HU180826B

HU180826B - Safety cementing shoe

Info

Publication number: HU180826B
Authority: HU
Inventors: Ferenc Hegyi; Geza Madar; Laszlo Madar; Istvan Zsoka
Original assignee: Magyar Szenhidrogenipari; Koeolajkutato Vallalat
Priority date: 1979-05-17
Filing date: 1979-05-17
Publication date: 1983-04-29

Description

A találmány a szénhidrogén kutatás során létesített fúrólyukak cementezéséhez alkalmazható biztonsági cementező sarura vonatkozik.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a safety cementing shoe used for cementing wells created in hydrocarbon exploration.

A fúrólyukmélyítés döntő és kritikus fázisa a béléscsővezetés és a hozzá tartozó cementezés. 5The decisive and critical phase of borehole dredging is the liner pipe and the associated cementation. 5

A műveletek céljára cementező sarukat szerelnek a beépítendő béléscső végére. A saruk szerepe a béléscső vezetése a fúrólyukban és a fúrólyukat feltöltő folyadék béléscsőbe való beáramlásának biztosítása.For operations, cementing joints are installed at the end of the liner to be installed. The function of the nipples is to guide the lining tube into the borehole and to ensure the flow of fluid filling the borehole into the lining tube.

Az egyszerű cementező saruk, amelyek tulajdonképpen 10 visszacsapó szelepek, lezárják a béléscső végét, ezzel megakadályozzák a fúrólyukat feltöltő folyadék beáramlását a béléscsőbe, ami viszont azt eredményezi, hogy a béléscsőre kívülről nyomás hat, mely nincs kiegyenlítve és ez biztonsági szempontból veszélyes. Ezért a béléscsövet művelet közben 15 felülről szivattyúval többször tölteni kell, ami lassítja a béléscső leeresztését.The simple cementing lugs, which are actually non-return valves 10, seal the end of the liner, thereby preventing the borehole fluid from flowing into the liner, which in turn causes the liner to be externally pressurized and unsafe. Therefore, the liner tube must be primed several times during operation with a pump 15, which slows down the liner tube drain.

A béléscső töltésének megoldására differenciális nyomásra töltő sarukat alkalmaznak. Ezek hátránya viszont az, hogy az alulról jövő túlnyomást nem tudják elzárni. Ezért golyó 20 bedobásával, csúszóhüvely működtetésével lehet csak ezeket a sarukat lezárni. Ez időigényes és bizonytalan művelet.Differential pressure fillers are used to solve the liner filling. However, they have the disadvantage that they cannot block the overpressure from below. Therefore, by inserting a ball 20 and actuating a sliding sleeve, only these corners can be closed. This is a time-consuming and uncertain operation.

Hátránya az ismert saruknak az is, hogy eldugulás esetén az öblítési lehetőség megszűnése miatt a cementezést végrehajtani nem lehet, ezzel a fúrólyuk mélyítése kerül veszélybe. 25A disadvantage of the known shafts is that in case of clogging, the cementation cannot be performed due to the loss of flushing ability, thus jeopardizing the borehole deepening. 25

Az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölését célozza a jelen találmány, amely a csővég elzárására (végsaru) és a béléscső automatikus feltöltésére (differenciál saru) is alkalmas, beépítés közben végzendő műveletek nélkül.The present invention aims to overcome the drawbacks of the known solutions, which are capable of both closing the end of the tube (end sheath) and automatically filling the liner tube (differential shoe) without any operations during installation.

Ugyanakkor a saru szerkezetében egyszerű, ezért kis telje- 30 delmű, biztonságos, a béléscsőből elfúrással könnyen eltávolítható.At the same time, the shoe is simple in structure and therefore small in size, safe and easy to remove from the casing by drilling.

A találmány biztonsági cementező saru, mely vezetőkúppal, házzal, betétcsővel, differenciálszeleppel rendelkezik és meghatározója, hogy zárószelepből, dugattyúházból, differenciál-dugattyúból, szelepekből, valamint rugókból álló kettős szeleprendszere van.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a safety cementing shoe having a cone, housing, liner, differential valve and defining a dual valve system comprising a shut-off valve, a piston housing, a differential piston, a valve, and a spring.

Az előnyös kiviteli alak szerint a kettős szeleprendszer eltávolítására leválasztható szelepüléssel rendelkezik és az elfúrás közben való elmozdulás megakadályozására nyírócsavaijai vannak.In a preferred embodiment, the dual valve system has a removable valve seat and has shear bolts to prevent displacement during drilling.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy eldugulás esetén iszapnyomással belső betétei a szerkezetből eltávolíthatók, ezzel a cementezés műszaki balesete megakadályozható.An advantage of the present invention is that in the event of a clogging, the inner inserts can be removed from the structure by sludge printing, thus preventing a technical accident of cementation.

Előnyösen használható a találmány szerinti cementező saru a cementezés hagyományos eszközeivel együtt, nevezetesen a cement-iszap elválasztó dugó és a rögzitőékes ütközőlemezzel.Preferably, the cementing shoe of the present invention can be used in conjunction with conventional means for cementing, namely, a cement slurry separator plug and an anchor plate.

A továbbiakban a találmány szerinti biztonsági cementező saru kiviteli alakját rajz keretében ismertetjük, ahol azThe embodiment of the safety cementing shoe according to the invention will now be described in the drawing, wherein:

1. ábra a biztonsági cementező saru nézete és részben a metszete, aFigure 1 is a sectional view, partly in section, of the safety cementing shoe, a

2. ábra az 1. ábra szerintinek részlete kinagyítva.Figure 2 is an enlarged detail of Figure 1.

A rajz szerint 1 ház 3 betéthez 7 cementtel és 17 nyírócsavarral rögzített állapotban van. Az 1 ház és a 3 betét közti tömítést a 2 tömítő gyűrű biztosítja. A 17 nyírócsavar rögzíti, 4 tömítő gyűrű tömíti 8 szelep 6 szelepülését a 3 betéthez.According to the drawing, the housing 1 for the insert 3 is secured with cement 7 and shear screw 17. The seal between the housing 1 and the insert 3 is provided by the sealing ring 2. The shear screw 17 secures, the sealing ring 4 seals the valve seat 6 of the valve 8 to the insert 3.

Az 1 házban elhelyezett 11 zárószelep 5 tömítő elemmel elzárja a saru átfolyó szelvényét. A 11 zárószelep belső nyílá-1180826 sát 16 dugattyúház, 13 differenciáldugattyú, 14 dugattyú vezető perem, 15 szelep és a 10 tömítőgyűrű zárja el. Zárási helyzetet a 9 rugó és 12 rugó, valamint 18 szelepvezető biztosítja.The shut-off valve 11 in the housing 1 is closed by a sealing element 5 to block the flow-through section of the shoe. The inner opening 1180826 of the shut-off valve 11 is blocked by a piston housing 16, a differential piston 13, a piston guide flange 14, a valve 15 and a sealing ring 10. The closing position is provided by the spring 9, the spring 12 and the valve guide 18.

A felszerelt sarunak a béléscsővel együtt való beépítése 5 közben 19 vezetőkúp akadályozza meg a saru felülését a lyukfalon, illetve a saru eltömődését.During the installation of the fitted shoe with the liner 5, a guide cone 19 prevents the shoe from overheating the wall and blocking the shoe.

Működés az alábbi: a saru beépítése során a fúrólyukat feltöltő öblítőfolyadék nyomást fejt ki a 13 differenciáldugattyúra és azt a 9 rugó ellenében felfelé elmozdítja. A folyadék beáramlik a béléscsőbe mindaddig, míg a 13 differenciáldugattyú felső felületére ható folyadékoszlop nyomóereje egyenlő nem lesz az alsó felületre ható nyomóerővel. Ekkor a 15 szelep lezár. További béléscső beépítéskor a folyamat ismétlődik és a fúrólyuk a felületek arányából következő hányadnak megfelelő szintig automatikusan feltöltődik, majd a saru 13 differenciáldugattyúja lezár.Operation is as follows: During the installation of the shoe, the flushing fluid filling the borehole exerts pressure on the differential piston 13 and moves it upward against the spring 9. The liquid flows into the liner tube until the pressure of the liquid column acting on the upper surface of the differential piston 13 is equal to that of the lower surface. Then the valve 15 closes. When a further liner is installed, the process is repeated and the borehole is automatically filled to a level corresponding to the proportion of surfaces, and the differential piston 13 of the shoe is closed.

A beépítés befejezésekor a béléscsőben az öblítés szivatytyúzással megindítható, ekkor a 11 zárószelep kinyílik úgy, hogy a 11 zárószelep a 16 dugattyúház, a 13 differenciáldu- 20 gattyú és a 15 szelep lefelé együtt elmozdul és az áramlásnak teret biztosít. Az öblítőfolyadék és a cementtej a 20 furatokon keresztül jut a gyűrűstérbe.Upon completion of installation, flushing in the liner tube may be initiated by suction pumping, opening valve 11 so that valve 11 moves piston housing 16, differential piston 13 and valve 15 downwardly and provides space for flow. The flushing fluid and cement milk enter the annular space through the bores 20.

A cement elhelyezésének befejezésével a cement-iszap el- 25 választó dugó az előző béléscső rajzon nem jelölt felső végénél elhelyezett ütköző lemezben felülve elzárja a csőszelvényt, rögzítő ékeivel a zárt helyzetet a továbbiakban állandósítja.Upon completion of the cement placement, the cement slurry separator plug, when seated at the upper end of the liner not shown in the drawing, closes the pipe section and further secures the closed position with its locking wedges.

(Ezek az elemek a cementezés hagyományos részei, nem 30 képezik részét a találmánynak.) A lyuktöltés mértéke, illetve a saru zárási nyomása a dugattyúfelületek méretezésével meghatározható.(These elements are conventional parts of cementation and are not part of the invention.) The degree of hole filling and the closing pressure of the shoe can be determined by dimensioning the piston surfaces.

Üzemzavar (pl. a saru eltömődése) esetén a művelet során bármikor leválasztható iszapnyomással a saru belső rendszere, amikor elnyíródnak a 17 nyírószegek és a cementezés művelete elvégezhető.In the event of a malfunction (e.g., clogging of the shoe), the internal system of the shoe can be disconnected at any time during the operation by slurry pressure when shear nails 17 are sheared and the cementation operation can be performed.

A saru elfúrása a továbbfúrás során egyszerűbb, mint az ismert megoldásoknál, mert kevés alkatrészt tartalmaz és ezek fúrás közben való elfordulását a nyirószegek megaka10 dályozzák.The drilling of the shoe during drilling is simpler than in the prior art because it contains few parts and their rotation during drilling is controlled by the shear nails.

A találmány szerinti berendezés kielégíti a cementező sarukkal szemben támasztott szigorú követelményeket. Egy egysége ellátja a végsaru és a differenciálsaru lényeges funkcióit, ugyanakkor szerkezetileg egyszerű, ezért alkalmazása 15 gazdaságos. Legjelentősebb előnye azonban a biztonságos munkavégzés, ami leválaszthatóságából adódóan kiküszöböli az esetleges eldugulásból adódó, cementezés közbeni műszaki balesetet.The device according to the invention meets the stringent requirements for cementing joints. One unit performs the essential functions of the end and differential heels, while being structurally simple and therefore economical to use. Its most important advantage, however, is safe working, which, due to its detachability, eliminates the risk of a technical accident due to clogging during cementing.

Claims

Patent claims

A safety cementing shoe having a valve for a cone, a housing, a differential valve for a liner, characterized in that it comprises a double valve system consisting of a shut-off valve (11), piston housing (16), differential piston (13), valve (15) and springs (9 and 12). it is.

An embodiment of a cementing shoe according to claim 1, characterized in that it has a detachable valve (8) and has shear bolts (17) suitable for preventing displacement during drilling.