МУФТА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн.
Известна муфта для ступенчатого цементирования скважин. (Авторское свидетельство СССР №607951, Е21В 33/14, 1976.), содержащая корпус с отверстиями и подвижную втулку с радиальными отверстиями и седлом, причем, наружная поверхность втулки выше радиальных отверстий выполнена вогнутой и образует с корпусом кольцевую полость, заполненную мягким металлом, например свинцом.
Недостатки муфты следующие: наличие срезаемых деталей и большое число операций, которые снижают надежность конструкции; необходимость разбуривания деталей муфты, что может нарушить ее герметичность и привести к газопроявлениям.
Известна также муфта для двухступенчатого цементирования скважин. (Авторское свидетельство СССР №541023, Е21В 33/14, 1972.), включающая корпус с заливочными отверстиями, подвижную втулку, цементировочные пробки и уплотнительные элементы, корпус в нижней части имеет кольцевой упор с каналами, взаимодействующий с нижней пробкой.
Недостатки данной муфты следующие: наличие множества уплотнительных элементов и срезаемых шпилек, которые разрушают уплотнительные элементы, необходимость разбуривания деталей муфты и армированных продавочных пробок, что может привести к нарушению герметичности муфты, сложность конструкции.
Перечисленные недостатки могут быть причиной газопроявлений в течение всего срока эксплуатации скважины.
Сложность и высокая трудоемкость изготовления, обусловленная необходимостью тщательной обработки сопряженных поверхностей корпуса, муфты и втулок.
Технический результат полезной модели - повышение надежности герметизации колонн после окончания цементирования, обеспечение возможности двухступенчатого цементирования скважин без последующего разбуривания деталей муфты и устройства.
Технический результат достигается тем, что в известной муфте для двухступенчатого цементирования, включающей корпус и подвижную втулку, выполненные с заливочными отверстиями, в отличие от известной корпус с втулкой образуют винтовую пару, втулка снабжена буртом, а в корпусе имеется расточка, диаметр которой больше диаметра бурта втулки, при этом винтовая пара выполнена с левой резьбой, а между буртом и корпусом в осевом направлении расположен уплотнительный элемент.
Приводится чертеж, где на фиг.1 изображена предполагаемая муфта, положение деталей при цементировании нижней ступени; на фиг.2 изображено положение деталей при цементировании верхней ступени; на фиг.3 изображено положение деталей после закрытия заливочных отверстий.
Муфта состоит из корпуса 1 и втулки 2, в которых выполнены заливочные отверстия 3 и 4. В корпусе имеется левая резьба 5, расточка 6 и 7 под патрубок 8. Втулка имеет наружную трапециедальную резьбу 9 и бурт 10 осевым уплотнителем 11.
Муфта работает следующим образом. В исходном положении муфта устанавливается в компоновке обсадной колонны, после спуска, которой производится цементирование первой нижней ступени. Перед началом цементирования втулка 2 находится в крайнем нижнем положении так, чтобы бурт 10 упирался в торец патрубка 8 (фиг.1). Цементирование первой ступени производят обычным способом с использованием обратных клапанов, кольца «стоп» и нижней продувочной пробки. Заканчивают цементирование, когда цемент в затрубном пространстве поднимается на 20-25 м. выше заливочных отверстий. Затем снижают давление в нагнетательной линии до 1.0-2.0 МПа, разгружают колонну на величину веса нижней секции и начинают вращать колонну вправо до совмещения заливочных отверстий 3 и 4 корпуса 1 и втулки 2.
Совмещение контролируют падением давления в колонне и числом ее оборотов. Число оборотов колонны до совмещения заливочных отверстий 3 и 4 определяется заранее при сборке муфты.
При цементировании второй ступени закачку и продавку цементного раствора производят из расчета того, чтобы в колене остался цементный стакан высотой 10-15 м. По окончании закачки продавочной жидкости снижают нагрузку на крюке и начинают вращать колонну вправо до упора в торцевую поверхность расточки 6 уплотнительного элемента 11 и бурта 10, перекрывая, таким образом, заливочные отверстия 3 и 4. Этим обеспечивается надежная герметизация муфты.
После окончания цементирования разбуривают цементный стакан, оставшийся в колонне.
Соединение корпуса и втулки в виде винтовой пары дает возможность надежно перекрыть заливочные отверстия и тем самым герметизировать колонну после окончания цементирования. Сочетание расточки корпуса, бурта и втулки и уплотнительного элемента обеспечивает надежную герметизацию винтовой пары. Выполнение винтовой пары с левой резьбой исключает возможность разгерметизации обсадных труб и заклинивание резьбы самой муфты в процессе всего цементирования.
Преимущество от использования предложенной муфты заключается в устранении межколонных газопроявлений, вызванных негерметичностью колонн за счет нарушений целостности муфт для цементирования в течение всего времени эксплуатации скважин. Сокращаются потери газа, улучшается экологический фактор.