УЗЕЛ ЗАЛИВОЧНЫЙ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОЛОНН

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин, обсадные колонны которых пришли в негодность. Позволяет производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования, с сохранением герметичности.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны, (аналог) (1), патент РФ №2086752, E21B, дата подачи заявки 15.02.1995, опубликовано 10.08.1997, выполненное в виде подпружиненного обратного клапана тарельчатого типа, установленное на нижнем конце обсадной колонны, спускаемой в скважину. Недостатками устройства являются необходимость создания противодавления на устье скважины при промывке и закачке цементного раствора, отсутствие возможности изготовления всех деталей клапана из легко-разбуриваемых материалов, что усложняет дальнейшее углубление скважины.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (аналог) (2), патент РФ №2271437 E21B 33/14, дата подачи заявки 17.09.2004, опубликовано 10.03.2006. Устройство включает "стоп-кольцо" в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу. К нему в нижней муфте обсадной колонны телескопически установлено нижнее опорное кольцо. Последнее имеет в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, и снабжено срезными элементами. Свободные концы последних входят в продольные пазы патрубка. Согласно изобретению устройство снабжено верхним опорным кольцом, выполненным с кольцевой расточкой на внутренней поверхности и установленным в верхней муфте. Внутренний диаметр последнего равен наружному диаметру заглушки. Заглушка расположена на нижнем конце промывочных труб и выполнена в виде двух телескопически соединенных деталей, верхняя из которых жестко связана с промывочными трубами, нижняя соединена с верхней деталью срезными элементами и снабжена фиксатором на наружной поверхности. Над заглушкой имеются радиальные каналы, соединяющие внутреннюю полость промывочных труб с межколонным пространством. Нижняя и верхняя муфты соединены патрубком. Недостатком устройства является большая вероятность размыва сопрягаемых (уплотняемых) поверхностей круговой циркуляцией тампонажного раствора при прохождении раствора через устройство, что приведет к недостаточной герметизации этих поверхностей и возможному проходу раствора во внутрь обсадной колонны и большие затраты времени на промывку и проработку.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны в скважине (аналог) (3), патент РФ №43583 E21B 33/14, начало действия патента 05.10.2004, опубликовано 27.01.2005. Устройство представляет из себя «стоп-кольцо» в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами, телескопически к которому в нижней муфте установлено опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы. Над «стоп-кольцом» установлен клапан, эластичный элемент которого с одной стороны закреплен к нижней части опорного кольца обратного клапана, а другой стороной опирается на упорную пластинку, прикрепленную к опорному кольцу обратного клапана. Недостатками устройства являются сложность конструкции, низкая надежность, большие затраты времени на промывку и проработку.
Известно устройство для цементирования обсадной колонны в скважине, (прототип) (4), патент RU №44348 E21B 33/14, начало действия патента 05.11.2004, опубликовано 10.03.2005. Устройство включает хвостовик со спущенной в него колонной НКТ. С хвостовиком соединены клапанный узел и башмак с фильтром. Сверху хвостовик через разъединитель с левой резьбой соединен с подъемными трубами, с помощью которых устройство спускается в скважину и через которые затем производится цементирование хвостовика. После цементирования поворотом вправо подъемные трубы отсоединяются от хвостовика. Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к строительству и ремонту скважин с использованием цементируемых хвостовиков значительной длины. Недостатками устройства являются сложность конструкции, невозможность дальнейшего углубления скважины, обусловленная наличием каленых деталей в конструкции клапанов и большие затраты времени на промывку и проработку.
Технической задачей полезной модели является повышение технологичности и надежности узла заливочного при цементировании дополнительных колонн.
Цель предлагаемой полезной модели узла заливочного для цементирования дополнительных колонн достигается тем, что устройство узла заливочного, состоящее из двух частей - нижней и верхней, содержащее обратный клапан, заливочную и очистительную пробку, изготовленные из легко-разбуриваемых материалов, позволяет производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования, с сохранением герметичности, не нарушается технология ремонтно-изоляционных работ, а именно - проверка свободного хода перед началом закачки цементного раствора, снижается риск аварий при больших углах наклона скважин, когда затруднен отворот. Конструкция заливочной и очистительной пробок позволяет более тонко осуществлять очистку колонны бурильных труб, а также дополнительной колонны от цементного раствора. При этом разбуриваемые детали жестко закреплены относительно корпуса оборудования и защищены от проворота, что сокращает время разбуривания.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, решается узлом заливочным для цементирования дополнительных колонн, состоящим из двух частей - нижней и верхней, содержащим обратный клапан, заливочную и очистительную пробку, изготовленные из легко-разбуриваемых материалов. Нижняя часть присоединена к нижнему концу дополнительной колонны и включает в себя упор-башмак, в котором выполнены заливочные отверстия, и обратный клапан, соединенный с упором-башмаком патрубком. При этом разбуриваемые детали жестко закреплены относительно корпуса оборудования и защищены от проворота, что сокращает время разбуривания. Обратный клапан содержит фиксатор очистительной пробки, которая после фиксации, совместно с обратным клапаном, выполняет роль стоп-кольца. Верхняя часть узла заливочного в свою очередь состоит из наружной части, присоединенной посредством муфты к верхнему концу дополнительной колонны и содержащей полированную втулку с лево -правым переводником и адаптером, и внутренней части. Внутренняя часть включает в себя очистительную пробку с набором манжет и шевронов, фиксатором для фиксации в ней заливочной пробки и наконечником с замком, срезную муфту со срезными штифтами и ниппель с уплотнительными элементами, присоединенный посредством муфты и патрубка к ответному лево-правому переводнику, что позволяет производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования с сохранением герметичности и снижает риск аварий при больших углах наклона скважин, когда затруднен отворот. Заливочная пробка содержит набор манжет, шевронов и наконечник. Сопрягаемые детали устройства снабжены уплотнительными кольцами.
Полезная модель узла заливочного для цементирования дополнительных колонн позволяет производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования с сохранением герметичности, не нарушается технология ремонтно-изоляционных работ, а именно - проверка свободного хода перед началом закачки цементного раствора, снижается риск аварий при больших углах наклона скважин, когда затруднен отворот. Конструкция заливочной и очистительной пробок позволяет более тонко осуществлять очистку колонны бурильных труб а также дополнительной колонны от цементного раствора в процессе цементирования, что значительно сокращает время и затраты на проработку дополнительной колонны, так как она очищена от цементного раствора и промывка дополнительной колонны не требуется. Наличие адаптера в наружной части верхней части узла заливочного облегчает проход инструмента, приборов и оборудования в полированную втулку. Использование обратного клапана с фиксатором для очистительной пробки, выполняющей роль стоп-кольца, совместно с обратным клапаном, гарантирует герметичность устройства и повышает технологичность узла заливочного. Все это в совокупности приводит к значительной экономии материальных и трудовых ресурсов, а также к безаварийности работ.
На фиг. 1 в продольном разрезе представлена верхняя часть узла заливочного для цементирования дополнительных колонн.
На фиг. 2 в продольном разрезе представлена нижняя часть узла заливочного.
Узел заливочный состоит из двух частей - нижней (фиг. 2) и верхней (фиг. 1). Нижняя часть (фиг. 2) присоединена к нижнему концу дополнительной колонны 11 и включает в себя упор-башмак 1, в котором выполнены заливочные отверстия 3, обратный клапан 4, соединенный с упором-башмаком 1 патрубком 2. Обратный клапан 4 содержит фиксатор 5 очистительной пробки 15, которая после фиксации выполняет роль стоп-кольца, петлю 6, рычаг 7, шайбу 8, уплотнитель 9 и пробку 10. Верхняя часть узла заливочного (фиг. 1) в свою очередь также состоит из наружной части, присоединенной посредством муфты 12 к верхнему концу дополнительной колонны 11 и содержащей полированную втулку 13 с лево-правым переводником 14, адаптером 31, и внутренней части. Внутренняя часть включает в себя очистительную пробку 15 с набором манжет 16 и шевронов 17, фиксатором 20 для фиксации в ней заливочной пробки 15 и наконечником 18 с замком 19, срезную муфту 21 со срезными штифтами 22 и ниппель 23, присоединенный посредством муфты 24 и патрубка 25 к ответному лево - правому переводнику 26. Заливочная пробка 27 содержит набор манжет 28, шевронов 29 и наконечник 30. Заливочная пробка 27 (фиг. 1), очистительная пробка 15 (фиг. 1) и детали обратного клапана 4 (фиг. 2) изготовлены из легко-разбуриваемого материала. При этом разбуриваемые детали жестко закреплены относительно корпуса оборудования и защищены от проворота, что сокращает время разбуривания. Сопрягаемые детали устройства снабжены уплотнительными элементами 32 (фиг. 1).
Устройство узла заливочного для цементирования дополнительных колонн работает следующим образом.
После подготовки скважины, в нее на забой на колонне бурильных труб (на чертеже не показано) спускают дополнительную колонну 11 (фиг. 1, фиг. 2), на нижнем конце которой установлена нижняя часть узла заливочного (фиг. 2) с упором-башмаком 1. К верхнему концу дополнительной колонны 11 (фиг. 1) присоединена верхняя часть узла заливочного, состоящая из соединенных между собой посредством лево-правых переводников 14 и 26 наружной и внутренней частей. После установки упора - башмака 1 (фиг. 2) на забой отворотом вправо отсоединяют внутреннюю часть верхней части узла заливочного от наружной (фиг. 1) и ходом колонны вверх - вниз по весу проверяют факт отсоединения. Наружная и внутренняя части остаются загерметизированными (фиг. 1) посредством ниппеля 23 и полированной втулки 13. В колонну бурильных труб закачивают необходимый объем цементного раствора и производят продавку цементного раствора заливочной пробкой 27 (фиг. 1) до фиксации ее в фиксаторе 20 очистительной пробки 15. При этом происходит очистка колонны бурильных труб от цементного раствора в процессе цементирования. Далее созданием давления в колонне бурильных труб срезаются срезные штифты 22 в срезной муфте 21 и по дополнительной колонне 11 (фиг. 1, фиг. 2) проталкивается очистительная пробка 15 (фиг. 1) с зафиксированной в ней заливочной пробкой 27 (фиг. 1) до фиксации ее в фиксаторе 5 (фиг. 2) обратного клапана 4, тем самым, выполняя роль стоп-кольца, перекрывая отверстие в обратном клапане 4. При этом происходит очистка дополнительной колонны 11 (фиг. 1, фиг. 2) от цементного раствора. Обратный клапан 4 (фиг. 2) исключает обратный переток цементного раствора в процессе цементирования. Далее производят подъем колонны бурильных труб (на чертеже не показано), с предварительно отсоединенными срезной муфтой 21 (фиг. 1), ниппелем 23, муфтой 24, патрубком 25 и ответным лево - правым переводником 26, до необходимой глубины и производят промывку бурильных труб и основной колонны от возможных остатков цементного раствора. Затем осуществляют подъем на поверхность колонны бурильных труб с указанными выше составными частями узла заливочного. В скважине остается дополнительная колонна 11, на нижнем конце которой установлена нижняя часть узла заливочного с зафиксированной в обратном клапане 4 очистительной пробкой 15 и заливочной пробкой 27, и наружная часть верхней части узла заливочного, состоящая из присоединенной посредством муфты 12 к верхнему концу дополнительной колонны 11 полированной втулки 13 с лево - правым переводником 14 и адаптером 31. После ОЗЦ (ожидание затвердения цемента) скважину сдают в эксплуатацию.
Новым является то, что предлагаемая полезная модель узла заливочного для цементирования дополнительных колонн позволяет производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования с сохранением герметичности, не нарушается технология ремонтно-изоляционных работ, а именно - проверка свободного хода перед началом закачки цементного раствора, снижается риск аварий при больших углах наклона скважин, когда затруднен отворот. Конструкция заливочной и очистительной пробок позволяет более тонко осуществлять очистку колонны бурильных труб, а также дополнительной колонны от цементного раствора в процессе цементирования, что значительно сокращает время и затраты на проработку дополнительной колонны, так как она очищена от цементного раствора и промывка дополнительной колонны не требуется. В предлагаемой полезной модели узла заливочного, содержащего обратный клапан, заливочную и очистительную пробку, изготовленные из легко-разбуриваемых материалов, обратный клапан содержит фиксатор очистительной пробки, которая после фиксации выполняет роль стоп-кольца совместно с обратным клапаном. При этом разбуриваемые детали жестко закреплены относительно корпуса оборудования и защищены от проворота, что сокращает время разбуривания. Новым также является то, что верхняя часть узла заливочного состоит из наружной части, присоединенной посредством муфты к верхнему концу дополнительной колонны и содержащей полированную втулку с лево - правым переводником и адаптером, и внутренней части. Наличие адаптера в наружной части верхней части узла заливочного облегчает проход инструмента, приборов и оборудования в полированную втулку. Внутренняя часть включает в себя очистительную пробку с фиксатором для фиксации в ней заливочной пробки и наконечником с замком, и ниппель, присоединенный посредством муфты и патрубка к ответному лево - правому переводнику.
Технологический и технический результаты при использовании полезной модели узла заливочного для цементирования дополнительных колонн достигаются за счет возможности производить механическое отсоединение верхней части узла заливочного от дополнительной колонны до начала цементирования с сохранением герметичности, не нарушается технология ремонтно-изоляционных работ, а именно - проверка свободного хода перед началом закачки цементного раствора, снижается риск аварий при больших углах наклона скважин, когда затруднен отворот. Конструкция заливочной и очистительной пробок позволяет более тонко осуществлять очистку колонны бурильных труб, а также дополнительной колонны от цементного раствора в процессе цементирования, что значительно сокращает время и затраты на проработку дополнительной колонны, так как она очищена от цементного раствора и промывка дополнительной колонны не требуется. Наличие адаптера в наружной части верхней части узла заливочного облегчает проход инструмента, приборов и оборудования в полированную втулку. Использование обратного клапана с фиксатором для очистительной пробки, выполняющей роль стоп-кольца, совместно с обратным клапаном, гарантирует герметичность устройства и повышает технологичность узла заливочного.
Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет экономии времени и затрат на промывку и проработку дополнительной колонны.
Использованная литература.
1. Патент RU №2086752, E21B, дата подачи заявки 15.02.1995, опубликовано 10.08.1997
2. Патент RU №2271437 E21B 33/14, дата подачи заявки 17.09.2004, опубликовано 10.03.2006.
3. Патент RU №43583 E21B 33/14, начало действия патента 05.10.2004, опубликовано 27.01.2005.
4. Патент RU №44348 E21B 33/14, начало действия патента 05.11.2004, опубликовано 10.03.2005.