МУФТА ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к строительству скважин и может быть использована при ступенчатом цементировании обсадной колонны.
Известны муфты для ступенчатого цементирования обсадной колонны, содержащие корпус с радиальными отверстиями, установленные в этих отверстиях заглушки, размещенную внутри корпуса закрывающую втулку с разбуриваемым посадочным седлом для разделительной пробки, уплотнительные кольца, срезные штифты и кулачковые или шариковые фиксаторы для уплотнения и фиксации закрывающей втулки в корпусе (см. патент РФ №2074311 и №2148150 кл. 7 Е 21 В 33/14). Они сложны по конструкции и недостаточно надежны в работе. Резиновые уплотнительные кольца на закрывающей втулке перерезаются при прохождении вниз через радиальные отверстия корпуса, срезные штифты не обеспечивают закрытие этих отверстий точно при заданном перепаде давления, действующего на разделительную пробку, а кулачковые или шариковые фиксаторы сложны в изготовлении.
Наиболее близкой к предлагаемой является муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны, включающая корпусе радиальными отверстиями, установленные в этих отверстиях заглушки с возможностью выхода из них от давления, размещенную внутри корпуса закрывающую втулку с разбуриваемым посадочным седлом для разделительной пробки и элементы для уплотнения и фиксации закрывающей втулки в корпусе (см. патент РФ №26245 кл. 7 Е 21 В 33/14).
Недостатком известной муфты является сложность конструкции и недостаточная надежность работы из-за наличия уплотнительных элементов в виде резиновых колец и фиксирующих элементов в виде срезных штифтов. При длительном хранении, а также при длительном нахождении в скважине резиновые кольца теряют эластичность и прочность. Фиксирующие элементы в виде срезных штифтов не предотвращают расшатывание закрывающей втулки
при разбуривании разделительной пробки и посадочного седла, что может привести к потере герметичности муфты.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение конструкции и повышение надежности муфты ступенчатого цементирования.
Задача решается тем, что элементы для уплотнения и фиксации закрывающей втулки в корпусе выполнены в виде суженных по диаметру внутренних поясков корпуса, обеспечивающих прессовую посадку закрывающей втулки выше и ниже радиальных отверстий с натягом не менее 0,1 мм.
Техническим результатом предложенной модели является уплотнение и закрепление в корпусе обоих концов закрывающей втулки 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. Она содержит корпус 1 с радиальными циркуляционными отверстиями 2. Внутри корпуса выше радиальных отверстий установлена закрывающая втулка 3 с ввинченным в нее разбуриваемым седлом 4. В интервале между закрывающей втулкой и радиальными отверстиями, а также ниже радиальных отверстий выполнены суженные по диаметру пояски 5 и 6, обеспечивающие прессовую посадку закрывающей втулки с натягом не менее 0,1 мм. В радиальных отверстиях корпуса установлены заглушки 7 с уплотнительным кольцом 8 и закреплены калиброванными разрывными винтами 9.
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 4, оставляя их в верхнем положении.
При посадке эластичной разделительной пробки на кольцо «стоп», установленное в нижнем конце обсадной колонны, под действием возросшего
давления заглушки 7 выходят из отверстий 2, разрывая винты 9. 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 или алюминиевым наконечником и продавливают ее по обсадной колонне до посадки на седло 4. Под действием давления в обсадных трубах втулка 3 с седлом 4 впрессовывается в суженные пояски корпуса, закрывая радиальные отверстия и обеспечивая плотность и прочность соединения втулки с корпусом.
Герметичность закрытия муфты проверяют путем снятия давления в обсадной колонне или путем создания избыточного давления в ней. Разделительную пробку и седло 4 разбуривают. При этом проворачивание пробки относительно седла предотвращается за счет клинового эффекта, проворачивание втулки с седлом - 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.