[go: up one dir, main page]

RU2271437C1 - Casing pipe cementing device - Google Patents

Casing pipe cementing device Download PDF

Info

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
Application number
RU2004127894/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Расих Нафисович Файзуллин (RU)
Расих Нафисович Файзуллин
Николай Иванович Хаминов (RU)
Николай Иванович Хаминов
Рафагат Габделвалиевич Габдуллин (RU)
Рафагат Габделвалиевич Габдуллин
Дмитрий Витальевич Страхов (RU)
Дмитрий Витальевич Страхов
Фарид Баширович Сулейманов (RU)
Фарид Баширович Сулейманов
Зульфи Рафагатовна Салахова (RU)
Зульфия Рафагатовна Салахова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2004127894/03A priority Critical patent/RU2271437C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2271437C1 publication Critical patent/RU2271437C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil production, particularly to cement casing pipes of oil and gas wells.
SUBSTANCE: device comprises baffle ring made as connection pipe plugged from bottom and provided with longitudinal grooves and radial channels provided with upper annular ledge and conical bottom surface. Lower support ring is telescopically installed in lower casing collar. The lower support ring has conical boring formed in lower end thereof and mating conical surface of the connection pipe. The support ring is provided with shear members. Free shear member ends are inserted in longitudinal connection pipe grooves. The device is provided with upper support ring having annular boring in inner surface thereof and arranged in upper collar. Inner diameter of the upper support ring is equal to outer diameter of plug. The plug is arranged at lower end of flushing pipes and made as two telescopically connected members, namely upper and lower ones. The upper member is fixed to flushing pipes. The lower one is connected to upper member through shear members and is provided with fixer formed on outer surface thereof. Radial channels, which connect flushing pipe interior with annular space, are provided above the plug. Lower and upper collars are fastened one to another by connection pipe.
EFFECT: increased air-tightness after grouting mortar injection in the well.
2 dwg

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)

Устройство для цементирования обсадной колонны в скважине, 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 имеющее в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, отличающееся тем, что оно снабжено верхней муфтой с установленным в ней верхним опорным кольцом, 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.A device for cementing a casing string in a well, including a “stop ring” in the form of a pipe 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 is provided in the lower casing sleeve equipped with shear elements whose free ends are included in the longitudinal grooves of the nozzle, and having a conical bore in the lower end that is adequate to the conical surface of the nozzle, characterized in that it is provided with an upper coupling with the upper support ring installed in it, 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 with the washing pipes, and the lower one is connected to the upper part by shear elements and is equipped with a spring clip on the outer surface; above the plug there are radial channels connecting the inner strips there are flushing tubes with annular space, the lower and upper couplings being connected by a nozzle.
RU2004127894/03A 2004-09-17 2004-09-17 Casing pipe cementing device RU2271437C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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