УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКА В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к строительству и ремонту скважин, в том числе и наклонно-направленных.
Известно «Устройство для цементирования хвостовика в скважине» (патент РФ №2289677, Е21В 33/14, опубл. Бюл. 35 от 20.12.2006 г.), включающее хвостовик со спущенной в него колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) ограниченной длины, разъединитель в виде переводника, соединенный верхней частью с подъемными трубами, а нижней с НКТ ограниченной длины, снабженный наружной левой резьбой для соединения через муфту с верхним концом хвостовика, и башмак с проходным каналом и муфтой, при этом оно снабжено пакерующим узлом, состоящим из корпуса, жестко установленной в нем верхней упорной втулкой, цилиндрической эластичной манжетой с кольцевыми внутренними канавками, опирающейся снизу в подвижную внутреннюю втулку, между торцом которой и ниже расположенной подвижной наружной втулкой установлено пружинное стопорное кольцо с насечками, а на корпусе выполнены насечки противоположного направления; подвижная наружная втулка снабжена срезными винтами, расположенными в продольных пазах корпуса и соединенными другими концами меньшего диаметра с направляющей втулкой, установленной внутри корпуса и соединенной с ним срезными элементами; корпус пакерующего узла нижней частью соединен с заливочной муфтой, снабженной радиальными каналами, которая в свою очередь, соединена с перфорированным участком хвостовика, а последний - с башмаком; колонна НКТ ограниченной длины через ступенчатый переводник соединена с ниппелем, представляющим собой патрубок с радиальными каналами в средней части, перекрытыми в исходном состоянии седлом, патрубок снабжен уплотнительными элементами выше и ниже радиальных каналов, поджатыми гайками; ниппель в нижней части соединен с наконечником; в муфте, соединяющей башмак с перфорированным участком хвостовика, установлена опорная втулка с центральным проходным каналом, через который пропущен наконечник, снабженная срезными винтами, которые на участке меньшего диаметра соединены с нижней поджимной гайкой ниппеля.
Недостатками данной конструкции являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, трудоемкость изготовления и сборки;
- в-третьих, сложность технологического процесса ее применения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для цементирования хвостовика в скважине» (патент на полезную модель №44348, Е21В 33/14, опубл. Бюл. №7 от 10.03.2005 г.), включающее хвостовик со спущенной в него колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) ограниченной длины и разъединитель в виде переводника, соединенной верхней частью с подъемными трубами, клапанный узел, соединенный с нижней частью хвостовика и состоящий из верхнего и нижнего корпусов, связанных между собой срезными элементами, в которых установлены друг над другом два подпружиненных обратных клапана, причем нижний корпус установлен внутри верхнего с возможностью ограниченного продольного перемещения и снабжен радиальными каналами, сообщающими внутреннее пространство устройства с зоной скважины; разъединитель снабжен наружной левой резьбой для соединения с верхним концом хвостовика, а нижней частью разъединитель соединен с колонной НКТ, которая несколько короче хвостовика, при этом клапанный узел снизу соединен с башмаком, снабженным фильтром.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, не контролируемый процесс отворота левого переводника после проведения заливки хвостовика цементным раствором, кроме того, иногда практически невозможно произвести отворот левого переводника из-за большого набора кривизны зенитного угла скважины;
- во-вторых, поскольку из-за кривизны скважины невозможно произвести отворот левого переводника с колонной НКТ, то для гарантированного отворота требуется завоз бурильных труб, рабочей трубы квадратного сечения («квадрат»), устьевого гидравлического ротора, что ведет к увеличению времени ремонта скважины и, как следствие, дополнительным материальным и финансовым затратам;
в-третьих, невозможно спрессовать клапанный узел после спуска его в скважину.
Задачей полезной модели является возможность гарантированного срабатывания разъединителя (отсоединения колонны НКТ от хвостовика) независимо от кривизны зенитного угла скважины, а также возможность опрессовки клапанного узла и хвостовика в скважине.
Поставленная задача решается устройством для цементирования хвостовика в скважине, включающим хвостовик, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), разъединитель, соединяющий между собой верхнюю часть хвостовика и нижнюю часть колонны НКТ, клапанный узел, соединенный с нижней частью хвостовика и состоящий из верхнего и нижнего корпусов, в которых установлены друг над другом два подпружиненных обратных клапана, при этом клапанный узел снизу соединен с башмаком и снабжен фильтром.
Новым является то, что разъединитель выполнен в виде стыковочного узла, состоящего из верхней воронки с прорезями и внутреннего освобождающегося ловителя, установленного на конце колонны НКТ, причем фиксаторы внутреннего освобождающегося ловителя размещены в прорезях воронки, при этом разъединение стыковочного узла происходит путем сбрасывания с устья скважины внутрь колонны НКТ шара и создания гидравлического давления в колонне НКТ с последующим ее извлечением вместе с внутренним освобождающимся ловителем, при этом перед закачкой цементного раствора в хвостовик спускается колонна заливочных труб, оснащенная ниппелем, имеющим возможность герметичного взаимодействия с воронкой стыковочного узла, причем выше клапанного узла хвостовик оснащен опрессовочным узлом, состоящим из опрессовочного седла и извлекаемой опрессовочной пробки.
На фигуре 1 схематично изображено предлагаемое устройство перед разъединением стыковочного узла.
На фигуре 2 схематично изображено предлагаемое устройство после разъединения стыковочного узла и извлечения опрессовочной пробки.
На фигуре 3 схематично изображено предлагаемое устройство в процессе закачки цементного раствора.
Устройство для цементирования хвостовика в скважине состоит из хвостовика 1 (см. фиг.1), колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, разъединителя 3, соединяющего между собой верхнюю часть хвостовика 1 и нижнюю часть колонны НКТ 2.
Клапанный узел 4 соединен с нижней частью хвостовика 1 и состоит из верхнего 5 и нижнего 6 корпусов, в которых установлены друг над другом два подпружиненных обратных клапана 7 и 8 соответственно, при этом клапанный узел 4 снизу соединен с башмаком 9, оснащенным фильтром 10, причем на нижний конец башмака 9 навернута алюминиевая заглушка 11.
Разъединитель 3 выполнен в виде стыковочного узла, состоящего из верхней воронки 12 с прорезями 13 (см. фиг.2) и внутреннего освобождающегося ловителя 14 (см. фиг.1), установленного на конце колонны НКТ 2.
Фиксаторы 15 внутреннего освобождающегося ловителя 14 размещены в прорезях 13 воронки 12. Разъединение стыковочного узла происходит путем сбрасывания с устья скважины внутрь колонны НКТ 2 шара (на фиг.1, 2, 3 не показано) и создания гидравлического давления в колонне НКТ 2 с последующим ее извлечением вместе с внутренним освобождающимся ловителем 14 (см. фиг.1 и 2).
Выше клапанного узла 4 хвостовик 1 оснащен опрессовочным узлом 16, состоящим из опрессовочного седла 17 и извлекаемой опрессовочной пробки 18.
Перед закачкой цементного раствора в хвостовик 1 спускается колонна заливочных труб 19 (см. фиг.3), оснащенная ниппелем 20, имеющим возможность герметичного взаимодействия с воронкой 12 стыковочного узла.
Соединение элементов конструкции устройства между собой произведено с помощью соединительных муфт (на фиг.1, 2, 3) не обозначены.
Устройство работает следующим образом
Сначала устройство для цементирования хвостовика в скважине, как показано на фигуре 1 монтируют в скважине. Для этого сначала доливают скважину технологической жидкостью после чего спускают в нее одну трубу хвостовика 1, оснащенную снизу башмаком 9 с фильтром 10 и алюминиевой заглушкой 11, а также клапанным узлом 4 и опрессовочным узлом 16, состоящим из опрессовочного седла 17 и размещенного на нем извлекаемой опрессовочной пробки 18.
Закачкой технологической жидкости в межколонное пространство скважины (на фиг.1 не показано производят опрессовку клапанного узла 4, то есть проверяют под давлением ожидаемым на клапанный узел 4 после продавки цементного раствора в межколонное пространство скважины герметичность работы обратных клапанов 5 и 6, при этом пропуски не допускаются.
Убедившись в герметичности клапанного узла 4 производят полный спуск хвостовика 1 в скважину с доливом в него технологической жидкости. После чего производят опрессовку труб хвостовика 1.
Далее, убедившись в герметичности хвостовика, приступают к сборке стыковочного узла. Для этого необходимо навернуть на верхний конец хвостовика воронку 12 разъедителя 3 стыковочного узла. После чего навернуть внутренний освобождающийся ловитель 14 на нижний конец первой трубы НКТ 2, спускаемой в скважину. Установить фиксаторы 15 внутреннего освобождающегося ловителя 14 в прорези 13 воронки 11 (см. фиг.1 и 2).
Спустить хвостовик 1 на колонне НКТ 2 до упора алюминиевой заглушки 11 хвостовика 1 в текущий забой (на фиг.1, 2, 3), не показано.
Сбросить в колонну НКТ 2 шар, который садится на посадочное седло (на фиг.1, 2, 3 не показано) внутреннего освобождающегося ловителя 14. Заполнить колонну НКТ 2 технологической жидкостью и создать в ней давление (3-5 МПа), при этом фиксаторы 15 внутреннего освобождающегося ловителя 14 выйдут из зацепления с прорезями 13 воронки 12, таким образом, происходит разъединение стыковочного узла. Далее извлечь колонну НКТ 2 из скважины, при этом хвостовик 1 остается в скважине (см. фиг.1 и 2).
Далее спустить в хвостовик 1 с устья скважины ловитель на канате захватить извлекаемую опрессовочную пробку 18 и извлечь извлекаемую опрессовочную пробку 18 из скважины.
Далее в хвостовик 1 спустить колонну заливочных труб 19, оснащенную ниппелем 20, причем нижний конец колонны заливочных труб 19, находящийся ниже ниппеля 20 должен быть расчетной длины в зависимости от длины хвостовика 1, оборудован центратором (на фиг.1, 2, 3 не показано) и находится выше на 3-5 метров опрессовочного седла 17 опрессовочного узла 16 хвостовика 1, при этом ниппель 20 должен вступить в герметичное взаимодействие с воронкой 12 стыковочного узла.
Произвести вызов циркуляции прямой промывкой (через колонну заливочных труб 19). Затем в колонну заливочных труб 19 закачать расчетное количество цементного раствора и продавить его жидкостью продавки в межколонное пространство скважины.
После закачки цементного раствора в межколонное пространство произвести подъем колонны заливочных труб на 10-15 метров, при этом ниппель 19 выходит из герметичного взаимодействия с воронкой 12, и произвести срезку излишков цементного раствора. После чего извлечь из скважины колонну заливочных труб 19 с ниппелем 20 и оставить скважину на ОЗЦ.
По окончанию времени ОЗЦ опрессовочное седло 17 опрессовочного узла 16, клапанный узел 4 и алюминиевая заглушка 11 разбуриваются.
Предлагаемое устройство для цементирования хвостовика в скважине обеспечивает гарантированное срабатывание разъединителя (отсоединение колонны НКТ от хвостовика) независимо от кривизны зенитного угла скважины за счет предложенной конструкции стыковочного узла, что исключает завоз на скважину бурильных труб, рабочей трубы квадратного сечения («квадрат»), устьевого гидравлического ротора для отворота разъединителя, что значительно снижает время нахождения скважины в ремонте и позволяет сэкономить материальные и финансовые средства. Кроме того, устройство позволяет произвести опрессовку клапанного узла и хвостовика в скважине, что гарантирует его герметичность после продавки цементного раствора в межколонное пространство.