RU73913U1 - DEVICE FOR STEP-BY-STEP CEMENTING OF WELLS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области бурения скважин, в частности, к технологическому оборудованию, применяемому при креплении нефтяных и газовых скважин, и используется для ступенчатого цементирования скважин.The utility model relates to the field of well drilling, in particular, to technological equipment used for attaching oil and gas wells, and is used for stepwise cementing of wells.

Устройство для ступенчатого цементирования скважин содержит полый корпус с цементировочными отверстиями и, установленный с возможностью осевого перемещения, узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами. Устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля. Новым в устройстве является то, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для продавочной пробки установлено внутри втулки. На внешней поверхности дифференциальной втулки могут быть выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами и исключающие вращение втулки в корпусе.A device for stepwise cementing of wells includes a hollow body with cementing holes and, mounted axially movable, an overlapping unit for cementing holes, including a differential sleeve provided with a retainer and seals, mounted on the housing with calibrated shear pins. The device is equipped with a landing seat for the cork. At the ends of the housing there are connecting threads of a given profile. New in the device is that the differential sleeve is installed inside the housing, and the seat for the squeeze plug is installed inside the sleeve. On the outer surface of the differential sleeve, longitudinal grooves can be made along the length of its axial movement, and radial holes are made in the housing according to the number of grooves, in which screws are installed that interact with the grooves and prevent the sleeve from rotating in the housing.

Установка дифференциальной втулки внутри корпуса, а посадочного седла для продавочной пробки внутри втулки обеспечивает надежное и герметичное перекрытие цементировочных отверстий, благодаря чему повышается качество цементирования скважины.The installation of a differential sleeve inside the housing, and a landing seat for the squeeze plug inside the sleeve provides reliable and tight overlapping of the cementing holes, thereby improving the quality of well cementing.

Description

Полезная модель относится к области бурения скважин, в частности, к технологическому оборудованию, применяемому при креплении нефтяных и газовых скважин, и используется для ступенчатого цементирования скважин.The utility model relates to the field of well drilling, in particular, to technological equipment used for attaching oil and gas wells, and is used for stepwise cementing of wells.

Известно устройство для ступенчатого цементирования МСЦ-1, состоящее из корпуса, обоймы, верхней и нижней втулок и цементировочных отверстий (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению. Том 1. М., Недра. 1985, с.407).A device for step cementing MSC-1 is known, consisting of a housing, holder, upper and lower bushings and cementing holes (Bulatov A.I., Avetisov A.G. Handbook of a drilling engineer. Volume 1. M., Nedra. 1985, p. .407).

Недостатком устройства применительно к условиям ступенчатого цементирования скважин является сложность управления приводом открытия и закрытия цементировочных отверстий, особенно в наклонных скважинах.The disadvantage of the device in relation to the conditions of stepwise cementing of wells is the difficulty of controlling the opening and closing of cementing holes, especially in deviated wells.

Известно устройство для ступенчатого цементирования скважин, содержащее полый корпус с цементировочными отверстиями. На корпусе размещена дифференциальная втулка для перекрытия цементировочных отверстий, снабженная фиксатором и уплотнениями и закрепленная на корпусе калиброванными срезными штифтами. В корпусе установлено посадочное седло для продавочной пробки, закрепленное в проходном канале устройства срезными штифтами. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля (см. Абубакиров В.Ф. и др. Буровое оборудование: Справочник: В 2-х т. Т.2. Буровой инструмент.- М.: ОАО «Издательство «Недра», 2003. - с.239-241.).A device for stepwise cementing wells, containing a hollow body with cementing holes. A differential sleeve for overlapping cementing holes is placed on the housing, equipped with a retainer and seals and mounted on the housing with calibrated shear pins. In the case, a landing saddle for a squeezing plug is installed, fixed in the passage channel of the device with shear pins. At the ends of the body there are connecting threads of a given profile (see Abubakirov V.F. et al. Drilling equipment: Reference: In 2 volumes T.2. Drilling tool.- M.: Publishing House Nedra, 2003. - p. 239-241.).

Недостатком описанного устройства является ненадежность конструкции узла перекрытия цементировочных отверстий, следствием чего является ухудшение качества цементирования скважин.The disadvantage of the described device is the unreliability of the design of the site of overlapping cementing holes, resulting in a deterioration in the quality of cementing wells.

Заявляемое устройство решает задачу повышения надежности конструкции узла перекрытия цементировочных отверстий и повышения качества цементирования.The inventive device solves the problem of improving the reliability of the design of the site of overlapping cement holes and improve the quality of cementing.

Для решения поставленной задачи устройство для ступенчатого цементирования скважин содержит полый корпус с цементировочными отверстиями и, установленный с возможностью осевого перемещения, узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами. Устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки. На концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля. Новым в устройстве является то, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для To solve the problem, a device for step-wise cementing of wells includes a hollow body with cementing holes and, mounted with axial movement, an assembly for overlapping cementing holes, including a differential sleeve equipped with a latch and seals, mounted on the body with calibrated shear pins. The device is equipped with a landing seat for the cork. At the ends of the housing there are connecting threads of a given profile. New in the device is that the differential sleeve is installed inside the housing, and the seat seat for

продавочной пробки установлено внутри втулки. На внешней поверхности дифференциальной втулки могут быть выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами.cork plug installed inside the sleeve. On the outer surface of the differential sleeve, longitudinal grooves can be made along the length of its axial movement, and in the housing, according to the number of grooves, radial holes are made in which screws are installed that interact with the grooves.

На представленном чертеже изображен общий вид устройства.The drawing shows a General view of the device.

Устройство содержит полый корпус 1 с переменным внутренним диаметром и центрирующими ребрами 2. В верхней части устройства установлен муфтовый переводник 3. Внутри корпуса 1 на калиброванных срезных штифтах 4 установлена дифференциальная втулка 5. В теле корпуса 1 выполнены цементировочные отверстия 6 и отверстия 7 для соединения полости А между дифференциальной втулкой 5 и корпусом 1 с затрубным пространством, а также специальные винты 8, взаимодействующие с продольными пазами 9 на дифференциальной втулке 5. Дифференциальная втулка 5 снабжена кольцевым пружинным фиксатором 10 и резиновыми уплотнительными кольцами 11 и 12. Внутри дифференциальной втулки 5 установлено посадочное седло 13 для продавочной пробки (на чертеже не показана), закрепленное срезными штифтами 14. На концах корпуса 1 и муфтового переводника 2 имеются присоединительные резьбы заданного профиля.The device comprises a hollow body 1 with a variable inner diameter and centering ribs 2. A coupling sub 3 is installed in the upper part of the device. A differential sleeve 5 is mounted on calibrated shear pins 4 inside the body 1. Cement holes 6 and holes 7 for connecting the cavity are made in the body of the body 1 And between the differential sleeve 5 and the housing 1 with the annulus, as well as special screws 8, interacting with the longitudinal grooves 9 on the differential sleeve 5. The differential sleeve 5 is provided and an annular spring retainer 10 and rubber o-rings 11 and 12. Inside the differential sleeve 5, a seat saddle 13 for a squeeze plug (not shown) is mounted, fixed with shear pins 14. At the ends of the housing 1 and the coupling sub 2 there are connecting threads of a given profile.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После спуска устройства в составе компоновки эксплуатационной колонны и установки его в заданном интервале скважины (дифференциальная втулка 5 находится в нижнем положении и перекрывает цементировочные отверстия 6 в корпусе 1), скважину промывают и закачивают в нее расчетные порции технологических жидкостей (буферной, порции цемента первой ступени). Опускают в колонну специальную продавочную пробку первой ступени (на чертеже не показана), которая проходит через устройство. По окончании продавки порции цемента первой ступени продавочная пробка первой ступени садится на седло обратного клапана или «стоп-кольцо» (на чертеже не показаны), установленное над ним, давление в колонне начинает подниматься и за счет разности площадей торцов дифференциальной втулки 5 и при заданном давлении приводит ее в движение, срезая удерживающие ее калиброванные срезные штифты 4, и перемещая вверх по корпусу 1. При этом открываются цементировочные отверстия 6. Наличие полости А, сообщенной посредством отверстий 7 с затрубным пространством, обеспечивает движущую силу, воздействующую на дифференциальную втулку 5. В скважине устанавливается циркуляция цементного раствора через устройство и начинается процесс замещения цементного раствора технологической жидкостью, обеспечивающей вымыв цемента первой ступени, поднятого выше цементировочных отверстий 6 устройства. По After lowering the device as part of the layout of the production casing and installing it in a predetermined interval of the well (differential sleeve 5 is in the lower position and overlaps the cementing holes 6 in the housing 1), the well is washed and the calculated portions of process fluids (buffer, portions of cement of the first stage) are pumped into it ) A special squeezing plug of the first stage (not shown) is lowered into the column, which passes through the device. At the end of selling the portion of cement of the first stage, the pressure plug of the first stage sits on the non-return valve seat or “stop ring” (not shown in the drawing) installed above it, the pressure in the column starts to rise due to the difference in the area of the ends of the differential sleeve 5 and for a given the pressure sets it in motion, cutting off the calibrated shear pins 4 holding it and moving up the housing 1. In this case, the cementing holes are opened 6. The presence of cavity A, communicated by means of the holes 7 with the annular The device provides a driving force acting on the differential sleeve 5. In the well, the circulation of the cement slurry through the device is established and the process of replacing the cement slurry with a process fluid begins, which will wash out the cement of the first stage raised above the cementing holes 6 of the device. By

окончании промывки скважины сразу или после выдержки заданного времени ОЗЦ, приступают к цементированию второй ступени.at the end of the flushing of the well immediately or after holding the predetermined time of the OZZ, they begin to cement the second stage.

Перед закачкой расчетного объема цементного раствора второй ступени, с целью исключения образования цементной перемычки, в скважину опускается специальная запорная пробка (на чертеже не показана), которая закрывает внутреннее пространство ниже устройства.Before pumping the estimated volume of cement of the second stage, in order to prevent the formation of a cement bridge, a special stopper plug (not shown) is lowered into the well, which closes the internal space below the device.

По окончании закачки цементного раствора второй ступени в скважину опускается запорная продавочная пробка (на чертеже не показана), которая садится на посадочное седло 13 и перемещает дифференциальную втулку 5 вниз до положения, в котором она фиксируется фиксатором 10, надежно и герметично, благодаря уплотнительным кольцам 11 и 12, закрывая цементировочные отверстия 6 в корпусе 1 устройства. Наличие продольных пазов 9, взаимодействующих с винтами 8, исключает вращение втулки 5 в корпусе 1. После окончания ОЗЦ, внутрискважинные элементы (пробки и седла) разбуриваются или продавливаются на забой без разбуривания.At the end of the injection of the cement of the second stage into the well, a shut-off cork plug (not shown) is lowered, which sits on the landing seat 13 and moves the differential sleeve 5 down to the position where it is fixed by the latch 10, reliably and tightly, thanks to the sealing rings 11 and 12, closing the cementing holes 6 in the housing 1 of the device. The presence of longitudinal grooves 9, interacting with the screws 8, excludes the rotation of the sleeve 5 in the housing 1. After completion of the OZC, the downhole elements (plugs and seats) are drilled or pushed to the bottom without drilling.

Claims (2)

1. Устройство для ступенчатого цементирования скважин, содержащее полый корпус с цементировочными отверстиями и установленный с возможностью осевого перемещения узел перекрытия цементировочных отверстий, включающий дифференциальную втулку, снабженную фиксатором и уплотнениями, закрепленную на корпусе калиброванными срезными штифтами, при этом устройство снабжено посадочным седлом для продавочной пробки, а на концах корпуса имеются присоединительные резьбы заданного профиля, отличающееся тем, что дифференциальная втулка установлена внутри корпуса, а посадочное седло для продавочной пробки установлено внутри втулки.1. A device for step-wise cementing of wells, comprising a hollow body with cementing holes and axially mounted axially displaced assembly of cementing holes, including a differential sleeve provided with a latch and seals, mounted on the housing with calibrated shear pins, and the device is equipped with a landing saddle for the cork plug and at the ends of the housing there are connecting threads of a given profile, characterized in that the differential sleeve is installed on the inside of the body, and the seat for the squeeze plug is installed inside the sleeve. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешней поверхности дифференциальной втулки выполнены продольные пазы по длине ее осевого перемещения, а в корпусе по количеству пазов выполнены радиальные отверстия, в которых установлены винты, взаимодействующие с пазами.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the differential sleeve longitudinal grooves are made along the length of its axial movement, and in the housing, according to the number of grooves, radial holes are made in which the screws interacting with the grooves are installed.