Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПЕРФОРАЦИИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПЕРФОРАЦИИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПЕРФОРАЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при креплении скважин, обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет снижения вероятности нарушения контакта цементного камня с обсадными трубами на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания акустических колебаний при перфорации. Сущность изобретения: устройство включает патрубок с кольцевым наружным выступом и втулку, которые образуют между собой телескопическое соединение и замкнутую кольцевую полость. Кольцевая полость имеет переменное сечение. В замкнутой кольцевой полости размещен эластичный уплотнительный элемент. Устройство имеет сферический стопорный элемент. Втулка выполнена составной и образует с патрубком рабочую полость. Эта полость образована над замкнутой кольцевой полостью. Против рабочей полости патрубок выполнен с наружным продольным пазом. Втулка выполнена с внутренним пазом под сферический стопорный элемент. Кольцевой наружный выступ патрубка выполнен в виде трапецеидальной спирали, под которую внутренняя поверхность втулки выполнена с пазами. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2011784
Класс(ы) патента: E21B17/08
Номер заявки: 4938883/03
Дата подачи заявки: 24.05.1991
Дата публикации: 30.04.1994
Заявитель(и): Тыртышный Г.А.; Казаров Г.К.; Литвин И.Д.; Геймаш Г.И.; Волошко Г.Н.
Автор(ы): Тыртышный Г.А.; Казаров Г.К.; Литвин И.Д.; Геймаш Г.И.; Волошко Г.Н.
Патентообладатель(и): Казаров Геннадий Константинович
Описание изобретения: Изобретение относится к устройствам для строительства скважин, преимущественно на нефть и газ, и может быть использовано при креплении скважин для предупреждения растрескивания цементного камня на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания акустических колебаний при перфорации, а также для компенсации осевых нагрузок, возникающих в результате деформации пластов или в результате температурного расширения обсадных колонн при закачке в пласт теплоносителя в процессе эксплуатации скважины.
Известно устройство для компенсации температурного расширения обсадных колонн, выполненное в виде телескопически соединенных левой резьбой двух труб с сальником и разрезными стопорными кольцами.
Недостатком устройства является невозможность предотвращения разрушения цементного кольца выше и ниже зоны перфорации на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания в цементном камне акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации. Исследованиями установлено, что нарушение контакта цементного камня с обсадными трубами происходит на значительном удалении от зоны перфорации (до 200 м).
Затухание акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации, в металле обсадных труб происходит медленнее, чем в цементном камне. Следовательно, на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания этих колебаний в цементном камне, но меньшем расстояния полного затухания колебаний в металле труб, растрескивание и отслоение цементного камня вызвано только распространением акустических колебаний по металлу обсадных труб.
Таким образом, для предотвращения нарушения контакта цементного камня с обсадными трубами на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания в цементном камне акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации, необходимо предотвратить распространение этих колебаний по металлу обсадных труб на расстояния, превышающие расстояния полного затухания в цементном камне акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации.
Известно также устройство для предотвращения разрушения обсадных колонн в скважинах, включающее патрубок с кольцевым наружным выступом и втулку, образующие между собой телескопическое соединение, замкнутую кольцевую полость переменного сечения и эластичный уплотнительный элемент, помещенный в замкнутой кольцевой полости, причем торцовые поверхности втулки и патрубка имеют зубья.
Недостатком этого устройства является то, что оно также не предотвращает распространение по обсадным трубам акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации.
Наличие непосредственного контакта патрубка и втулки по значительной площади поверхности способствует передаче колебаний от патрубка втулке, и наоборот. Поскольку весь вес обсадных труб, расположенных ниже патрубка, передается на втулку через выступ патрубка, которым он опирается на втулку, этот контакт сохраняется и после схватывания тампонажного раствора. Кроме того, недостатком этого устройства является возможность проворота патрубка относительно втулки после выхода из зацепления зубьев патрубка с зубьями втулки в процессе эксплуатации скважины под действием сжимающей нагрузки, возникающей вследствие деформации пластов. Это не позволяет устанавливать цементные мосты в скважинах, оборудованных известным устройством, поскольку вследствие проворота патрубка относительно втулки разбурить цементный мост в такой скважине невозможно.
Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет снижения вероятности нарушения контакта цементного камня с обсадными трубами на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания в цементном камне акустических колебаний при перфорации.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты цементного камня от разрушения при перфорации, включающее патрубок с кольцевым наружным выступом и втулку, образующие между собой телескопическое соединение, замкнутую полость переменного сечения и эластичный уплотнительный элемент, помещенный в замкнутой кольцевой полости, снабжено сферическим стопорным элементом, а втулка выполнена составной и образует с патрубком над замкнутой кольцевой полостью рабочую кольцевую полость, против которой патрубок выполнен с наружным продольным пазом, а втулка - с внутренним пазом под сферический стопорный элемент, при этом кольцевой наружный выступ патрубка выполнен в виде трапецеидальной спирали, под которую на внутренней поверхности втулки выполнены пазы.
Устройство для защиты цементного камня от разрушения при перфорации, показанное на чертеже, содержит патрубок 10 с кольцевым наружным выступом 6 и втулку, выполненную составной из верхней 1 и нижней 9 частей. Патрубок 10 и втулка образуют между собой телескопическое соединение. Между патрубком 10 и нижней частью 9 втулки имеется замкнутая полость переменного сечения, в которой установлен уплотнительный элемент 8. Устройство снабжено сферическим стопорным элементом 5. Верхняя часть 1 втулки образует с патрубком 10 над замкнутой кольцевой полостью рабочую кольцевую полость 3, против которой патрубок 10 выполнен с наружным продольным пазом 2, а втулка - с внутренним пазом 4 под сферический стопорный элемент 5, при этом кольцевой наружный выступ 6 патрубка 10 выполнен в виде трапецеидальной спирали, под которую на внутренней поверхности нижней части 9 втулки выполнены пазы 7. Контакт между верхней частью 1 втулки и патрубком 10 сведен до минимума наличием между ними рабочей кольцевой полости 3, в результате чего непосредственный контакт между патрубком 10 и втулкой осуществляется в основном только через сферический стопорный элемент 5.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливается на обсадных трубах выше и ниже зоны перфорации. Предпочтительно устанавливать устройство на удалении от зоны перфорации, равном расстоянию полного затухания в цементном камне акустических колебаний, возникающих при проведении перфорации. При спуске устройства в скважину в составе обсадной колонны вес части обсадной колонны, находящейся ниже устройства, воспринимается эластичным уплотнительным элементом 8, на который опирается кольцевой наружный выступ 6 патрубка 10. Трапецеидальное поперечное сечение выступа 6 на наружной поверхности патрубка 10 обеспечивает создание радиального усилия, с которым патрубок 10 воздействует на нижнюю часть 9 втулки через эластичный уплотнительный элемент 8, удерживая втулку в разжатом напряженном состоянии при спуске устройства в скважину и обеспечивая сохранение этого состояния после схватывания тампонажного раствора. Даже в том случае, если в процессе эксплуатации на этот участок обсадной колонны возникает усилие, направленное вверх (например, в результате увеличения температуры при закачке теплоносителя или в результате деформации пластов), то за счет трапецеидального выполнения выступа 6 на наружной поверхности патрубка 10 также возникает радиальное усилие, с которым уплотнительный элемент 8 воздействует на втулку.
Выполнение выступа 6 на патрубке 10 в виде трапецеидальной спирали увеличивает опорную поверхность уплотнительного элемента 8, что предотвращает разрушение последнего в процессе спуска обсадной колонны под действием веса обсадных труб, расположенных ниже устройства, и, кроме того, увеличивает поглощающие способности устройства по отношению к акустическим колебаниям, возникающим при проведении перфорации.
Применение предлагаемого устройства позволит:
предохранять цементный камень от растрескивания в процессе перфорации на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания в цементном камне акустических колебаний, возникающих от действия перфорации;
предотвратить проворот обсадной колонны в процессе спуска, крепления и эксплуатации, что позволяет беспрепятственно выполнять внутриколонное разбуривание при цементировании скважин с применением муфт ступенчатого цементирования или установке в скважинах цементных мостов;
предотвратить разрушение обсадных колонн за счет компенсации осевых нагрузок, возникающих в результате деформации пластов или в результате температурного расширения колонн при закачке в пласт теплоносителя, а также других воздействий в процессе эксплуатации скважины.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПЕРФОРАЦИИ, включающее патрубок с кольцевым наружным выступом и втулку, образующие между собой телескопическое соединение и замкнутую кольцевую полость переменного сечения, и эластичный уплотнительный элемент, помещенный в замкнутой кольцевой полости, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства за счет снижения вероятности нарушения контакта цементного камня с обсадными трубами на расстоянии, превышающем расстояние полного затухания акустических колебаний при перфорации, оно снабжено сферическим стопорным элементом, а втулка выполнена составной и образует с патрубком над замкнутой кольцевой полостью рабочую кольцевую полость, против которой патрубок выполнен с наружным продольным пазом, а втулка - с внутренним пазом под сферический стопорный элемент, при этом кольцевой наружный выступ патрубка выполнен в виде трапецеидальной спирали, под которую на внутренней поверхности втулки выполнены пазы.