УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для спуска, подвески и цементирования хвостовика.
Известно устройство для спуска и цементирования хвостовика, содержащее корпус с боковыми промывочными отверстиями, перекрытыми втулкой с уплотнениями на концах, закрепленной внутри корпуса с помощью срезных штифтов (SU №918418, 1980). Недостатком устройства является его ненадежность в работе, низкие технологические возможности.
Известно устройство для спуска и цементирования хвостовика, содержащее корпус, в котором на левой резьбе установлен ниппель с резьбой для присоединения бурильных или насосно-компрессорных труб. В ниппеле выполнены циркуляционные отверстия, перекрытые втулкой, закрепленной внутри ниппеля с помощью срезных штифтов. В корпусе установлена полая подвесная разделительная пробка (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению. T.1. Недра. 1985. С.338). Недостатком данного устройства является ненадежность его работы, низкие технологические возможности.
Задачей, поставленной перед полезной моделью, является повышение ее надежности и технологических возможностей.
Поставленная задача решается тем, что устройство для спуска и цементирования хвостовика содержит цилиндрический корпус, в котором на левой резьбе установлен ниппель с резьбой для присоединения бурильных
или насосно-компрессорных труб, при этом в ниппеле с возможностью их перекрытия выполнены циркуляционные отверстия, а в корпусе установлена полая подвесная разделительная пробка. Новым в устройстве является то, что циркуляционные отверстия перекрыты по наружной поверхности ниппеля внутренней поверхностью корпуса и выполнены выше левой резьбы, длина которой выполнена достаточной для частичного выворачивания ниппеля с открытием циркуляционных отверстий и удержания хвостовика в подвешенном состоянии. При этом корпус выполнен с жестким центратором, а в зоне размещения полой подвесной разделительной пробки в корпусе выполнены отверстия со съемными заглушками. На корпусе, в зоне отверстий со снятыми заглушками может быть установлен цилиндр, образующий с наружной поверхностью корпуса кольцевое пространство, в котором выше отверстий на срезных штифтах закреплен кольцевой гидравлический поршень, соединенный с клиновыми элементами подвески. Ниже отверстий на срезных штифтах закреплен другой кольцевой гидравлический поршень, взаимодействующий с эластичными элементами пакера.
На представленных чертежах изображено:
На фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - продавочная пробка, на фиг.3 - вид устройства с клиновым захватом и пакером.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного с жестким центратором 2. Корпус 1 с левой резьбой 3 соединен с ниппелем 4, в котором выполнены циркуляционные отверстия 5, перекрытые внутренней поверхностью корпуса 1. Внутри корпуса 1 установлена полая подвесная разделительная пробка 6, закрепленная на ниппеле 4 с помощью срезных штифтов 7. В зоне размещения подвесной разделительной пробки 6 в корпусе 1 выполнены отверстия 8 со съемными заглушками.
Устройство, представленное на фиг.3 дополнительно содержит установленный коаксиально с корпусом 1 цилиндр 9, образующий с
корпусом 1 гидроцилиндр, в котором выше отверстий 8 со снятыми заглушками на срезных штифтах 10 закреплен кольцевой гидравлический поршень 11, соединенный с клиновой подвеской 12. Ниже отверстий 8 со снятыми заглушками на корпусе 1 внутри цилиндра 9 на срезных штифтах 13 закреплен другой гидравлический кольцевой поршень 14, взаимодействующий с эластичными элементами пакера 15. На нижнем конце корпуса 1 выполнена присоединительная резьба 16 для присоединения обсадных труб хвостовика.
Устройство работает следующим образом. В муфту последней трубы хвостовика с помощью присоединительной резьбы 16 вворачивают заявленное устройство (см. фиг.1), к ниппелю 4 которого присоединена, например, колонна насосно-компрессорных труб (НКТ). Спускают хвостовик в скважину, например, до забоя, промывают скважину и приступают к цементированию хвостовика. В скважину последовательно закачивают расчетное количество буферной жидкости и цементного раствора, спускают продавочную пробку (см. фиг.2), которая при прохождении внутри корпуса 1 входит в корпус полой подвесной пробки 6, срезаются удерживающие ее штифты 7 и пробки совместно транспортируются на забой, вытесняя цементный раствор в затрубное пространство. Сразу после получения «стоп» и определения герметичности обратного клапана в колонне труб создают давление 4-5 МПа и правым вращением производят частичное разъединение устройства (частичное извлечение ниппеля 4 из корпуса 1) до открытия циркуляционных отверстий 5, падения давления в колонне и восстановления циркуляции промывочной жидкости. С помощью колонны НКТ хвостовик приподнимают над забоем и удерживают на весу до конца схватывания цемента, одновременно вымывая через отверстия 5 цементный раствор из скважины, поднятый выше устройства. После схватывания цемента колонну НКТ отсоединяют от устройства и поднимают на поверхность, а хвостовик остался подвешенным на цементном камне.
При осложненных условиях в скважине (например, пологие и горизонтальные) для исключения возможного прихвата колонны труб (НКТ или бурильных) остающимся в скважине цементным раствором и герметизации межтрубного пространства используют устройство в сборе с клиновой подвеской 12, и эластичным пакером 15 и с открытыми отверстиями 8 (см. фиг.3).
Приводом клиновой подвески 12 и эластичного пакера 15 является образованный цилиндром 9 и корпусом 1 гидроцилиндр с двумя кольцевыми поршнями 11 и 14, движущимися в противоположные стороны.
После спуска и промывки хвостовика приступают к закачке цементного раствора. Первоначально доступ к гидравлическому приводу клиновой подвески 12 и пакера 15 перекрыт подвесной пробкой 6, закрепленной на ниппеле 4 устройства. После того, как давление, действующее на продавочную пробку, разрушило срезные штифты 7 подвесной пробки 6 и переместило обе пробки, открывается доступ через отверстия 8 к гидравлическому приводу клиновой подвески 12 и пакера 15. Давление срабатывания поршней 11 и 14 привода задается прочностью срезных штифтов 10 и 13. При получении давления «стоп» в колонне создается избыточное давление, которое передается на поршни 11 и 14 привода клиновой подвески 12 и пакера 15. Срезные штифты 10 и 13 подобраны таким образом, что вначале срабатывает поршень клиновой подвески 12, начиная перемещать ее вверх до тех пор, пока хвостовик не окажется заклиненным между обсадной трубой и подвешенным на ней, после чего дополнительным повышением давления срезаются штифты 13 и поршень 14, перемещаясь вниз, воздействует на эластичный элемент пакера 15 в результате чего происходит запакеровка кольцевого пространства между устройством и стенками обсадной трубы (скважины).