УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКА В СКВАЖИНЕ С ОПОРОЙ НА ЗАБОЙ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к строительству и ремонту скважин.
Известно разъединительное устройство (патент РФ №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 РФ №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, требующих высокой точности при изготовлении (например, калиброванный срезной элемент). 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 с опорой на забой, включающим внутренний и наружный корпуса, обратный клапан, седло, взаимодействующее с внутренним корпусом, внутреннее пространство которого сообщается с наружным пространством через окна наружного корпуса.
Новым является то, что оно сверху снабжено отцепной муфтой, оснащенной внутренней левой резьбой и съемным переводником, который снизу навернут на верхний конец внутреннего корпуса, а сверху - во внутреннюю левую резьбу отцепной муфты, причем отцепная муфта снизу соединена с хвостовиком, ниже которого размещено седло герметично установленное на верхнем торце наружного корпуса и поджатое сверху вышеупомянутым хвостовиком, при этом обратный клапан выполнен в виде эластичного элемента, снабженного пластинами и закрепленного на периферии к нижнему торцу седла с возможностью перекрытия его проходного канала.
На фигуре изображено предлагаемое устройство для цементирования хвостовика в скважине в продольном разрезе.
Устройство для цементирования хвостовика 1 (см. фигуру) в скважине содержит внутренний 2 и наружный 3 корпуса. В нижней части наружного корпуса 3 выполнены окна 4. Снизу наружный корпус 3 оснащен коронкой 5, а на верхнем торце наружного корпус 3 в цилиндрической проточке муфты 6 посредством металлического 7 и резинового 8 колец герметично размещено седло 9, поджатое сверху хвостовиком 1. Седло 9 на внутренней поверхности снабжено уплотнительным элементом 10, посредством которого оно герметично взаимодействует со внутренним корпусом 2. Кроме
того, седло 9 на своем нижнем торце оснащено цилиндрической проточкой 11. Внутреннее пространство 12 внутреннего корпуса 2 сообщается с наружным пространством (на фигуре не показано) через окна 4 наружного корпуса 3.
Обратный клапан 13 выполнен в виде эластичного элемента, снабженного сверху и снизу, жестко закрепленными между собой пластинами 14. Обратный клапан 13 посредством винта 15 присоединен на периферии к нижнему торцу седла 9, с возможностью перекрытия проходного канала седла 9.
Сверху устройство снабжено отцепной муфтой 16, оснащенной внутренней левой резьбой 17 и съемным переводником 18, который снизу посредством патрубка 19 навернут на верхний конец внутреннего корпуса 2. Сверху съемный переводник 18 ввернут во внутреннюю левую резьбу 17 отцепной муфты 16, которая снизу соединена с хвостовиком 1.
Устройство работает следующим образом.
Сверху к наружном корпусу 3 посредством муфты 6, предварительно установив в нее сначала металлическое 6, а затем резиновое 7 кольца присоединяют необходимый набор обсадных труб, представляющих собой хвостовик 1. После этого на устье скважины (на фигуре не показано) на самую верхнюю обсадную трубу хвостовика 1 наворачивают отцепную муфту 16 с внутренней левой резьбой 17 и устанавливают собранную конструкцию на элеватор.
Далее в собранную конструкцию спускают внутренний корпус 2, состоящий из колонны труб до тех пор, пока седло 9 своим уплотнительным элементом 10 герметично не вступит во взаимодействие с наружной поверхностью внутреннего корпуса 2, при этом нижний конец внутреннего корпуса 2 вступит во взаимодействие с пластинами 14 обратного клапана 13, отогнув вниз эластичный элемент. В результате обратный клапан 13 открывается, а нижний конец внутреннего корпуса 2 оказывается ниже седла 9 (см. фигуру). После этого к верхнему концу внутреннего корпуса 2 посредством патрубка 19 присоединяют съемный переводник 18, который в свою очередь, вворачивают во внутреннюю левую резьбу 17 отцепной муфты 16.
Снимают с устья скважины элеватор и с помощью колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 20 спускают устройство до упора на забой скважины или предварительно установленный цементный мост, выполняющий роль опоры (на фигуре не показано).
Затем разъединяют съемный переводник 18, а следовательно, и соединенный с ним внутренний корпус 2, путем отворота съемного переводника 18 со внутренней левой резьбы 17 отцепной муфты 16 вращением колонны НКТ 20 влево на устье скважины, при этом коронка 5 фиксирует наружный корпус 3 и хвостовик 1 от проворота. Убедившись в том, что съемный переводник 18 отсоединился от отцепной муфты 16, о чем свидетельствует падение нагрузки на индикаторе веса, установленного на устье скважины (на фиг. не показано), верхний конец колонны НКТ 20 крепят на устье скважины (например, планшайбой).
Далее закачивают в колонну НКТ 20 расчетный объем цементного раствора и продавливают его с помощью жидкости продавки через внутреннее пространство 12 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 скважиной (на фиг не показано) до тех пор, пока не достигнет отцепной муфты 16.
По окончанию продавки приподнимают колонну НКТ 20 вверх на 5-7 метров до тех пор, пока внутренний корпус 2 выйдет из взаимодействия с седлом 9, при этом обратный клапан 13 закроется по действием сил упругости эластичного элемента, а пластина 14 обратного клапана 13 вступит во взаимодействие с цилиндрической проточкой 11 седла 9. Благодаря давлению снизу обратный клапан 13 герметично перекрывает проходной канал седла 9.
Далее прямой или обратной промывкой вымывают излишки цементного раствора из внутреннего пространства хвостовика 1. После этого полностью извлекают колонну НКТ 20 с внутренним корпусом 2 из скважины. В скважине остаются наружный корпус 3, седло 9, обратный клапан 13, пластины 14, которые изготовлены из легко разбуриваемых материалов и в последствии могут быть разбурены.
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.