Способ ступенчатого цементированияобсадных колонн и устройство для егоосуществления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеслублнк 11823557Опубликовано 23.04.81. Бюллетень15Дата опубликования описания 28.04.81 по делам иэабретений и иткрытийю. А. В. Ладыга, В. В, Еременко и В. В. Гагина71 Ъ У Всесоюзный научно-исследовательский институт 1 по креплению скважин и буровым растворам(54) СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к способу цементирования скважин в две ступени и устройству для его осуществления.Известен способ ступенчатого цементирования обсадных колонн путем последовательного продавливания тампонажного раствора за колонну через ее нижний конец на первой ступени цементирования и через боковые цементировочные отверстия - на второй ступени 11. Недостатками известного способа являются большие затраты времени на подготовку и открытие боковых цементировочных отверстий колонны из-за необходимости применения специальных управляющих устройств, спускаемых на специальных трубах.Наиболее близким к предлагаемому является способ ступенчатого цементирования обсадных колонн путем последовательной закачки тампонажного раствора за колонну .под давлением с помощью расчетного объема продавочной жидкости сначала через ее нижний конец, а затем через боковые цементировочные отверстия в колонне 12,Способ осуществляют устройством, включающим корпус сбоковыми цементировочными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки и разделительные пробки.Недостатком известного способа и устройства являются значительные затраты времени на открытие цементировочных отверстий, из-за необходимости сбрасывания специальных управляющих пробок. За это время тампонажный раствор, часто поднимаемый за колонной выше цементировочных 1 о отверстий, загустевает и может затвердеть.В таком состоянии цементирование второй ступени невозможно. Цель изобретения - повышение надежности работы и ускорения процесса ступенчатого цементирования.Поставленная цель достигается тем, чтопосле окончания закачки тампонажного раствора через нижний конец колонны в нее закачивают избыточный объем продавочной 30 жидкости, после чего давление сбрасывают.Устройство для реализации предлагаемого способа снабжено обратным клапаном, связанным с пробкой, например, с помощью1 О 5 2 О Формула изобретения ЗО 35 40 4. срезных элементов и имеющим фиксаторы для взаимодействия с нижней втулкой.На фиг. 1 изображено устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн, общий вид; на фиг. 2 - то же, в процессе цементирования второй ступени; на фиг. 3 - то же, после окончания процесса цементирования., Устройство состоит из корпуса 1 с боковыми цементировочными отверстиями 2 в верхней втулке 3, нижней втулки 4 с радиальными отверстиями 5, буртом 6 фиксатора обратного клапана, направляющими выступами 7 и стопорным кольцом 8, обратного клапана 9 с пружинным кольцом 10 фиксатора и срезной шпилькой 11 фиксатора, разделительной пробки 12 первой ступени цементирования, срезных винтов 13 верхней втулки 3 с замковым кольцом 14, а также разделительной пробки 15 второй ступени. В исходном положении обратный клапан 9 зафиксирован срезной шпилькой 11 на разделительной пробке 12.Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн работает следующим образом.За порцией цементного раствора первой ступени в колонну пускают разделительную пробку 12 с зафиксированным на ней обратным клапаном 9, а затем закачивают продавочную жидкость, Когда пробка проходит муфту ступенчатого цементирования обратный клапан 9 садится на бурт 6 фиксатора, шпилька 11 срезается, клапан фиксируется на бурте 6 пружинным кольцом 10, а пробка 12 продолжает движение вниз.После посадки разделительной пробки на упорное кольцо в колонну закачивают избыточный объем продавочной жидкости из расчета 1 - 2% от внутреннего объема колонны так, чтобы вызываемое этим повышение давления не выходило за допустимые пределы по условиям прочности колонны.При этом порция продавочной жидкости, расположенная на глубине установки муфты ступенчатого цементирования, перемещается вниз на длину, составляющую около 1% от длины части колонны, расположенной ниже муфты. Далее насосы останавливают, открывают краны на цементировочной головке и дают возможность излива через мрхний конец обсадной колонны избыточного объема жидкости и снижения давления в верхней части колонны до атмосферного. При этом порция продавочной жидкости на глубине установки цементировочной муфты перемещается вверх на длину около 1% от длины ниже расположенной части колонны. Поскольку обратный клапан 9 закрыт, он перемещается вверх вместе с нижней втулкой 4 до совмещения ее отверстий 5 с боковыми цементировочными отверстиями 2. Практически для совмещения отверстий достаточно переместить золотниковую втулку всего на 40 - 50 мм, т.е, на длину более, чем в сто раз меньшую, чем перемещение фронта жидкости. После этого восстанавливают циркуляцию, промывают скважину через боковые отверстия в муфте и цементируют затрубное пространство выше муфты. За цементным раствором второй ступени в колонну пускают верхнюю разделительную пробку 15 и закачивают продавочную жидкость до посадки ее на верхнюю втулку 3. Когда пробка садится на верхнюю втулку 3, давление повышается и винты 13 срезаются, втулка 3 толкает нижнюю втулку 4 вниз и та перекрывает цементировочные отверстия 2. Замковое кольцо 14 заходит в колонну 3 и фиксирует в таком положении втулки 3 и 4 с перекрытием цементировочных отверстий. 1, Способ ступенчатого цементирования обсадных колонн путем последовательной закачки тампонажного раствора за колонну под давлением с помощью расчетного объема продавочной жидкости сначала через ее нижний конец, а затем через боковые цементировочные отверстия в колонне, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и ускорения процесса ступенчатого цементирования, после окончания закачки тампонажного раствора через нижний конец колонны в нее закачивают избыточный объем продавочной жидкости, после чего давление сбрасывают.2. Устройство для осуществления способа по и, 1, включающее корпус с боковыми цементировочными отверстиями, верхнюю и нижнюю втулки и разделительные пробки, отличающееся тем, что, оно снабжено обратным клапаном, связанным с пробкой, например, с помощью срезных элементов и имеющим фиксаторы для взаимодействия с нижней втулкой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США2384675, кл. 166 - 154, 31.12.48.2. Патент США3633671, кл. 166 в 2, 03,07.71 (прототип) .73 7 Ф 3 едактор Н.Лазаренко аказ 2035/39 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва,Филиал ППП Пат