УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к технологии цементирования дополнительных обсадных колонн в скважине.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (патент на полезную модель RU №42855, МПК 7 Е 21 В 33/14, опубл. в бюл. №35 от 20.12.2004 г.), включающее «стоп-кольцо» в виде заглушенного снизу патрубка с продольными и радиальными каналами с кольцевым уступом и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте установлено опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых выходят в продольные пазы патрубка и имеют в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, при этом сверху на внутренней поверхности патрубка выполнена кольцевая выборка, а колонна промывочных труб оснащена жесткими центраторами и на конце снабжена ниппелем, имеющим кольцевой упор и наружную кольцевую проточку с кольцевой выборкой, в которой установлено стопорное разрезное кольцо, причем наружная цилиндрическая проточка ниппеля равна внутреннему диаметру патрубка, при этом в рабочем положении уступ ниппеля взаимодействует с верхним торцом патрубка, а кольцевая выборка патрубка - со стопорным разрезным кольцом ниппеля.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (патент на полезную модель RU №52439, МПК 7 Е 21 В 33/14, опубл. в бюл. №9 от 27.03.2006 г.), включающее опорное кольцо, установленное в нижней муфте, башмак, колонну промывочных труб с жестким центратором и ниппелем на конце, стопорное разрезное кольцо, срезные элементы, при этом колонна промывочных труб снизу снабжена сквозными отверстиями, а на внутренней поверхности в нижней части опорного кольца выполнена кольцевая расточка, при этом внутренний диаметр опорного кольца равен наружному диаметру обратного клапана, которым посредством срезных элементов снизу оснащен ниппель, причем на наружной поверхности обратного клапана выполнена кольцевая проточка, в которой размещено стопорное разрезное кольцо, имеющее возможность взаимодействия с кольцевой расточкой опорного кольца, кроме того, в транспортном положении на наружных поверхностях колонны промывочных труб ниже сквозных отверстий ниппеля и обратного клапана посредством срезного винта закреплена полая втулка, взаимодействующая изнутри со стопорным разрезным кольцом и имеющая возможность
осевого перемещения вверх по наружной поверхности колонны труб до упора в жесткий центратор в рабочем положении, при этом устройство выше опорного снабжено верхней муфтой, в которой установлено дополнительное опорное кольцо с дополнительным обратным клапаном, выполненным в виде эластичного элемента, закрепленного на периферии к нижнему торцу дополнительного опорного кольца, причем дополнительное опорное кольцо снизу оснащено кольцевой выборкой, в которой в транспортном положении закреплена упорная пластинка, выполненная с ослабленным сечением, пропускающая жидкость снизу вверх и разрушаемая в рабочем положении, причем нижняя и верхняя муфты соединены патрубком.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
во-вторых, не возможно провести опрессовку обсадной колонны перед ее цементированием без спуска дополнительного опрессовочного оборудования (например, пакера).
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также возможность проведения опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования.
Указанная задача решается предлагаемым устройством для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны в скважине, включающим опорное кольцо, башмак, колонну промывочных труб со сквозными отверстиями снизу и с жестким центратором сверху, а также ниппелем на конце, срезные элементы.
Новым является то, что в опорное кольцо ввернут заглушенный снизу стакан, снабженный радиальными отверстиями, ниже которых в стакане выполнена внутренняя цилиндрическая выборка, при этом радиальные отверстия стакана герметично перекрыты изнутри шибером, зафиксированным в исходном положении срезными элементами, причем нижний торец ниппеля имеет возможность взаимодействия с верхним торцом шибера, причем в рабочем положении шибер имеет возможность осевого перемещения вниз до упора в заглушенный снизу стакан.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в исходном положении.
Устройство для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны 1 в скважине включает опорное кольцо 2, ввернутое в башмак 3, который в свою очередь ввернут на нижний конец дополнительной обсадной колонны 1. В компоновке башмака 3
может быть установлен обратный клапан любой известной конструкции (на фиг. не показано).
Устройство также содержит колонну промывочных труб 4, в качестве которой используется колонна насосно-компрессорных труб. Колонна промывочных труб 4 снабжена сквозными отверстиями 5 снизу и с жестким центратором сверху (на фиг. не показано). На нижний конец колонны промывочных труб 4 навернут ниппель 6. В опорное кольцо 2 ввернут заглушенный снизу посредством заглушки 7 стакан 8, снабженный радиальными отверстиями 9, ниже которых в стакане 8 выполнена внутренняя цилиндрическая выборка 10.
Радиальные отверстия 9 стакана 8 герметично посредством уплотнительных колец 11 перекрыты изнутри шибером 12, зафиксированным в исходном положении срезными элементами 13. Нижний торец ниппеля 6 имеет возможность взаимодействия с верхним торцом шибера 12. В рабочем положении шибер 12 имеет возможность осевого перемещения вниз до упора в заглушенный снизу стакан 8.
С целью исключения эффекта поршневания в процессе работы устройства ниппель 7 снизу оснащен каналом 14.
Устройство работает следующим образом.
Перед спуском устройства в скважину производят его монтаж. Для этого сначала в башмак 3 наворачивают опорное кольцо 2. После чего в опорное кольцо 2 вворачивают заглушенный снизу стакан 8, снабженный радиальными отверстиями 9, которые герметично посредством уплотнительных колец 11 перекрывают изнутри шибером 12, которое фиксируют срезными элементами 13 относительно стакана 8.
Далее собранную компоновку наворачивают на нижний конец дополнительной обсадной колонны 1, которую спускают в изношенную обсадную колонну (на фиг. не показано) скважины.
После спуска дополнительной обсадной колонны 1 в запланированный интервал скважины верхний конец дополнительной обсадной колонны 1 крепят на колонном фланце (на фиг. не показано), после чего производят обвязку верхнего конца дополнительной обсадной колонны 1 с насосным агрегатом и заполняют дополнительную обсадную колонну 1 технологической жидкостью.
Производят опрессовку дополнительной обсадной колонны 1 на давление, указанное в плане работ, после чего давление стравливают. Убедившись в герметичности дополнительной обсадной колонны 1, начинают ее цементирование.
С этой целью в дополнительную обсадную колонну 1 спускают колонну промывочных труб 4, снабженную на конце ниппелем 6. Спуск колонны промывочных
труб 4 в дополнительную обсадную колонну 1 продолжают до тех пор, пока ниппель 6 своим нижним торцом не упрется в верхний торец шибера 12, при этом жесткий центратор центрирует колонну промывочных труб 4 относительно дополнительной обсадной колонны 1.
Далее колону промывочных труб 4 полностью разгружают на шибер 12, при этом разрушаются срезные элементы 13 и шибер 12 перемещается вниз до упора в заглушенный снизу стакан 8 и располагается напротив внутренней цилиндрической выборки 10 стакана 8, занимая рабочее положение, при этом внутреннее пространство дополнительной обсадной колонной 1 радиальными отверстиями 9 стакана 8 гидравлически сообщается с внутренним пространством башмака 3 и заколонным пространством скважины (на фиг. не показано), перепуская технологическую жидкость сверху вниз.
Далее приподнимают колонну промывочных труб вверх на 1-1,5 метра. Герметизируют устье скважины между дополнительной обсадной колонной 1 и колонной промывочных труб 4. Производят цементирование дополнительной обсадной колонны 1 по колонне промывочных труб 4 через ее сквозные отверстия 5 по стакану 8 и через радиальные отверстия 9 последнего и башмачную трубу 3 в заколонное пространство скважины.
После цементирования скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента).
Предлагаемое устройство для опрессовки и цементирования дополнительной обсадной колонны в скважине имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведение опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования позволяет сократить общее время на ремонт скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые затраты.