РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ НИЖНЯЯ ПРОБКА ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКОВ

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для разделения жидкостей в процессе цементирования хвостовиков в боковых стволах эксплуатационных скважин старого фонда.
Известна цементировочная нижняя пробка со сквозным отверстием, перекрытым в верхней части эластичной диафрагмой и эластичными манжетами, закрепленными на корпусе (см. Ж. «Нефтяное хозяйство», №1, 2002, с.20). Однако, применение такой пробки для повышения качества цементирования хвостовиков в боковых стволах скважин старого фонда не представляется возможным, поскольку она не способна проникнуть сквозь отверстие подвесной пробки, установленной на входе в хвостовик и сохранить уплотняющее свойство при давлении в бурильных и обсадных трубах. Кроме этого, пробка должна обеспечить продолжение нисходящего потока цементного раствора после посадки ее на кольцо «стоп» или проникновение сквозь него. Однако, последнее может создать угрозу выхода из строя обратного клапана в результате заклинивания запорного элемента частями пробки.
В зарубежной практике цементирования обсадных колонн ступенчатым способом применяют также разделительные цементировочные нижние пробки, снабженные специальными каналами или отверстиями в центральном стержне пробки для прохода цементного раствора в подпробочное пространство. На центральном стержне такой пробки закреплены эластичные манжеты (см. Halliburton sales and service catalog, 1963, c.38).
Слабым местом этих пробок является возникновение значительных гидропотерь в процессе нагнетания раствора через малые по диаметру отверстия в центральном стержне пробки. В ряде случаев это приводит к необходимости изменения режима нагнетания рабочих жидкостей в скважину, что иногда приводит к осложнениям при цементировании.
Задачей, решаемой заявленным устройством, является преодоление указанных недостатков известных технических решений.
Поставленная задача решается тем, что разделительная нижняя пробка для цементирования, выполненная в виде стержня с закрепленными на нем эластичными манжетами, комплектуется ловушкой в форме клетки, установленной под кольцом «стоп» в скважине, при этом диаметр пробки обеспечивает ее прохождение через бурильные трубы в хвостовик и через отверстие кольца «стоп» в ловушку, причем диаметр ловушки меньше диаметра обсадной трубы, что обеспечивает свободное движение раствора через отверстие кольца «стоп», минуя пробку в ловушке.
На представленных чертежах изображено: на фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - схема цементирования хвостовика с использованием заявляемого устройства.
Разделительная нижняя пробка для цементирования состоит из стержня 1, на котором закреплены эластичные манжеты 2 и пята 3, и комплектуется ловушкой 4, закрепленной на кольце «стоп» 5 с отверстием 6, установленном в хвостовике 7, в нижней части которого установлен обратный клапан 8 и направляющий башмак 9.
Ловушка 4 состоит, примерно, из четырех стоек 10, соединенных донышком 11 и кольцами 12.
Хвостовик 7 соединен посредством подвесного устройства 13 с колонной бурильных труб 14. Подвесное устройство 13 оборудовано подвесной пробкой 15.
Для разделения тампонажного раствора и продавочной жидкости применяется верхняя разделительная пробка 16.
Устройство работает следующим образом.
Разделительную нижнюю пробку для цементирования опускают в колонну бурильных труб 14 непосредственно перед нагнетанием в них тампонажного раствора. Под действием нагнетаемого цементного раствора нижняя пробка (положение А) перемещается по бурильным трубам 14. При этом движении манжеты 2 плотно прилегают к стенкам труб 14, что препятствует контакту цементного раствора с буровым, предотвращая их смешение. Благодаря малому диаметру стержня 1 нижняя пробка свободно проходит через отверстие подвесной пробки 15, установленной на штифтах в подвесном устройстве 13. Манжеты 2 при этом прижимаются к стержню 1, и пробка проходит в хвостовик 7, манжеты 2 вновь раскрываются под действием упругости и давления цементного раствора и нижняя пробка (положение Б) движется до кольца «стоп» 5, далее проходит через отверстие 6 и попадает в ловушку 4, препятствующую ее дальнейшему движению вниз и предотвращающую контакт нижней пробки с обратным клапаном 8, что в ряде случаев чревато серьезным осложнением в скважине. Пята 3 упирается в донышко 11, а стойки 10 ловушки 4 удерживают нижнюю пробку в положении В, при котором манжеты 2 не препятствуют прохождению цементного раствора вдоль стенок обсадной трубы хвостовика 7 через клапан 8 и башмак 9 в заколонное пространство.
Расчетное количество цементного раствора продавливается в хвостовик 7 верхней пробкой 16, перекрывающий отверстие в подвесной пробке 15, которая под действием давления освобождается от стопорных штифтов и движется вниз до кольца «стоп», перекрывая в нем отверстие. При этом давление в трубах резко возрастает, что определяет конец цементировочной операции.