RU2271437C1 - Casing pipe cementing device - Google Patents
Casing pipe cementing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2271437C1 RU2271437C1 RU2004127894/03A RU2004127894A RU2271437C1 RU 2271437 C1 RU2271437 C1 RU 2271437C1 RU 2004127894/03 A RU2004127894/03 A RU 2004127894/03A RU 2004127894 A RU2004127894 A RU 2004127894A RU 2271437 C1 RU2271437 C1 RU 2271437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support ring
- plug
- connection pipe
- annular
- conical
- Prior art date
Links
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 12
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии цементирования обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to the oil industry, in particular to the technology of cementing casing strings in oil and gas wells.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны, выполненное в виде подпружиненного обратного клапана тарельчатого типа, установленное на нижнем конце обсадной колонны, спускаемой в скважину (Патент РФ №2086752, МПК 6 Е 21 В 33/14, 1997).A device for cementing a casing string, made in the form of a spring-loaded poppet type check valve, is installed on the lower end of the casing string being lowered into the well (RF Patent No. 2086752, IPC 6 E 21 B 33/14, 1997).
Недостатки устройства:The disadvantages of the device:
- необходимость долива скважины во время спуска обсадной колонны;- the need to top up the well during the casing run;
- при средних и высоких скоростях спуска обсадной колоны возможен гидроразрыв пластов;- at medium and high casing descent speeds, hydraulic fracturing is possible;
- необходимость создания противодавления на устье скважины при промывке и закачке тампонажного раствора;- the need to create backpressure at the wellhead during flushing and injection of cement slurry;
- отсутствует возможность изготовления всех деталей клапана из разбуриваемых материалов, что может усложнить дальнейшее углубление скважины.- there is no possibility of manufacturing all valve parts from drilled materials, which may complicate further deepening of the well.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для цементирования обсадной колонны, включающее "стоп-кольцо" в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте обсадной колонны установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы патрубка, и имеет в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка (заявка №2003114277 от 14.05.03. Решение о выдаче патента от 12.04.04, МПК 7 Е 21 В 33/14, 2004).The closest in technical essence to the proposed one is a device for cementing a casing string, including a “stop ring” in the form of a pipe muffled from below with longitudinal grooves and radial channels with an annular ledge at the top and a tapered surface at the bottom, telescopic to which a lower casing string is installed at the bottom support ring equipped with shear elements, the free ends of which are included in the longitudinal grooves of the nozzle, and has a conical bore in the lower end that is adequate to the conical surface of the cartridge ubka (application No. 2003114277 of 05/14/03. Decision on the grant of a patent of 04/12/04, IPC 7 E 21 B 33/14, 2004).
Недостатком устройства является:The disadvantage of this device is:
- ввиду того, что тампонажный раствор является абразивным материалом, при круговой циркуляции при прохождении тампонажного раствора через устройство происходит размыв сопрягаемых (уплотнительных) поверхностей, что приводит к недостаточной герметизации этих поверхностей и возможному проходу тампонажного раствора во внутрь обсадной колонны.- due to the fact that the cement slurry is an abrasive material, during circular circulation when the cement slurry passes through the device, the mating (sealing) surfaces erode, which leads to insufficient sealing of these surfaces and the possible passage of the grout into the casing string.
Задачей изобретения является разработка конструкции устройства, которое обеспечивало бы надежную герметизацию устройства после закачки тампонажного раствора в скважину.The objective of the invention is to develop a device design that would provide reliable sealing of the device after pumping cement slurry into the well.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, включающим "стоп-кольцо" в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте обсадной колонны установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы патрубка, и имеет в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка.This problem is solved by the proposed device, which includes a “stop ring” in the form of a nozzle plugged from below with longitudinal grooves and radial channels with an annular ledge at the top and a tapered surface at the bottom, telescopically to which a lower support ring equipped with shear elements is installed in the lower casing sleeve the ends of which are included in the longitudinal grooves of the nozzle, and has in the lower end a conical bore adequate to the conical surface of the nozzle.
Новым является то, что устройство снабжено верхним опорным кольцом, установленным в верхней муфте, выполненным с кольцевой расточкой на внутренней поверхности в нижней части, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру заглушки, расположенной на нижнем конце промывочных труб и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей, верхняя из которых жестко связана с промывочными трубами, а нижняя соединена с верхней деталью срезными элементами и снабжена пружинным фиксатором на наружной поверхности, над заглушкой имеются радиальные каналы, соединяющие внутреннюю полость промывочных труб с межколонным пространством, причем нижняя и верхняя муфты соединены патрубком.New is that the device is equipped with an upper support ring mounted in the upper sleeve, made with an annular bore on the inner surface in the lower part, the inner diameter of which is equal to the outer diameter of the plug located at the lower end of the washing pipes and made in the form of two telescopically connected parts, the upper of which is rigidly connected to the flushing pipes, and the lower is connected to the upper part by shear elements and is equipped with a spring clip on the outer surface, above the plug I have radial channels connecting the internal cavity wash tubes with annular space, and the upper and lower pipe couplings are connected.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.Figure 1 shows the proposed device in longitudinal section, lowered into the well.
На фиг.2 - то же самое в процессе закачки в скважину тампонажного раствора.Figure 2 is the same in the process of pumping cement into the well.
Устройство представляет собой "стоп-кольцо", выполненное в виде заглушенного снизу патрубка 1 (фиг.1) с кольцевым уступом 2 на наружной поверхности, снабженного продольными пазами 3 и радиальными каналами 4. Заглушенный участок 5 патрубка 1 с наружной стороны выполнен с конусной поверхностью 6, малое основание конуса которого обращено к верхней части, а его диаметр равен наружному диаметру патрубка 1. Телескопически к патрубку 1 напротив продольных пазов 3 в нижней муфте 7 установлено нижнее опорное кольцо 8, снабженное срезными элементами 9, свободные концы которых входят в продольные пазы 3. В нижнем торце опорного кольца 8 с внутренней стороны выполнена конусная расточка 10, адекватная конусной поверхности 6 патрубка 1.The device is a “stop ring”, made in the form of a pipe 1 muffled from below (Fig. 1) with an annular ledge 2 on the outer surface, provided with longitudinal grooves 3 and radial channels 4. The muffled section 5 of the pipe 1 is made on the outside with a conical surface 6, the small base of the cone of which faces the upper part, and its diameter is equal to the outer diameter of the nozzle 1. Telescopically to the nozzle 1 opposite the longitudinal grooves 3 in the lower sleeve 7 is installed lower support ring 8, equipped with shear elements 9, its odnye ends of which are in longitudinal slots 3. The lower end of the support ring 8 is formed on the inner side tapered bore 10, an adequate taper surface 6 of nozzle 1.
Над "стоп-кольцом" в верхней муфте 11 расположено верхнее опорное кольцо 12 с внутренней кольцевой расточкой 13.Above the "stop ring" in the upper sleeve 11 is located the upper support ring 12 with an inner ring bore 13.
Устройство снабжено заглушкой, установленной на нижнем конце промывочных труб 14 и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей 15 и 16, верхняя 15 из которых жестко связана с промывочными трубами 14, а нижняя 16 соединена с верхней 15 срезными элементами 17 и имеет на наружной поверхности фиксатор 18 в виде пружинного кольца. Над заглушкой выполнены радиальные каналы 19 и установлены центраторы 20.The device is equipped with a plug installed on the lower end of the washing pipes 14 and made in the form of two telescopically connected parts 15 and 16, the upper 15 of which are rigidly connected to the washing pipes 14, and the lower 16 is connected to the upper 15 by shear elements 17 and has a latch on the outer surface 18 in the form of a spring ring. Radial channels 19 are made above the plug and centralizers 20 are installed.
Муфты 7 и 11 соединены патрубком 21. Устройство снабжено уплотнениями 22. Детали "стоп-кольца", верхнее опорное кольцо 12 и заглушка 16 изготовлены из разбуриваемых материалов.The couplings 7 and 11 are connected by a pipe 21. The device is equipped with seals 22. Details of the “stop ring”, the upper support ring 12 and the plug 16 are made of drillable materials.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
После подготовки скважины в нее на проектную глубину спускают обсадную колонну 23, на нижнем конце которой установлено предлагаемое устройство с башмаком 24. Жидкость свободно проходит в обсадную колонну. Затрубное пространство герметизируют. Затем во внутрь обсадных труб 23 спускают колонну промывочных труб 14 с заглушкой на конце (15, 16), которая проходит через верхнее опорное кольцо 12, сажают на "стоп-кольцо" и частично разгружают. Под воздействием нагрузки срезные элементы 9 разрушаются, после чего промывочные трубы приподнимают до положения, изображенного на фиг.2, на устье герметизируют межколонное пространство 25 и осуществляют промывку скважины. После этого через промывочные трубы 14, радиальные каналы 19, "стоп-кольцо" и башмак 24 в заколонное пространство скважины закачивают тампонажный раствор, который после выхода его на устье направляют в емкость заливочного агрегата и осуществляют круговую циркуляцию, постоянно контролируя плотность тампонажного раствора на входе и выходе из скважины.After the well has been prepared, the casing 23 is lowered to the design depth at the lower end of which the proposed device with shoe 24 is installed. The fluid flows freely into the casing. The annulus is sealed. Then, a column of flushing pipes 14 is lowered into the casing 23 with a plug at the end (15, 16), which passes through the upper support ring 12, is seated on the “stop ring” and partially unloaded. Under the influence of the load, the shear elements 9 are destroyed, after which the flushing pipes are raised to the position shown in figure 2, the annular space 25 is sealed at the mouth and the well is flushed. After that, grouting mortar is pumped through flushing pipes 14, radial channels 19, “stop ring” and shoe 24 into the annulus of the well, which, after it is exited to the mouth, is sent to the capacity of the casting unit and circular circulation is carried out, constantly monitoring the density of the grouting mortar at the inlet and well exit.
После стабилизации тампонажного раствора по плотности (этот момент наступает примерно через один час циркуляции) круговую циркуляцию прекращают и через промывочные трубы 14 закачивают расчетный объем продавочной жидкости, оставив примерно 100 л тампонажного раствора в промывочных трубах. Давление закачки сбрасывают. Под воздействием перепада давления, создаваемого столбом тампонажного раствора в заколонном пространстве и направленного снизу вверх, заглушенный патрубок 1 перемещается вверх относительно нижнего опорного кольца 8 и заклинивается в месте контакта конусных поверхностей 6 и 10, перекрывая внутриколонное пространство обсадных труб от заколонного. Промывочные трубы 14 приподнимают до положения, когда заглушка войдет в верхнее опорное кольцо 12 и фиксатор 18 упрется в упор кольцевой расточки 13, при этом радиальные каналы 19 будут находиться выше верхнего опорного кольца 12. Путем прямой или обратной промывки через межколонное пространство 25 и промывочные трубы 14 удаляют оставшийся тампонажный раствор из промывочных труб 14. После этого промывочным трубам делают натяжку, срезные элементы 17 разрушаются, детали 15 и 16 заглушки разъединяются, причем нижняя деталь 16 вместе со "стоп-кольцом" надежно перекрывают сечение обсадной колонны от проникновения тампонажного раствора из-за заколонного пространства. Промывочные трубы с верхней деталью 15 заглушки поднимают на поверхность и скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента).After stabilization of the cement slurry by density (this moment occurs after about one hour of circulation), the circular circulation is stopped and the calculated volume of the squeezing liquid is pumped through the washing pipes 14, leaving about 100 liters of the cement slurry in the washing pipes. Injection pressure is relieved. Under the influence of the pressure differential created by the column of grouting mortar in the annulus and directed from the bottom up, the plugged pipe 1 moves upward relative to the lower support ring 8 and wedges at the contact point of the conical surfaces 6 and 10, blocking the casing from the annular space. The washing pipes 14 are raised to the position where the plug enters the upper support ring 12 and the latch 18 abuts against the stop of the annular bore 13, while the radial channels 19 will be above the upper supporting ring 12. By direct or reverse washing through the annular space 25 and the washing pipes 14 remove the remaining cement slurry from the washing pipes 14. After that, the washing pipes are stretched, the shear elements 17 are destroyed, the plug parts 15 and 16 are disconnected, and the lower part 16 together with the “stop ring” above zhno overlap section of the casing from the cement slurry penetration due to the annulus. Flushing pipes with the upper part 15 plugs are lifted to the surface and the well is left on the OZZ (waiting for cement to harden).
Благодаря тому что в процессе круговой циркуляции тампонажного раствора последний не подвергает эрозии уплотняемые поверхности в зоне верхнего опорного кольца, достигается надежная и гарантированная герметизация низа обсадной колонны.Due to the fact that during the circular circulation of the cement slurry, the latter does not erode the sealing surfaces in the area of the upper support ring, reliable and guaranteed sealing of the bottom of the casing is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004127894/03A RU2271437C1 (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Casing pipe cementing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004127894/03A RU2271437C1 (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Casing pipe cementing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2271437C1 true RU2271437C1 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=36116167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004127894/03A RU2271437C1 (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Casing pipe cementing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2271437C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310064C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Casing pipe cementing device |
| RU2310739C1 (en) * | 2006-05-05 | 2007-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Casing pipe cementing device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5103908A (en) * | 1989-09-21 | 1992-04-14 | Halliburton Company | Method for cementing a well |
| RU2086752C1 (en) * | 1995-02-15 | 1997-08-10 | Александр Павлович Пермяков | Method for back-cementation of casing string in well |
| RU2111342C1 (en) * | 1996-06-14 | 1998-05-20 | Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов и газовых технологий | Method of casing cementing |
| RU2235860C1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for cementation of casing string in the well |
-
2004
- 2004-09-17 RU RU2004127894/03A patent/RU2271437C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5103908A (en) * | 1989-09-21 | 1992-04-14 | Halliburton Company | Method for cementing a well |
| RU2086752C1 (en) * | 1995-02-15 | 1997-08-10 | Александр Павлович Пермяков | Method for back-cementation of casing string in well |
| RU2111342C1 (en) * | 1996-06-14 | 1998-05-20 | Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов и газовых технологий | Method of casing cementing |
| RU2235860C1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for cementation of casing string in the well |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310064C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Casing pipe cementing device |
| RU2310739C1 (en) * | 2006-05-05 | 2007-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Casing pipe cementing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2840177C (en) | Cementing tool | |
| CN105089544A (en) | Pressure-bearing sleeve protection packer | |
| CN108915619A (en) | A kind of concentric tube landwaste suction crushing device suitable for double-gradient well drilling | |
| CN114562199B (en) | Cement leaking stoppage bores stopper integrated underground device | |
| RU2271437C1 (en) | Casing pipe cementing device | |
| CN110735618B (en) | Oil production and water injection string | |
| US8376058B2 (en) | Well drilling wash down end cap and method | |
| CN115538975B (en) | Leakage plugging and oil production device for multi-point water-outlet oil well and leak plugging and oil production method | |
| RU2085708C1 (en) | Well filter | |
| CN107676046A (en) | A sidetracking well completion process string | |
| RU49098U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU43583U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU2307232C1 (en) | Device for casing pipe cementing inside well | |
| RU2283943C1 (en) | Clutch for stepped casing pipe cementing | |
| RU2170332C2 (en) | Packer for stepped pressure grouting of casing string | |
| RU51662U1 (en) | DEVICE FOR STEP-BY-STEP CEMENTING OF A Casing COLUMN IN A WELL | |
| RU2235860C1 (en) | Method for cementation of casing string in the well | |
| RU2305173C2 (en) | Method and device for production string sealing during sandy well flushing | |
| RU52087U1 (en) | DEVICE FOR STEP-BY-STEP CEMENTING OF A Casing COLUMN IN A WELL | |
| RU42855U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU2830839C1 (en) | Wellhead packer | |
| RU57352U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU55017U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU52439U1 (en) | Casing Cementing Device | |
| RU55863U1 (en) | Casing Cementing Device |