УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к технологии цементирования обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны, выполненное в виде подпружиненного обратного клапана тарельчатого типа, установленное на нижнем конце обсадной колонны, спускаемой в скважину (патент RU №2086752, МПК 6Е 21 В 33/14, опубл. в 1997 г.).
Недостатки устройства:
- необходимость долива скважины во время спуска обсадной колонны;
- при средних и высоких скоростях спуска обсадной колонны возможен гидроразрыв пластов;
- необходимость создания противодавления на устье скважины при промывке и закачке тампонажного раствора;
- отсутствует возможность изготовления всех деталей клапана из разбуриваемых материалов, что может усложнить дальнейшее углубление скважины.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (патент на полезную модель RU №42855, МПК 7Е 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.
Недостатками данной конструкции устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
во-вторых, много технологически сложных в изготовлении деталей, таких как патрубок, опорное кольцо, что требует больших финансовых и материальных затрат.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, а также снижение материальных и финансовых затрат на технологии изготовления устройства.
Указанная задача решается предлагаемым устройством для цементирования обсадной колонны в скважине, включающим «стоп-кольцо» в виде патрубка с кольцевым уступом вверху, герметично установленное в нижней муфте обсадной колонны опорное кольцо с возможностью телескопического взаимодействия с патрубком, срезной элемент, колонну промывочных труб, соединенную с патрубком.
Новым является то, что снизу обсадная колонна оснащена обратным клапаном, а патрубок выполнен полым и жестко соединен с колонной промывочных труб, при этом патрубок оснащен центральным отверстием снизу, а центральное отверстие опорного кольца выполнено с возможностью герметичного перекрытия патрубком, причем патрубок выше кольцевого уступа оснащен радиальными каналами, перекрытыми герметично расположенной полой втулкой, зафиксированной срезным элементом, при этом колонна промывочных труб снабжена продавочной пробкой, устанавливаемой в нее перед продавкой тампонажного раствора в заколонное пространство обсадной колонны.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.
Устройство для цементирования обсадной колонны 1 в скважине включает «стоп-кольцо» в виде заглушенного снизу патрубка 2 с кольцевым уступом 3 вверху, а также герметично установленное в нижней муфте 4 обсадной колонны 1 опорное кольцо 5, имеющее возможность телескопического взаимодействия с патрубком 2, а также колонну промывочных труб 6, соединенную с патрубком 2. Патрубок 2 выполнен полым и жестко соединен с колонной промывочных труб 6. Патрубок 2 оснащен центральным отверстием 7 снизу. Снизу обсадная колонна 1 оснащена обратным клапаном 8 любой известной конструкции. Центральное отверстие 9 опорного кольца 5 выполнено с возможностью герметичного перекрытия патрубком 2.
Патрубок 2 выше кольцевого выступа 7 оснащен радиальными каналами 10, перекрытыми герметично расположенной полой втулкой 11, зафиксированной срезным элементом 12. Колонна промывочных труб 6 снабжена продавочной пробкой 13, устанавливаемой в нее перед продавкой тампонажного раствора в заколонное
пространство 14 обсадной колонны 1. Нижняя муфта 4 и башмачная муфта 15 соединены между собой переходником 16 обсадной колонны 1. На нижнем конце башмачной муфты 15 установлена башмачная труба 17, имеющая сквозные отверстия 18.
Устройство работает следующим образом.
После подготовительных работ на скважине в нее на проектную глубину спускают обсадную колонну 1, оснащенную на нижнем конце башмачной трубой 17 с обратным клапаном 8, закрепленным в башмачной муфте 17, а также герметично установленным выше обратного клапана 8 в составе обсадной колонны 1 опорным кольцом 5.
Далее внутрь обсадной колонны 1 спускают колонну промывочных труб 6, оснащенную на конце патрубком 2 и полой втулкой 11, зафиксированной посредством срезного элемента 12 напротив радиальных каналов 10 патрубка 2.
Спуск колонны промывочных труб 6 в обсадную колонну 1 прекращают тогда, когда находящийся на конце колонны промывочных труб 6 патрубок 2 герметично вступит во взаимодействие с центральным отверстием 9 опорного кольца 5, при этом кольцевой уступ 3 патрубка 2 упрется сверху на опорное кольцо 5.
С устья скважины закачивают в колонну промывочных труб 6 расчетное количество тампонажного раствора, после этого на устье скважины в колонну промывочных труб 6 устанавливают продавочную пробку 13 и посредством продавочной жидкости продавливают продавочную пробку 13 вниз по колонне промывочных труб 6, при этом тампонажный раствор из колонны промывочных труб 6 продавливается сквозь центральное отверстие 9 опорного кольца 5 через переходник 16 обсадной колонны 1 и обратный клапан 8 через сквозные отверстия 18 башмачной трубы 17 в заколонное пространство 14 обсадной колоны 1, по которому поднимается вверх.
В определенный момент на манометре насосного агрегата закачивающего в колонну промывочных труб 6 продавочную жидкость падает давление, что свидетельствует о том, что продавочная пробка 13 из колонны промывочных труб 6 попала в патрубок 2, и вступив в контакт с полой втулкой 11 сдвинула последнюю вниз, при этом разрушился срезной элемент 12. Закачку продавочной жидкости в колонну промывочных труб продолжают до появления циркуляции на устье скважины, после чего давление в колонне промывочных труб 6 сбрасывают.
Далее колонну промывочных труб 6 с патрубком 2 на конце поднимают на поверхность, а скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента).
Предлагаемое устройство для цементирования обсадной колонны имеет простую конструкцию, кроме того, оно легко и дешево в изготовлении, что позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.