RU2145662C1

RU2145662C1 - Device for well cementing

Info

Publication number: RU2145662C1
Application number: RU99111668A
Authority: RU
Inventors: С.С. Янкулев; Ю.З. Цырин; А.В. Зимин; А.М. Володин; Н.Л. Щавелев
Original assignee: ОАО НПО "Буровая техника"
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-02-20

Abstract

FIELD: well construction; applicable in stage and basket cementing of wells, first of all inclined wells and wells with horizontal end of wellbore. SUBSTANCE: device includes body with central through channel, radial circulation holes and internal surface made with circular projections and depressions. Installed in body and telescopically interconnected by means of shear members are two-way bushing and ring. Bushing and ring are made with circular separation into which conical stops are installed for engagement with body internal surface and simultaneous advance into central channel or going out of it. Bushing is locked in body by means of shear screw. Bushing has mechanical limiter of its first motion which is installed for its bringing out of its working position by displacement of ring relative to bushing. Bushing is made with radial circulation holes located above body holes and separated from them with possibility of communication with them and repeated separation in the first and second motions of bushing downward. Circular depression of body internal surface under circular projection is stepped one, narrowing from top downward. Limiter includes sector retainers. Two-way bushing has individual reducing valve and made to form hydraulic brake together with body. Hydraulic brake is in the form of closed circular hollow communicated with reducing valve after repeated separation of circulation holes of bushing and body. Bushing and body are made with adjacent depressions below circulation holes. Depressions are located with possibility to form simultaneously with formation of hydraulic brake bypass channel from bushing circulation holes to additional reducing valves radially located in body and separated from central channel by gate with members forming seat. Bushing lower part has circular check valve including rubber collar installed on bushing for closing of its radial holes. EFFECT: provision of device versatility as through one due to possibility of withdrawal of residual grouting mortar from its central channel into annular space after cementing of wells. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства скважин и может быть использовано для выполнения технологических процессов ступенчатого и манжетного цементирования скважин, прежде всего наклонных и с горизонтальным окончанием ствола. The invention relates to the field of well construction and can be used to perform technological processes of stepwise and cuff cementing of wells, especially deviated and with horizontal end of the wellbore.

Известно устройство для ступенчатого и манжетного цементирования скважин, включающее корпус с боковыми отверстиями, нижнюю втулку с седлом и боковыми отверстиями, верхнюю втулку с седлом, взаимодействующие с нижней и верхней цементировочными пробками (Цырин Ю.З. и др. Обзорная информация. Пакеры и специнструмент для разобщения пластов при креплении скважин. М., ВНИИОЭНГ. 1990, с. 78 - 82, рис. 27, 28). A device for stepwise and cuff cementing of wells is known, including a housing with side holes, a lower sleeve with a saddle and side holes, an upper sleeve with a saddle interacting with the lower and upper cementing plugs (Tsyrin Yu.Z. et al. Overview. Packers and special tools for uncoupling the layers during the fastening of wells. M., VNIIOENG. 1990, pp. 78 - 82, Fig. 27, 28).

Недостатками указанного устройства являются недостаточные эксплуатационная технологичность и надежность, особенно в скважинах с пологим и горизонтальным окончанием ствола, обусловленные задержкой начала циркуляции жидкостей в скважине после первой ступени цементирования (из-за использования падающей пробки), а также необходимостью разбуривания пробок, посадочных седел под них и цементного камня в центральном канале устройства (с возможностью разгерметизации устройства и загрязнением полости колонны в пологой или горизонтальной части ствола). The disadvantages of this device are insufficient operational manufacturability and reliability, especially in wells with a shallow and horizontal end of the wellbore, due to a delay in the onset of fluid circulation in the well after the first cementing step (due to the use of a falling plug), as well as the need to drill plugs, seat seats under them and cement stone in the central channel of the device (with the possibility of depressurization of the device and pollution of the cavity of the column in a shallow or horizontal h STI trunk).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для цементирования скважин, включающее составной корпус с центральным проходным каналом, радиальными циркуляционными отверстиями и внутренней поверхностью, выполненной с кольцевыми выступами и впадинами, установленные в корпусе и телескопически соединенные между собой срезным элементом двухходовую втулку одностороннего перемещения и кольцо, выполненные с кольцевыми сепараторами, в которых установлены конические упоры с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса и выдвижения при этом в центральный проходной канал или выхода из него, причем двухходовая втулка снабжена механическим ограничителем ее первого хода, установленным с возможностью вывода его из рабочего положения и выполнена с радиальными циркуляционными отверстиями, размещенными выше радиальных циркуляционных отверстий корпуса и разобщенными от них с возможностью сообщения с ними и повторного разобщения соответственно при первом и втором ходах втулки вниз. Впадина внутренней поверхности корпуса непосредственно под кольцевым выступом, размещенным в зоне кольца, выполнена ступенчатой, сужающейся сверху вниз (Патент Российской Федерации N 2096585 от 20.02.95 г., Кл. E 21 B 33/14). The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for cementing wells, comprising a composite housing with a central passage channel, radial circulation holes and an inner surface made with annular protrusions and depressions, mounted in the housing and telescopically connected to each other by a shear element, a two-way sleeve one-way movement and a ring made with ring separators in which conical stops are installed with the possibility of mutual action with the inner surface of the housing and the extension in the Central passage channel or exit from it, and the two-way sleeve is equipped with a mechanical limiter of its first stroke, installed with the possibility of its output from the working position and is made with radial circulation holes located above the radial circulation holes of the body and disconnected from them with the possibility of communication with them and re-separation, respectively, at the first and second turns of the sleeve down. The cavity of the inner surface of the housing directly below the annular protrusion located in the zone of the ring is made stepped, tapering from top to bottom (Patent of the Russian Federation N 2096585 from 02.20.95, CL. E 21 B 33/14).

Недостатком данного устройства является отсутствие его технологической универсальности в качестве проходного. В частности, оно неприменимо как проходное в общепринятой технологии ступенчатого цементирования с использованием практически неограниченной номенклатуры тампонажных смесей. Имеется в виду проведение цементирования скважины двумя последовательными ступенями с доведением продавочной пробки на первой ступени до отдельного упорного кольца, размещенного вблизи башмака обсадной колонны. Оно также не может быть применено по общепринятой схеме манжетного цементирования, предусматривающей последовательное управление - с использованием разделительных пробок - заколонным пакером и установленной над ним цементировочной муфтой. The disadvantage of this device is the lack of its technological versatility as a loop-through. In particular, it is not applicable as a passage through the generally accepted technology of step cementing using a practically unlimited range of grouting mixtures. This refers to the cementing of the well in two successive stages with bringing the squeeze plug in the first stage to a separate thrust ring located near the casing shoe. It also cannot be applied according to the generally accepted cuff cementing scheme, which provides for sequential control — using dividing plugs — by the casing packer and a cement clutch installed above it.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - обеспечение технологической универсальности устройства в качестве проходного без уменьшения его надежности. Данная задача решается созданием возможности вывода остатка тампонажного раствора из его центрального канала в заколонное пространство после цементирования скважины с исключением при этом преждевременного срабатывания устройства и возможности обратного поступления тампонажного раствора через его каналы в полость колонны. The problem solved by the invention is the provision of technological universality of the device as a pass-through without reducing its reliability. This problem is solved by creating the possibility of withdrawing the remainder of the cement slurry from its central channel into the annulus after cementing the well with the exception of the premature actuation of the device and the possibility of back flow of the grout through its channels into the column cavity.

Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве для цементирования скважин, включающем составной корпус с центральным проходным каналом, радиальными циркуляционными отверстиями и внутренней поверхностью, выполненной с кольцевыми выступами и впадинами, установленные в корпусе и телескопически соединенные между собой срезным элементом двухходовую втулку одностороннего перемещения и кольцо, выполненные с кольцевыми сепараторами, в которых установлены конические упоры с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса и выдвижения при этом в центральный проходной канал или выхода из него, причем двухходовая втулка снабжена механическим ограничителем ее первого хода, установленным с возможностью вывода его из рабочего положения и выполнена с радиальными циркуляционными отверстиями, размещенными выше радиальных циркуляционных отверстий корпуса и разобщенными от них с возможностью сообщения с ними и повторного разобщения соответственно при первом и втором ходах втулки вниз, а впадина внутренней поверхности корпуса непосредственно под кольцевым выступом, размещенным в зоне кольца, выполнена ступенчатой, сужающейся сверху вниз, двухходовая втулка снабжена автономным редукционным клапаном и выполнена с возможностью образования с корпусом гидротормоза в виде сообщенной с редукционным клапаном замкнутой кольцевой полости после повторного разобщения циркуляционных отверстий втулки и корпуса, а втулка и корпус ниже циркуляционных отверстий выполнены со смежными углублениями, размещенными с возможностью образования одновременно с гидротормозом обводного канала от циркуляционных отверстий втулки к дополнительным редукционным клапанам, радиально размещенным в теле корпуса и разобщенным от центрального проходного канала заслонкой с радиально подвижными или разрушаемыми элементами, образующими седло в последнем канале, причем втулка в нижней части снабжена обратным клапаном, размещенным с возможностью перекрытия дополнительных редукционных клапанов после первого хода втулки. Кроме того обратный клапан выполнен кольцевым, включающим установленную на наружной поверхности втулки резиновую манжету для перекрытия кольцевого ряда ее радиальных отверстий. The solution to this problem is achieved by the fact that in the device for cementing wells, comprising a composite housing with a central passage channel, radial circulation holes and an inner surface made with annular protrusions and depressions, a two-way unilateral displacement sleeve installed in the housing and telescopically connected with a shear element and ring made with ring separators in which conical stops are installed with the possibility of interaction with the inner surface at the same time, the housing and its extension into the central passage channel or out of it, the two-way sleeve provided with a mechanical limiter of its first stroke, installed with the possibility of its removal from the working position and made with radial circulation holes located above the radial circulation holes of the housing and separated from them with the possibility of communication with them and re-separation, respectively, at the first and second strokes of the sleeve down, and the cavity of the inner surface of the housing directly under the count the central protrusion located in the zone of the ring is made of a stepped, tapering from top to bottom, two-way sleeve is equipped with an autonomous pressure reducing valve and is configured to form a hydraulic brake in the form of a closed annular cavity communicated with the pressure reducing valve after repeated separation of the circulation holes of the sleeve and body, and the sleeve and the housing below the circulation holes is made with adjacent recesses placed with the possibility of formation along with the hydraulic brake of the bypass channel from the compasses the bore openings of the sleeve to additional pressure reducing valves radially located in the body of the body and separated from the central passage channel by a damper with radially movable or destructible elements forming a saddle in the last channel, and the sleeve in the lower part is equipped with a check valve placed with the possibility of overlapping additional pressure reducing valves after the first stroke of the sleeve. In addition, the check valve is made annular, including a rubber sleeve mounted on the outer surface of the sleeve to overlap the annular row of its radial holes.

Указанная совокупность признаков не известна из научно-технической и патентной литературы, что означает соответствие предложенного устройства для цементирования скважин требованиям, предъявляемым к изобретениям. The specified set of features is not known from the scientific, technical and patent literature, which means that the proposed device for cementing the wells meets the requirements for inventions.

Изобретение поясняется графическими изображениями. The invention is illustrated by graphic images.

На фиг. 1 изображено устройство для цементирования скважин в исходном положении (при спуске в скважину). На фиг. 2 - по окончании первого хода втулки. На фиг. 3 - в момент задержки второго хода втулки гидротормозом. На фиг. 4 - в момент окончания второго хода втулки. In FIG. 1 shows a device for cementing wells in the initial position (during descent into the well). In FIG. 2 - at the end of the first stroke of the sleeve. In FIG. 3 - at the moment of delay of the second stroke of the sleeve with a hydraulic brake. In FIG. 4 - at the end of the second stroke of the sleeve.

Устройство (фиг. 1) устанавливается на обсадной колонне (посредством концевых резьб) и включает составной корпус 1 с центральным проходным каналом 2, радиальными циркуляционными отверстиями 3 и внутренней поверхностью, выполненной с кольцевыми выступами 4, 5 и впадинами 6, 7, 8, установленные в корпусе 1 и телескопически соединенные между собой срезным элементом 9 двухходовую втулку 10 одностороннего перемещения и кольцо 11, выполненные с кольцевыми сепараторами, в которых установлены конические упоры 12 и 13 (снабженные пружинами 14 центробежного действия, которые выполняются, например, в виде кольца или изогнутой пластины) с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса 1 и выдвижения при этом в центральный канал 2 устройства или выхода из этого канала, а также соответственно с нижней и верхней резинометаллическими разделительными пробками 15, показанными на фиг. 2 и 3. Втулка 10 зафиксирована в корпусе 1 срезным винтом 16 и снабжена механическим ограничителем 17 ее первого хода, установленным с возможностью вывода его из рабочего положения смещением кольца 11 относительно втулки 10. Ограничитель 17 включает секторные фиксаторы, удерживаемые от перемещения к оси устройства кольцевой опорой, установленной во втулке 10 на срезном штифте. Кроме того, втулка 10 выполнена с радиальными циркуляционными отверстиями 18, размещенными выше упомянутых отверстий 3 корпуса 1 и разобщенными от них с возможностью сообщения с ними и повторного разобщения соответственно при первом и втором ходах втулки 10 вниз. Кольцевая впадина 7 внутренней поверхности корпуса 1 непосредственно под кольцевым выступом 4, размещенным в зоне кольца 11, выполнена ступенчатой, сужающейся сверху вниз. Втулка 10 снабжена автономным редукционным клапаном 19 и выполнена с возможностью образования с корпусом 1 гидротормоза в виде сообщенной с упомянутым клапаном 19 замкнутой кольцевой полости 20, показанной на фиг. 3, непосредственно после повторного разобщения циркуляционных отверстий 18, 3 втулки 10 и корпуса 1. При этом втулка 10 и корпус 1 ниже циркуляционных отверстий 18, 3 выполнены со смежными кольцевыми углублениями 21 и 22, размещенными с возможностью образования одновременно с упомянутым гидротормозом обводного канала вокруг первой резинометаллической разделительной пробки 15 (фиг. 3) от циркуляционных отверстий 18 втулки 10 к дополнительным редукционным клапанам 23, радиально размещенным в теле корпуса 1 по кольцевому ряду и разобщенным от центрального канала 2 зафиксированной срезным штифтом заслонкой 24 с элементами 25, например, радиально подвижными, которые образуют в последнем канале седло с возможностью его взаимодействия с цельнорезиновой разделительной пробкой и выхода из центрального проходного канала 2 после осевого смещения заслонки 24. Уплотнения зазоров обеспечиваются резиновыми кольцами. The device (Fig. 1) is installed on the casing (by means of end threads) and includes a composite housing 1 with a central passage 2, radial circulation holes 3 and an inner surface made with annular protrusions 4, 5 and troughs 6, 7, 8, installed in the housing 1 and telescopically connected to each other by a shear element 9, a two-way sleeve 10 of one-sided movement and a ring 11 made with ring separators in which conical stops 12 and 13 are installed (equipped with centrifugal springs 14 Actions that are performed, for example, in the form of a ring or a curved plate) with the possibility of interaction with the inner surface of the housing 1 and extension while in the central channel 2 of the device or exit from this channel, as well as with the lower and upper rubber-metal dividing plugs 15 shown in FIG. 2 and 3. The sleeve 10 is fixed in the housing 1 by a shear screw 16 and is equipped with a mechanical stopper 17 of its first stroke, mounted with the possibility of removing it from the working position by displacing the ring 11 relative to the sleeve 10. The stopper 17 includes sector locks that are kept from moving to the axis of the device annular a support mounted in the sleeve 10 on a shear pin. In addition, the sleeve 10 is made with radial circulation holes 18 located above the aforementioned holes 3 of the housing 1 and disconnected from them with the possibility of communication with them and re-separation, respectively, at the first and second strokes of the sleeve 10 down. The annular cavity 7 of the inner surface of the housing 1 immediately below the annular protrusion 4, located in the area of the ring 11, is made stepped, tapering from top to bottom. The sleeve 10 is equipped with a self-contained pressure reducing valve 19 and is configured to form a hydraulic brake with the housing 1 in the form of a closed annular cavity 20 connected with said valve 19, shown in FIG. 3, immediately after re-uncoupling the circulation holes 18, 3 of the sleeve 10 and the housing 1. In this case, the sleeve 10 and the housing 1 below the circulation holes 18, 3 are made with adjacent annular recesses 21 and 22 arranged to simultaneously form a bypass channel around said hydraulic brake the first rubber-metal separation tube 15 (Fig. 3) from the circulation holes 18 of the sleeve 10 to the additional pressure reducing valves 23, radially placed in the body of the housing 1 in an annular row and separated from the central Channel 2 fixed shear pin 24 with a damper element 25, e.g., radially movable, which form the last channel saddle, with its interaction with the solid rubber stopper and the separating out of the central passageway 2 following the axial displacement of valve gaps 24. Seals are provided with rubber rings.

Резинометаллические разделительные пробки 15 выполнены с обратными клапанами 26, открывающимися в сторону надпробочного пространства (фиг. 2, 3). Rubber-metal dividing plugs 15 are made with non-return valves 26, opening towards the super-cork space (Fig. 2, 3).

Втулка 10 в нижней части снабжена кольцевым обратным клапаном 27, выполненным в виде резиновой манжеты, установленной на наружной поверхности втулки 10 с перекрытием кольцевого ряда радиальных отверстий последней, и размещенными с возможностью перекрытия дополнительных редукционных клапанов 23 после первого хода втулки 10 (фиг. 2). Указанным перекрытием исключается поступление тампонажного раствора в центральный канал 2 из заколонного пространства на второй ступени цементирования. The sleeve 10 in the lower part is equipped with an annular check valve 27, made in the form of a rubber cuff mounted on the outer surface of the sleeve 10 with the overlapping of the annular row of radial holes of the latter, and placed with the possibility of overlapping additional pressure reducing valves 23 after the first stroke of the sleeve 10 (Fig. 2) . The specified overlap excludes the entry of cement slurry into the central channel 2 from the annulus at the second cementing stage.

Устройство работает следующим образом (на примере ступенчатого цементирования скважины). The device operates as follows (using the example of stepwise cementing of a well).

После закачки в обсадную колонну тампонажного материала для первой ступени цементирования (в минимальной мере ухудшающего коллекторские свойства продуктивного пласта) пускают цельнорезиновую разделительную пробку и продавливают ее до посадки на "стоп"-кольцо (расположенного вблизи башмака колонны) путем закачки в колонну заданных жидкостей. Этими жидкостями могут быть, в частности, порция воды в объеме, несколько (на 0,5 - 1 м³) превышающем объем полости колонны между "стоп"-кольцом и устройством, и закачиваемая затем порция бурового раствора. Между указанными порциями в колонну пускают первую резинометаллическую разделительную пробку для ускорения ее посадки в устройство после получения сигнала "стоп" на первой ступени цементирования.After injection of grouting material into the casing for the first cementing step (minimizing the reservoir properties of the reservoir) to a minimum, an all-rubber dividing plug is inserted and pressed until it fits onto the “stop” ring (located near the shoe of the string) by pumping specified fluids into the string. These fluids can be, in particular, a portion of water in a volume several (0.5-1 m ³ ) larger than the volume of the cavity of the column between the stop ring and the device, and then a portion of the drilling fluid. Between the indicated portions, the first rubber-metal separation plug is introduced into the column to accelerate its fit into the device after receiving the stop signal at the first cementing stage.

Проходя через устройство, цельнорезиновая разделительная пробка обеспечивает гидравлическое сообщение дополнительных редукционных клапанов 23 с центральным проходным каналом 2 (фиг. 1 и 2), т.е. снятие их защиты от преждевременного срабатывания путем смещения заслонки 24 при посадке на радиально-подвижные элементы (радиально- деформируемые лепестки) 25 с последующим выходом этих элементов из центрального проходного канала 2 (разжатием лепестков) и смещением пробки в направлении "стоп"-кольца. Passing through the device, the all-rubber dividing plug provides hydraulic communication of additional pressure reducing valves 23 with the central passage 2 (Fig. 1 and 2), i.e. removing their protection from premature actuation by displacing the shutter 24 when landing on radially movable elements (radially deformable lobes) 25 with the subsequent exit of these elements from the central passage 2 (unclenching the lobes) and shifting the plug in the direction of the “stop” ring.

После посадки цельнорезиновой разделительной пробки на "стоп"-кольцо (получения сигнала "стоп") повышают давление в обсадной колонне до величины, обеспечивающей срабатывание, по меньшей мере, одного дополнительного редукционного клапана 23 (фиг. 2) (выдавливание его запорного элемента - зафиксированной срезным штифтом пробки - в заколонное пространство). Таким образом создается гидравлическое сообщение между центральным каналом 2 и заколонным пространством, достаточное для медленного продавливания и "мягкой" посадки первой резинометаллической разделительной пробки 15 на конические упоры 12. After the all-rubber dividing stopper is planted on the “stop” ring (receiving the “stop” signal), the pressure in the casing is increased to a value that ensures the operation of at least one additional pressure reducing valve 23 (Fig. 2) (extrusion of its locking element - fixed with a shear pin of the plug - into the annular space). This creates a hydraulic communication between the Central channel 2 and the annular space, sufficient for slow punching and "soft" landing of the first rubber-metal separation plug 15 on the conical stops 12.

Первая резинометаллическая разделительная пробка 15, взаимодействуя с упорами 12, обеспечивает срез винта 16 (фиг. 2) и перемещает втулку 10 до совмещения радиальных циркуляционных отверстий 3 и 18. При этом дополнительные редукционные клапаны 23 перекрываются кольцевым обратным клапаном 27 втулки 10, чем исключается возможность обратного поступления тампонажного раствора через отверстия этих клапанов в полость колонны. Затем перемещение втулки 10 прекращается благодаря взаимодействию механического ограничителя 17 с корпусом 1 (т.е. упору секторных фиксаторов ограничителя в конический бурт корпуса). При перемещении втулки 10 вниз кольцо 11 также перемещается вниз, выдвигая упоры 13 в центральный проходной канал 2, т.е. образуя седло для посадки второй резинометаллической разделительной пробки. Операции, осуществляемые посредством первой резинометаллической разделительной пробки 15, контролируются по заданному повышению давления в обсадной колонне (срез винта 16) и последующему снижению этого давления с возобновлением циркуляции жидкостей в скважине (совмещение отверстий 3 и 18). The first rubber-metal separation tube 15, interacting with the stops 12, provides a cut of the screw 16 (Fig. 2) and moves the sleeve 10 to align the radial circulation holes 3 and 18. In this case, additional pressure reducing valves 23 are closed by an annular check valve 27 of the sleeve 10, which excludes the possibility back flow of cement slurry through the holes of these valves into the cavity of the column. Then, the movement of the sleeve 10 is stopped due to the interaction of the mechanical stop 17 with the housing 1 (i.e., the stop of the sector clamps of the stop in the conical shoulder of the housing). When the sleeve 10 is moved down, the ring 11 also moves downward, pushing the stops 13 into the central passage 2, i.e. forming a saddle for landing the second rubber-metal separation tube. The operations carried out by means of the first rubber-metal dividing plug 15 are controlled by a predetermined increase in pressure in the casing (shear of the screw 16) and the subsequent decrease in this pressure with the resumption of fluid circulation in the well (matching holes 3 and 18).

При взаимодействии второй резинометаллической разделительной пробки с упорами 13 (по окончании продавливания тампонажных материалов через циркуляционные отверстия 3 и 18) вначале происходит срез элемента 9. Этим срезом обеспечивается смещение кольца 11 относительно втулки 10 (фиг. 3), в результате которого против секторных фиксаторов механического ограничителя 17 вместо кольцевой опоры располагается открытый кольцевой паз кольца 11, и секторные фиксаторы радиально смещаются до упора в стенку этого паза с прекращением их упора в конический бурт корпуса 1, т.е. втулка 10 освобождается от осевой фиксации. When the second rubber-metal separation plug interacts with the stops 13 (at the end of the grouting materials being pressed through the circulation holes 3 and 18), the element 9 first cuts off. This cut ensures the displacement of the ring 11 relative to the sleeve 10 (Fig. 3), as a result of which against mechanical sector locks of the stop 17 instead of the ring support, there is an open annular groove of the ring 11, and sector locks are radially displaced against the stop in the wall of this groove with the cessation of their stop in the conical RT housing 1, i.e. the sleeve 10 is freed from axial locking.

Затем (фиг. 3) втулка 10 вместе с кольцом 11 смещается вниз до повторного разобщения циркуляционных отверстий 3 и 18, сопровождающегося выходом конических упоров 13 из центрального канала 2 в кольцевую впадину 7 внутренней поверхности корпуса 1, образованием обводного канала вокруг первой резинометаллической разделительной пробки 15 от циркуляционных отверстий 18 втулки 10 через кольцевой обратный клапан 27 к дополнительным редукционным клапаном 23 (за счет соответствующего размещения углублений 21 и 22), а также образованием гидротормоза в виде сообщенной с редукционным клапаном 19 замкнутой кольцевой полости 20. Then (Fig. 3), the sleeve 10 together with the ring 11 is shifted down until the circulation holes 3 and 18 are re-uncoupled, accompanied by the exit of the conical stops 13 from the central channel 2 into the annular cavity 7 of the inner surface of the housing 1, the formation of a bypass channel around the first rubber-metal separation tube 15 from the circulation holes 18 of the sleeve 10 through the annular check valve 27 to the additional pressure reducing valve 23 (due to the corresponding placement of the recesses 21 and 22), as well as the formation of a hydraulic brake in the form of closed to the pressure reducing valve 19 closed annular cavity 20.

Вторая резинометаллическая разделительная пробка 15 смещается до упора в первую аналогичную пробку, расположенную на упорах 12, вытесняя из межпробочного пространства тампонажный материал в заколонное пространство через обводной канал, кольцевой обратный клапан 27 и дополнительный редукционный клапан 23. The second rubber-metal separation plug 15 is displaced all the way into the first similar plug located on the stops 12, displacing grouting material from the annular space into the annular space through the bypass channel, the annular check valve 27 and the additional pressure reducing valve 23.

Заданным повышением давления в полости обсадной колонны над устройством после посадки второй резинометаллической разделительной пробки 15 на первую производят (за счет мультипликации давления в кольцевой полости 20) открытие редукционного клапана 19 - разрыв его резиновой манжеты против одного или нескольких перекрываемых ею радиальных калиброванных отверстий втулки 10. В результате происходит дополнительное смещение втулки 10 и кольца 11 (фиг. 4) до герметичного перекрытия втулкой 10 дополнительных редукционных клапанов 23, сопровождающегося выходом упоров 12 из центрального канала 2 во впадину 8 внутренней поверхности корпуса 1 (при сохранении разобщения радиальных циркуляционных отверстий 3 и 18). Таким образом резинометаллические разделительные пробки освобождаются для механического проталкивания в направлении к башмаку обсадной колонны. Given the increase in pressure in the casing cavity above the device after the second rubber-metal separation plug 15 is planted on the first one (by multiplying the pressure in the annular cavity 20), the pressure reducing valve 19 is opened - its rubber sleeve is broken against one or more radial calibrated bore holes of the sleeve 10 blocked by it. As a result, there is an additional displacement of the sleeve 10 and the ring 11 (Fig. 4) until the sleeve 10 closes the additional pressure reducing valves 23 that accompany I yield abutments 12 of the central channel 2 into the cavity 8 of the inner surface of the housing 1 (while maintaining the separation of the radial circulation holes 3 and 18). In this way, the rubber-metal separation plugs are released for mechanical pushing towards the casing shoe.

При проведении работ по освоению скважины смещают резинометаллические разделительные пробки до их посадки на цельнорезиновую разделительную пробку, размещенную на "стоп"-кольце. При смещении резинометаллических разделительных пробок вытесняемая ими жидкость через обратные клапаны 26 этих пробок (фиг. 3) перепускается в надпробочное пространство. During the development of the well, rubber-metal separation plugs are displaced before they fit onto the all-rubber separation plug placed on the “stop” ring. When the rubber-metal separation plugs are displaced, the liquid displaced by them through the check valves 26 of these plugs (Fig. 3) is transferred to the super-plug space.

Премущество предлагаемого устройства состоит в том, что оно обладает свойством технологической универсальности без уменьшения надежности его функционирования в качестве проходного (не перекрывающего канала обсадной колонны). Благодаря этим качествам устройство может иметь практически неграниченную область применения в цементировании скважин - по различным технологическим схемам и при использовании различных тампонажных материалов. Прежде всего, устройство может получить широкое применение в технологиях ступенчатого цементирования скважин с малой высотой подъема тампонажного материала на первой ступени, обеспечивающих реализацию потенциальных добывных возможностей нефтяных скважин за счет сочетания высокого качества разобщения пластов с сохранением коллекторских свойств продуктивных отложений. The advantage of the proposed device is that it has the property of technological versatility without reducing the reliability of its functioning as a passage (not overlapping casing channel). Due to these qualities, the device can have a practically unlimited scope in well cementing - according to various technological schemes and when using various grouting materials. First of all, the device can be widely used in the technology of stepwise cementing of wells with a low height of grouting material at the first stage, which ensure the realization of potential production capabilities of oil wells by combining high quality of reservoir separation while maintaining reservoir properties of productive deposits.

Опытно-промышленными работами подтверждена работоспособность предлагаемого устройства. Experimental industrial work confirmed the efficiency of the proposed device.

Claims

1. A device for cementing wells, comprising a composite housing with a central passage channel, radial circulation holes and an inner surface made with annular protrusions and depressions, mounted in the housing and telescopically connected by a shear element, a two-way sleeve for unilateral movement and a ring made with ring separators in which conical stops are installed with the possibility of interaction with the inner surface of the housing and extension into the central the passage channel or exit from it, and the two-way sleeve is equipped with a mechanical limiter of its first stroke, installed with the possibility of withdrawing it from its working position and made with radial circulation holes located above the radial circulation holes of the housing and separated from them with the possibility of communication with them and re-separation respectively, at the first and second strokes of the sleeve down, and the hollow of the inner surface of the housing directly under the annular protrusion located in the zone of the ring, filled with a stepped, tapering from top to bottom, characterized in that the two-way sleeve is equipped with a self-contained pressure reducing valve and is configured to form a closed annular cavity connected to the pressure reducing valve body after repeated separation of the sleeve and case circulation holes, and the sleeve and case below the circulation holes made with adjacent recesses, placed with the possibility of formation simultaneously with the hydraulic brake of the bypass channel from the circulation holes of the bushings and to additional pressure reducing valves radially located in the body of the body and disconnected from the central passage channel by a damper with radially movable or destructible elements forming a saddle in the last channel, and the sleeve in the lower part is equipped with a check valve placed to block additional pressure reducing valves after the first stroke bushings.

2. The device according to claim 1, characterized in that the non-return valve is made annular, including a rubber cuff mounted on the outer surface of the sleeve to overlap the annular row of its radial holes.