ПРОБКА РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ ЦЕМЕНТИРОВОЧНАЯ НИЖНЯЯ
LOWER SEPARATING CEMENTING PLUG

Предложение относится к технологическому оборудованию, применяемому при креплении нефтяных и газовых скважин, и используется для очищения внутренней поверхности колонны обсадных труб от глинистой корки и разделения цементного (тампонажного) раствора и прокачиваемой впереди буферной жидкости при их прокачивании через обсадную колонну в процессе ее цементирования.
Известна пробка нижняя, состоящая из трех нераздельных литых самоуплотняющихся эластичных резиновых элементов (манжет), пригуммированных к чугунному сердечнику со сквозным центральным отверстием, равным внутреннему диаметру полости сердечника, наружная цилиндрическая поверхность которого имеет спиральные канавки. В нижней части отверстие сердечника перекрыто перегородкой-мембраной, изготовленной из жести. Мембрана прижата к пробке гайкой, в которой установлен кольцеобразный нож, свободно перемещающийся относительно пробки в осевом направлении (Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин под редакцией проф. А.И.Булатова. М.: Недра. 1981. 126 с).
Недостатком данной пробки является то, что периферийные части (лепестки) эластичных манжет, соприкасающиеся с внутренней поверхностью обсадной колонны и скользящие по ней в процессе ее цементирования, направлены вверх и прилегают к трубам под острым углом, что не позволяет полностью удалить адгезионную пленку глинистого раствора с внутренних стенок обсадной колонны, а тем более остатки глинистого раствора из межторцевых углублений труб в интервале муфтовых соединений. Кроме того, данная пробка сложна по конструкции, что удорожает стоимость изделия.
Наиболее близкой по технической сущности является разделительная цементировочная пробка нижняя типа ПРП-Ц-Н конструкции Краснодарского завода ООО «Нефтемаш», представляющая собой полое трехлепестковое резиновое изделие с загуммированным чугунным или алюминиевым разбуриваемым патрубком с открытым верхним торцом и резиновой диафрагмой толщиной 20 мм в нижнем торце. Диафрагма прорывается после посадки нижней пробки на цементировочный клапан обратный дроссельный модернизированный (ЦКОДМ) и при последующем превышении давления на 1,5-2,0 МПа (ТУ 2539-002-34981104-2002).
Недостатком данной пробки является то, что периферийные части манжет, соприкасающиеся с внутренней поверхностью обсадной колонны и скользящие по ней в процессе ее цементирования, выполнены в виде гофрирующейся, закругленной и обтекаемой формы, не позволяющей полностью удалить адгезионную пленку глинистого раствора с внутренних стенок обсадной колонны, а тем более остатков глинистого раствора из межторцевых углублений труб в интервале муфтовых соединений.
Технической задачей настоящего изобретения является улучшение очищения внутренней поверхности колонны обсадных труб и межторцевых углублений труб в интервале муфтовых соединений от адгезионной пленки и остатков глинистого раствора.
Поставленная техническая задача решается описываемой разделительной пробкой для цементирования обсадных колонн скважин, включающей металлический разбуриваемый сердечник со сквозным центральным отверстием с запрессованным опорным кольцевым диском из того же материала и загуммированными на сердечнике тремя нераздельными литыми эластичными резиновыми элементами (манжетами), закрывающими снизу отверстие сердечника резиновой мембраной.
Новым является то, что верхняя манжета остается сплошной самоуплотняющейся, а две нижние манжеты выполнены разрезными в радиальном направлении в виде нескольких лепестков так, чтобы верхний лепесток перекрывал нижний разрез, а по периферии манжеты выполнены в виде дугообразных, треугольных в сечении выступов, направленных острой кромкой к стенке обсадной колонны, причем нижняя поверхность указанных кромок изготовлена под углом 85-95° относительно оси сердечника.
На чертеже представлена пробка разделительная нижняя для цементирования обсадных колонн скважин в продольном разрезе.
Пробка включает металлический разбуриваемый сердечник 1 со сквозным центральным отверстием 2 с запрессованным опорным кольцевым диском 3 из того же материала и загуммированиые на сердечнике три нераздельные литые эластичные резиновые элементы (манжеты) 4, 5, 6, закрывающие снизу отверстие сердечника резиновой мембраной 7. Верхняя манжета 4 выполнена сплошной самоуплотняющейся, а две нижние манжеты 5 и 6 выполнены разрезными в радиальном направлении в виде нескольких лепестков (па чертеже не показанных) так, чтобы верхний лепесток 5 перекрывал нижний разрез 8, а по периферии манжеты выполнены в виде дугообразных по периметру, треугольных в сечении выступов 9, направленных острой кромкой к стенке обсадной колонны, причем нижняя поверхность указанных кромок изготовлена под углом α=85-95° относительно оси сердечника 1.
Разделительная пробка нижняя работает следующим образом.
Пробку размещают в наставке цементировочной головки (на чертеже не показана) под верхней пробкой или, например, непосредственно вставляют в верхнюю трубу обсадной колонны (на чертеже не показана) перед подачей в нее тампонажного раствора. В процессе цементирования пробка движется по обсадной колонне и за счет верхней сплошной самоуплотняющейся манжеты 4 исключает смешивание в ней тампонажного раствора, расположенного над пробкой, с буферной жидкостью, расположенной под пробкой. При этом двумя нижними манжетами 5 и 6, выполненными разрезными в радиальном направлении в виде нескольких лепестков так, чтобы верхний лепесток 5 перекрывал нижний разрез 8, а по периферии изготовленными в виде дугообразных, треугольных в сечении выступов 9, направленных острой кромкой с углом α=85-95° к стенке колонны обсадных труб, достигается наиболее полное очищение внутренней поверхности колонны обсадных труб и межторцовых углублений труб в интервале муфтовых соединений от адгезионной пленки и остатков глинистого раствора, которые собираются в интервале нижней пробки по мере ее движения вниз вдоль обсадной колонны. Далее, в момент остановки пробки на опорной поверхности цементировочного клапана обратного дроссельного типа ЦКОД (па чертеже не показан) при последующем превышении давления на 1,5-2,0 МПа ее резиновая мембрана 7 прорывается, образуя канал для прохождения тампонажного раствора. На этом функция пробки нижней полностью завершается.
Все детали не показанной на чертеже верхней пробки и представленной на чертеже нижней цементировочной пробки (металлический сердечник 1 со сквозным центральным отверстием 2 и запрессованным опорным кольцевым диском 3, а также резиновые манжеты) изготавливаются из разбуриваемого материала. Поэтому после продавливания цементного раствора в заколонное пространство скважины, посадки верхней цементировочной пробки на нижнюю пробку и ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) пробка нижняя совместно с верхней пробкой разбуривается компоновкой низа бурильного инструмента (КНБК), открывая внутриколонное пространство для проведения дальнейших работ в скважине.
Предлагаемая пробка разделительная нижняя позволяет повысить эффективность очищения внутренней поверхности колонны обсадных труб и межторцевых углублений труб в интервале муфтовых соединений от адгезионной пленки и остатков глинистого раствора.