, а следовательно, и соединенный с ним внутренний корпус 2, путем отворота съемного переводника 27 со внутренней левой резьбы 26 отцепной муфты 25 вращением колонны НКТ 30 по часовой стрелке с устья скважины, при этом коронка 5 фиксирует наружный корпус 3, патрубок 10 и хвостовик 1 от проворота. Убедившись в том, что съемный переводник 27 отсоединился от отцепной муфты 25, о чем свидетельствует падение нагрузки на индикаторе веса (потеря веса хвостовика 1), установленного на устье скважины (на фиг. не показано), верхний конец колонны НКТ 30 крепят на устье скважины (например, планшайбой).
Далее закачивают в колонну НКТ 30 расчетный объем цементного раствора и продавливают его с помощью жидкости продавки через радиальные отверстия 23 внутреннего корпуса 2 и окна 4 наружного корпуса 3 в наружное пространство.
При этом расчетный объем цементного раствора, продавленный в наружное пространство поднимается вверх между хвостовиком 1 и стенкой скважины (на фиг не показано) до тех пор, пока не достигнет отцепной муфты 25.
По окончанию продавки приподнимают колонну НКТ 30 вверх до тех пор, пока стопорное кольцо 16, установленное в кольцевой выборке 15 дополнительного обратного клапана 14 не упрется в цилиндрическую выборку 12 дополнительного седла 9.
Продолжают поднимать колонну НКТ 30 вверх, и в определенный момент разрушается срезной элемент 13, о чем свидетельствует сначала рост, а затем резкое
падение показаний на индикаторе веса, установленного на устье скважины. В результате стопорное кольцо 16 фиксируется в кольцевой проточке дополнительного седла 9, а дополнительный обратный клапан 14 герметично перекрывает проходной канал дополнительного седла 9, благодаря давлению снизу.
После этого вновь приподнимают колонну НКТ 30 вверх на 5-7 метров, при этом внутренний корпус 2 выходит из взаимодействия с седлом 20, при этом обратный клапан 24 закрывается под действием сил упругости эластичного элемента и попадает в цилиндрическую проточку 22, герметично перекрывая проходной канал седла 20.
Далее прямой или обратной промывкой вымывают излишки цементного раствора из внутреннего пространства хвостовика 1. После этого полностью извлекают колонну НКТ 30 с внутренним корпусом 2 из скважины. В скважине остаются наружный корпус 3, дополнительно седло 9, дополнительный обратный клапан 14, седло 20, дополнительный обратный клапан 24, которые изготовлены из легко разбуриваемых материалов и в последствии разбуриваются.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, позволяющую снизить материальные затраты на изготовление, а повышение надежности его работы связано с исключением шариковых фиксаторов из конструкции устройства и продавочной пробки из технологического процесса, что позволяет произвести цементировании хвостовика независимо от его длины и веса в любом интервале скважины.