ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ МОДУЛЬ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована для спуска и последующего цементирования обсадной колонны в ствол скважины в процессе ее строительства. Модуль устанавливается в нижней части обсадной колонны при спуске ее в ствол скважины.
Одной из причин появления проблем при спуске обсадных колонн в горизонтальные скважины является несовершенство применяемых башмаков. При спуске обсадной колонны в горизонтальный участок (участок ствола с зенитным углом более 60 град.), происходит скопление невымытого шлама и обвалившейся породы перед башмаком колонны, что затрудняет ее прохождение по стволу скважины. Промывка не дает при этом достаточную очистку ствола из-за слабого потока, выходящего из промывочного отверстия башмака, что обусловлено значительными размерами отверстия. При спуске колонны без промывки шлам проникает через промывочное отверстие башмака обсадной колонны и забивает его, что приводит к неосуществимости дальнейшего удаления скопившейся породы, возникновению посадок при дальнейшем спуске колонны, а в конечном итоге к недопускам колонны на значительные расстояния.
Известен башмак БКМ, состоящий из металлической муфты с боковыми промывочными отверстиями и бетонной направляющей насадки с центральным отверстием. Недостатком конструкции БКМ является удаленность боковых отверстий в муфте башмака от направляющей пробки. Данная конструкция не позволяет вымывать скопившийся шлам из-под башмака при прохождении горизонтальных участков скважины. Центральное промывочное отверстие башмака имеет значительные размеры, что приводит к проникновению шлама в колонну и закупориванию башмака. Конструкция башмака не предусматривает возобновления циркуляции для обеспечения промывки ствола скважины и цементирования обсадной колонны после его закупоривания.
Известен патент №97764, в котором для надежной промывки ствола скважины при спуске обсадной колонны предлагается возможное выполнение боковых отверстий в башмаке, установленном в направляющей насадке. Это позволит обеспечить промывку и цементирование обсадной колонны как через центральное отверстие башмака, так и через боковые отверстия. Предлагаемое решение не учитывает возможные осложнения спуска колонны, вызванные забивкой основного и дополнительных отверстий башмака выбуренной и обвалившейся породы ствола скважины, и не предусматривает возобновления циркуляции для обеспечения промывки ствола скважины и цементирования обсадной колонны.
Известен патент №134574, в котором предлагается устройство для цементирования хвостовика, где для удаления излишков раствора используются диафрагмы, расположенные в установочной муфте и разрушающиеся при создании избыточного давления. После того, как диафрагмы удалены промывочная жидкость отмывает и удаляет излишки раствора, создавая прямую циркуляцию. По окончании промывки колонну труб и установочную муфту отсоединяют от корпуса, в нижней части которого расположен башмак и поднимают на поверхность. Данное решение применяется в интервале срезки цемента узлом расстыковки хвостовика и колонной труб, на которой спущен хвостовик и не предназначено для промывки ствола скважины при спуске с последующим цементированием обсадной колонны.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение надежности спуска, установки и цементирования обсадной колонны в осложненном стволе скважины.
Результат достигается за счет конструкции циркуляционного модуля, состоящего из направляющей насадки и мембранного предохранителя. Направляющая насадка с шестью радиальными и одним осевым по центру промывочными отверстиями позволяет обеспечить удаление выбуренной и обвалившейся породы, скапливающейся на нижней стенке горизонтального участка ствола скважины. Новизна полезной модели заключается в наличии мембранного предохранителя, в котором в случае осложнений спуска колонны, вызванных забивкой основного и дополнительных отверстий башмака выбуренной и обвалившейся породой ствола скважины, происходит резкое повышение давления, которое разрушает мембраны, установленные в корпусе мембранного предохранителя, что приводит к восстановлению циркуляции промывочной жидкости и продолжению спуска колонны.
Сущность полезной модели поясняется графическими изображениями, где на фиг. 1 показан продольный разрез циркуляционного модуля обсадной колонны в сборе. Циркуляционный модуль обсадной колонны состоит из направляющей насадки 1, наворачиваемой на корпус мембранного предохранителя 2, который наворачивается на патрубок 3 и через муфту 4 крепится к обсадной колонне. Конструкция направляющей насадки 1 предусматривает корпус муфтовой заготовки 5, в которой располагается цементная пробка 6 с промывочными отверстиями 7 - шесть радиальных и одним осевым по центру. Направляющая насадка 1 посредствам резьбового соединения наворачивается на корпус мембранного предохранителя 2, представляющий собой толстостенную трубу с конусной резьбой типа «Батресс» с одной стороны и муфтовой резьбой типа «Батресс» с другой. В корпусе мембранного предохранителя 2 выполнено шесть отверстий 8, в которых устанавливаются уплотнительная шайба 9, мембрана 10 и установочный винт 11. С целью обеспечения возможности захвата модуля специализированным инструментом в условиях буровой площадки, в мембранный предохранитель 2 наворачивается патрубок 3.
Циркуляционный модуль обсадной колонны работает следующим образом. При спуске эксплуатационной колонны в скважину спускается циркуляционный модуль, свинченный с обсадными трубами, обратный клапан, затем верхняя часть колонны. Во время спуска обсадной колонны через направляющую насадку 1 осуществляется циркуляция промывочной жидкости, в случае закупоривания промывочных отверстий 7 при расчетном внутреннем давлении в мембранном предохранителе 2 произойдет разрыв мембран 10, что приведет к возобновлению циркуляции и продолжении промывки ствола скважины через отверстия 8. После спуска и установки эксплуатационной колонны производится ее цементирование по принятой технологии, при этом циркуляционный модуль продолжает обеспечивать циркуляцию цементного раствора и технологических жидкостей.
Технико-экономическая или иная эффективность:
1. Повышение качества очистки ствола скважины в процессе спуска эксплуатационной колонны за счет применения мембранного предохранителя, срабатывающего при закупоривании направляющей насадки.
2. Обеспечение надежного спуска эксплуатационной колонны до проектного забоя.