БАШМАК КОЛОННЫЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и, в частности, к оборудованию для оснащения низа обсадной колонны.
Известен башмак колонный, включающий полый корпус, в верхней части которого выполнена муфтовая резьба обсадных труб, а в нижней части закреплена съемная направляющая насадка с осевым и радиальными отверстиями, выполненная из металла, например, чугуна или алюминия. (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению, т.3, стр.128-129, Москва, Недра 1995).
Недостатком данного башмака является определенная сложность при разбуривании, особенно современными долотами типа PDC, насадки из алюминия, обладающего вязкими свойствами, а насадки из чугуна после литья имеют внутренние каверны, которые не определяются известными приборами дефектоскопии. Такие насадки при спуске башмака в скважину могут разрушиться от боковых или осевых нагрузок и привести к осложнениям.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является башмак колонный, включающий полый корпус, в верхней части которого выполнена муфтовая резьба обсадных труб, а в нижней - внутренние кольцевые канавки и неразъемную направляющую насадку с осевым отверстием, сформированную из бетона совместно с нижней частью корпуса. (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению, т.3, стр.128-129, Москва, Недра 1995).
Недостаток конструкции данного башмака заключается в том, что при спуске обсадной колонны, особенно в наклонно-направленные скважины, такие башмаки от периодических ударов о стенки эксплуатационных колонн или открытого ствола, осевых и абразивных нагрузок быстро разрушаются, что приводит к серьезным осложнениям и дополнительным затратам по их устранению.
Техническим результатом полезной модели является повышение ударной прочности и износостойкости и улучшение разбуриваемости башмака колонного в скважине.
Необходимый технический результат достигается тем, что башмак колонный по варианту 1 включает полый корпус, в верхней части которого выполнена муфтовая резьба обсадных труб, а в нижней части последовательно сверху вниз выполнены, по крайней мере, одна внутренняя кольцевая канавка и одно радиальное отверстие, и направляющую насадку с осевым отверстием, при этом направляющая насадка сформирована из литьевого полимера, например полиацеталь или капролон, совместно с нижней частью корпуса и неразъемна с ним.
По варианту 2 башмак колонный включает полый корпус, в верхней и нижней частях которого выполнена муфтовая резьба обсадных труб, и направляющую насадку с осевым отверстием, при этом направляющая насадка выполнена из литьевого полимера, например полиацеталь или капролон, и соединена по муфтовой резьбе с нижней частью корпуса.
На фиг.1 изображен башмак колонный по варианту 1 в исходном положении; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 изображен башмак колонный по варианту 2 в исходном положении.
Башмак колонный по варианту 1 (фиг.1), в частном исполнении, состоит из полого корпуса 1, в верхней части которого выполнена муфтовая резьба 2 обсадных труб, а в нижней выполнены последовательно сверху вниз внутренние кольцевые канавки 3 и радиальные отверстия 4, и направляющей насадки 5 с осевым отверстием 6, которая сформирована из литьевого полимера, например, полиацеталь, капролон совместно с нижней частью корпуса 1 и неразъемна с ним.
Для улучшения процесса разбуривания насадки в нижней части корпуса 1 на торце могут быть выполнены радиальные пазы 7, которые заполнены литейным полимером при формировании насадки 5 совместно с корпусом 1.
Башмак колонный по варианту 2 (фиг.4) состоит из полого корпуса 1, в верхней и нижней частях которого выполнена соответственно муфтовая резьба 2 и 8 обсадных труб и направляющую насадку 5 с осевым отверстием 6, которая выполнена путем механической обработки или в специальной прессформе из литьевого полимера, например, полиацеталь или капролон и соединена по муфтовой резьбе 8 с нижней частью корпуса 1.
Для надежной промывки ствола скважины при спуске обсадной колонны в направляющей насадке 5 обоих вариантов могут быть выполнены боковые отверстия 9.
Башмак колонный работает следующим образом.
При креплении нефтяных и газовых скважин в открытый ствол спускается колонна обсадных труб, при этом на нижнем концевом участке первой обсадной трубы с помощью муфтовой резьбы 2 в корпусе 1 крепится башмак колонный (рис.1 и 4). Он предназначен для направления обсадной колонны по стволу скважины и защиты ее от повреждений при спуске и при этом к башмаку предъявляется целый ряд противоречивых технических требований:
- башмак должен быть устойчив к абразивному воздействию бурового и цементного растворов и обеспечивать промывку и цементирование обсадной колонны через центральное 6 и боковые 9 отверстия;
- башмак должен быть устойчив к осевым сжимающим нагрузкам;
- башмак должен быть устойчив к изгибающим нагрузкам;
- при обязательном соблюдении всех выше указанных требований башмак должен легко разбуриваться.
Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяет башмак колонный, в котором направляющая насадка 5 изготовлена из литейного полимера, например, полиацеталь или капролон. Эти материалы обладают высокими механическими свойствами и при этом хорошо разбуриваются современными долотами типа PDC, которые сейчас широко применяются при бурении и ремонте скважин.
После спуска обсадных труб с предлагаемым башмаком производится промывка ствола скважины и последующее ее цементирование через центральное 6 и боковые 9 отверстия направляющей насадки 5. После цементирования насадка 5 разбуривается долотом, при этом осевые нагрузки и крутящий момент от долота у башмаков по варианту 1 воспринимают кольцевые канавки 3, радиальные отверстия 4 и радиальные пазы 7, заполненные литейным полимером (рис.1, 2 и 3), а у башмаков по варианту 2 - муфтовая резьба 8 (рис.4). Это способствует более полному и быстрому разбуриванию направляющей насадки 5.