МУФТА ЦЕМЕНТИРОВОЧНАЯ

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.
Муфта цементировочная предназначена для проведения работ по цементированию скважины и исключению воздействия водоносных пластов на продуктивные пласты. Должна обеспечивать:
- сообщение заколонного и внутриколонного пространства при промывке и цементировании обсадной колонны;
- герметизацию заколонного пространства от внутриколонного по окончании процесса цементирования.
Успех проведения процесса цементирования определяется в основном качественностью и надежностью муфты цементировочной в работе.
6
Известна муфта для ступенчатого цементирования обсадных колонн (патент РФ 2074311 МПК 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.
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.
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.
Технической задачей полезной модели является создание надежной муфты цементировочной, лишенной вероятности отказа в работе по причине неоткрытия окон цементировочных.
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.
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.
Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не выявлено. Это определяет соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность изобретения и принцип действия предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором показана муфта цементировочная, общий вид в транспортном положении.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Муфта цементировочная предложенной конструкции прошла стендовые и промышленные испытания и показала работоспособность в эксплуатации.