Конструкция скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 36/00, 33/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение относ нологии теплоизоляци странства скважин и для предупреждения о злых пород вокруг скза тации, а также может предупреждения охла нефти или термальнойится к технике и техи меж трубного пронайдет применение ттаивания вечномержин при ий зксплуаиспользоваться для ждения добываемой воды. Изв ции ме предусм ных нас вой эаз стыки в лически ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Конструкции и оборудование скважинпри бурении в многолетнемерзлых породахна северном склоне Аляски. Обзорная информация, Сер. бурение, вып. 12, М;, 1981,с, 10-12.Авторское свидетельство СССРВ 1618870, кл, Е 21 В 33/14, 1988,(57) Изобретение относится к технике и технологии теплоизоляции межтрубного пространства скважин и найдет применениедля предупреждения оттаивания вечномерэлых пород вокруг скважин при их эксплуатации, а также может использоваться дляпредупреждения охлаждения добываемойнефти или термальной воды. Целью изобре-.тения является расширение технологических возможностей эа счет обеспечениясоздания слоя теплоизоляции за эксплуатационной колонной при креплении скважинв многолетнемерзлых породах. Конструкция скважины имеет обсадную колонну (ОК) с муфтой для ступенчатого цементирования, состоящей иэ двух частей. В полости ОК установлена дополнительная колонна, образующая с ОК герметичное кольцевое пространство. Муфта для ступенчатого цементирования установлена ниже зоны многолетнемерэлых пород. Нижняя часть корпуса муфты выполнена с конической проточкой и образует с корпусом верхней части полость,. заполненную смазкой. Верхняя часть муфты имеет радиальные отверстия, перекрытыеразрывными диафрагмами, Перед радиальными отверстиями муфты с наружной стороны установлены подпружиненные перфорированные заслонки. В процессе работы кольцевой за-о зор выше устройства заполняют гидрофобной теплоиэоляционной суспензией до устья. Затем медленно опорожняют ОК ниже устройства на расчетную высоту путем подъема из скважины второго ряда труб, Я башмак которого перекрыт нродавочной пробкой. После возникновения перепада давлений иэ теплоизоляционной суспензии отфильтровывают жидкую фазу внутрь опорожняющейся ОК через радиальные отверстия муфты ступенчатого цементирования. б ил,стно устройство для теплоиэоляжтрубного пространства скважин, атривающее применение двухстеносно-компрессорных труб, кольцеор заполняется.полиуретаном, а утренних труб уплотняются металми или резиновыми кольцами.10 15 рядами труб и эатрубное пространство, вы 25 30 35 50 55 Недостаток известного устройства заключается в сложности концентричного размещения внутренней трубы относительно наружной, заполнения зазора между трубами полиуретаном, герметизацию сочленений торцов внутренних труб и необходимость сварки наружных труб при спуске колонны в скважину.Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования скважин, который предусматривает спуск в скважину обсадной колонны, в которой на расчетной высоте устанавливают муфтудля ступенчатого цементирования, спуска в обсадную колонну второго ряда труб, соединения башмаков первого и второго рядов труб и одновременную закачку и продавку:через второй ряд труб цементного раствора, а в кольцевой зазор. между первым и вторым ше муфты для ступенчатого цементирования, закачку облегченного бурового раствора, воды или аэрированной воды для регулирования давления на цементируемый пласт,Недостатком способа является то, что с его помощью невозможно удалить жидкую фазу из теполизоляционной суспензии, находящейся в кольцевом зазоре между промежуточной и эксплуатационной колоннами.Целью изобретения является расшире. ние технических возможностей за счет обеспечения создания слоя теплоизоляции за эксплуатационной колонной при креплении скважин в многолетнемерзлых породах.Поставленная цель достигается тем, что в конструкции скважины, включающей койдуктор. обсадную колонну с муфтой для ступенчатого цементирования, сОдержащую верхнюю и нижнюю части корпуса, связанные между собой резьбой и имеющие радиальные отверстия, дополнительную колонну, установленную в полости обсадной колонны и образующую с ней герметич. ное кольцевое пространство, муфта для .ступенчатого цементирования устанавливается на обсадной колонне ниже зоны многолетнемерзлых пород, а нижняя часть корпуса муфты выполнена с конической проточкой и образует с муфтой полость, заполненную смазкой, причем отверстия муфты перекрыты разрывными диафрагмами, а на наружной поверхности муфты, перед отвврстиями, установлены подпружиненные перфорированные заслонки.На фиг. 1 приведена конструкция скважины, в которой ниже зоны многолетнемерэлмх пород установлена муфта для ступенчатого цементирования; на фиг. 2 -муфта для ступенчатого цементирования в транспортном положении; на фиг. 3 - то же, в процессе нагнетания теплоизоляционной суспенэии в кольцевой зазор; на фиг. 4 - положение деталей муфты при отфильтровывании жидкой фазы из суспензии внутрь опорожненнойколонны;на фиг. 5 и 6-схемы расположения деталей муфты после перекрытия радиальных циркуляционных каналов и герметизации верхней и нижней частей корпуса муфты.Скважина содержит направляющую.пробку 1, башма 2, обратный клапан 3, патрубок 4, стоп-кольцо обсадной колонны 5, посадочное гнездо 6, посадочный конус второго ряда труб 7, стоп-кольцо второго ряда труб 8, обсадную колонну 9; второй ряд труб 10, муфту 11 для ступенчатого цементирования 11, нагнетательные патрубки 12-15, уплотнение 16, продавочные пробки 17 и 18, цементировочную головку 19, кондуктор 20, Прерывистая линия 21 показывает, что в этом месте кончаются многолетние мерзлые породы. Муфта 11 для ступенчатого цементирования состоит из верхнего элемента 22 разъемного корпуса, нижнего элемента 23 корпуса, соединительной муфты 24, с помощью которой соединяются верхний и нижний элементы корпуса, радиальных циркуляционных каналов 25, разрывных диаф-.рагм 26, зажимных гаек 27, перфорированных заслонок 28, плоских поджимных пружин 29, муфты 30, и уплотнительного состава 31. Теплоизоляционные: работы с помощью элементов, входящих в конструкцию скважины, производятся следующим образом.В обсадную колонну 9, оборудованную башмачной пробкой 1, башмаком 2, 0 обратным клапаном 3, стоп-кольцом 5,посадочным гнездом 6 и муфтой 11 для ступенчатого цементирования спускают второй ряд труб 10. Низ второго ряда труб оборудуется стоп-кольцом 8, посадочным конусом 7, цементировочной головкой 19, внутри которой между нагнетательными линиями 14 и 15 установлены две разделительные пробки 17 и 18, причем пробка 17 имеет меньший наружный диаметр, чем пробка 18, Затем герметизируют кольцевой зазор между первым и вторым рядом труб 9 и 10 путем посадки конуса 7 на посадочное гнездо 6 и .перекрытия кольцевого зазора уплотнением 16, После чего через патрубок 13 произвОдят опрессовку герметичности сочленения посв-.дочного конуса 7 с гнездом 6.После опрессовки сочленения через нагнетательный патрубок 14 во второй ряд труб 10 закачивают расчетные объемы буферной жидкости и цементного раствора,Затем через нагнетательный патрубок 15 эакачивают продавочную жидкость Через нагнетательный патрубок 13 в кольцевой зазор между первым и вторым рядами труб закачивают воду, создают избыточное дав ление в межтрубном пространстве до разрушения диафрагм 26. В дальнейшем закачку буферной жидкости, цементного раствора, п рода воч ной жидкости во второй ряд труб и воды в кольцевой зазор между первым и вторым рядами труб производят одновременно до пьсадки пробок 17 и 18.соответственно на стоп-кольца.5 и 8, Затем через патрубок 13 в межтрубное пространство между первым и вторым рядами труб эвкачивают расчетные объемы теплоиэоляционной суспензии и продавочной жидкости.В процессе закачки теплоизоляцион-. ной суспенэии в затру 6 ное пространство перфорированные заслонки 28 отжимаются потоком суспензии, циркуляционные каналы остаются открытыми.в процессе закачки и продавки суспенэии, После окойчания продавки пружины 29 прижимают заслонки к седлам в муфте 24 (фиг. 4). Затем производят разгерметизацию кольцевого зазора между первым и вторым рядами труб, второй ряд труб подымают из скважины на расчетную высоту. При подъеме второго.ряда труб, башмак которого перекрыт пробкой 18, вместе с трубами поднимается находящаяся в них продавочная жидкость. Это делается с той целью, чтобы в колонне постепенно снизить уровень бурового раствора ниже радиальных циркуляционных каналов муфты 11 и создать перепад давления между затрубным и трубным пространствами для отфильтровывания жидкой фазы из теплоиэоляционной суспенэии внутрь обсадной колонны. Глубина опорожнения обсадной колонны ниже радиальных каналов муфты определяется расчетный путем из условия, что вся жидкая фаза, отфильтрованная из теплоизоляционной суспвнэии,. должна поместиться в опорожненной колонне. После отфильтровывания жидкой фазыиз теплоизоляционной суспензии внутрь обсадной колонны извлекают второй ряд труб из скважины и производят вращение 5 верхней незацементированной части колонны вправо до сочленения верхнего и нижнего элементов корпуса муфты для ступенчатого цементирования. Наличие на элементах корпуса муфты соединительных 10 реэьб и уплотнительного состава в зазоремежду элементами корпуса позволяет надежно герметизировать радиальные циркуляционные каналы муфты для ступенчатогоцементирования.15 Использование предложенной конструкции скважины позволит провести тепло- изоляцию межтрубного пространства против залегания многолетнемерзлых пород и предотвратит иэ оттаивание при экс плуатации скважин и обратноепромерэание при остановках.Ф ормул а из о бр ете н и я Конструкция скважины; включающаякондуктор, обсадную колонну с муфтой для 25 ступенчатого цементирования содержащуюверхнюю и нижнюю части корпуса с радиальными отверстиями, дополнительную колонну, установленную в полости обсадной колонны и образующую с ней герметичное 30 кольцевое пространство, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем обеспечения создания слоя теплоизоляции за эксплуатационной колонной при креплении скважины 35 в многолетнемерэлых породах, муфта дляступенчатого цементирования размещена ниже зоны многолетнемерзлых пород, а нижняя часть корпуса муфты выполнена с конической проточкой и. образует с корпусом 40 верхней части полость, заполненную смазкой, причем радиальные отверстия муфты; перекрыты разрывными диафрагмами, а на .наружной поверхности муфты, перед отверстиями, установлены подпружиненные пер форированные заслонки.1717797 2 Составитель В.РодинаРедактор А.Мотыль Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 861 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, РПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ ССС ская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10