» » Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

03.08.2016

Для успешного спуска обсадных колонн и качественного цементирования скважин, надежного разобщения пластов и последующей нормальной эксплуатации скважин используется комплекс устройств, называемый оснасткой обсадной колонны.
Оснастка обсадной колонны включает:
• Башмак с направляющей насадкой (рис. 4.13 А) предназначен для оборудования нижней части обсадной колонны с целью повышения ее проходимости по стволу скважины.
• Башмачный патрубок с отверстиями применяют в тех случаях, когда существует опасность забивания промывочных отверстий направляющей насадки башмака.
• Обратный клапан (ЦКОД - цементировочный клапан обратный дросельный) (рис. 4.13 Б) применяется при цементировании вертикальных и наклонно направленных (до 20 град.) скважин с целью предотвращения возврата цементного раствора в обсадную колонну после его продавки, для обеспечения самозаполнения спускаемой колонны буровым раствором без перелива на устье, для посадки разделительных пробок в процессе закачивания цементного раствора в колонну. Область применения универсальных дроссельных клапанов типа ЦКОДУ не ограничивается величиной зенитного (угла вплоть до горизонтального положения). Наружный диаметр обратных дроссельных клапанов не превышает диаметр муфт обсадной колонны.
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

Спускается в скважину с обсадной колонной без запорного шара, который прокачивают в колонну после её спуска на заданную глубину. Верхняя часть клапана внутри имеет опорную торцевую поверхность, которая выполняет функцию стоп-кольца для остановки разделительной цементировочной пробки. В этом случае установки упорных колец не требуется.
• Упорное кольцо (кольцо «стоп») предназначено для получения четкого сигнала об окончании процесса продавливания тампонажного раствора при цементировании скважины.
• Центраторы (рис. 4.13 В) применяют для центрирования обсадной колонны в стволе скважины с целью равномерного заполнения кольцевого пространства тампонажным раствором и качественного разобщения пластов. Предпочтительнее устанавливать центраторы между двумя опорными хомутами, особенно если цементирование осуществляется с вращением колонны. Расстояние между центратором и двумя хомутами должно быть достаточным для максимального сжатия пружин.
Существенно повышается качество цементирования за счет предотвращения образования застойных зон в узкой части кольцевого зазора между колонной и стенками скважины и еще за счет выполнения центраторами функции металлической арматуры в железобетоне, образующемся за колонной после затвердевания цемента.
• Скребки (рис. 4.13 Г) используют для разрушения корки бурового раствора на стенках скважины при расхаживании обсадной колонны в процессе ее цементирования. Служат для механического разрушения корки и обеспечивают лучшее сцепление между цементом и стенками скважины. Особенно необходимы в зоне кровли продуктивной толщи. Против пористых пропластков с высокой проницаемостью неэффективны.
• Турбулизаторы (рис. 4.14) предназначены для завихрения восходящего потока тампонажного раствора в затрубном пространстве при цементировании скважины.
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

Выполняют одновременно две функции: центрируют колонну и закручивают восходящий поток жидкости своими наклонными по винтовой линии ребрами, вызывая его турбулизацию и улучшая вытеснение бурового раствора. Изменяют профиль течения для повышения эффективности вытеснения бурового раствора. Спиральные пазы способствуют турбулизации потока цементного раствора. Рекомендуется менять направление спиралей двух соседних турбулизаторов на обратное, если они находятся близко друг от друга, чтобы добиться максимальной степени изменения профиля течения.
Кроме технологической оснастки на обсадной колонне могут быть размещены при необходимости устройства для спуска и крепления хвостовиков, для разобщения пластов, для ступенчатого цементирования и других целей.
Устройства для спуска и обеспечения нормальных условий эксплуатации хвостовиков:
• Разъединители хвостовиков и секций обсадных колонн предназначены для спуска на бурильных трубах.
Разъединители (резьбовые, цанговые) используют для спуска, цементирования и последующего отсоединения от бурильной колонны.
Резьбовой разъединитель рекомендуется применять при длине хвостовика более 300 м.
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

Подвесная (большая продавочная) пробка предназначена для прохождения по хвостовику.
Под действием повысившегося давления срезаются штифты, пробки единым узлом следуют по хвостовику на забой и, достигнув кольца «стоп», фиксируются в нем.
Разъединение осуществляют вращением инструмента в правую сторону (20-30 оборотов). Циркуляционное отверстие открывают повышением давления после получения сигнала «стоп» по мере необходимости.
В ряде случаев применяется цанговый разъединитель (рис. 4.17), предназначенный для спуска, цементирования и последующего отсоединения хвостовика
Разъединитель РЗ-102 может применяться при цементировании хвостовиков диаметрами 102 и 114 мм, длиной до 300 м, в том числе с расхаживанием колонны при кривизне ствола не более 2° на 10 м.
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков

В состав разъединителя входят несколько функциональных частей: узел подвески, промывочный патрубок, узел разъединения; силовой кожух, пробки и прочая оснастка.
Разъединитель устанавливают между спускаемым хвостовиком и бурильным инструментом, кольцо «стоп» в нижней части хвостовика, малую пробку в цементировочной головке. По окончании закачки тампонажного раствора в трубы пускают малую пробку и продавливают ее до разъединителя. Войдя в разъединитель, малая пробка фиксируется в хвостовике подвесной пробки и перекрывает сечение. Под действием повысившегося давления срезаются штифты, и пробки единым узлом следуют по обсадной колонне на забой. Дойдя до кольца «стоп», они фиксируются в нем. Проход обсадной трубы надежно перекрыт. Затем повышают давление и открывают циркуляционные отверстия. Промывают скважину в течение двух циклов, после чего пускают запорную пробку. По достижении разъединителя пробка перекрывает сечение. Повышают давление, распорная втулка срезает штифты и, сдвигаясь, освобождает цангу. Поднимают инструмент, при этом лепестки цанги свободно выходят из воронки.
Узел разъединения представляет собой гидравлический цилиндр с дифференциальным поршнем. Нижней частью поршня является распорная втулка 3. Гильзой гидроцилиндра является верхняя часть цанги, имеющая разгрузочную канавку и упорный буртик. Верхняя часть цанги оканчивается трубной резьбой, в которую ввинчен переводник 7, для присоединения к инструменту.
Силовой кожух состоит из собственно кожуха 8 и контргайки 9. Кожух на метрической резьбе прикреплен к корпусу разъединителя (цанге). При сборке кожух упирают в воронку и фиксируют контргайкой. Теперь, при посадке колонны, весь вес инструмента будет передаваться через силовой кожух, минуя гибкие лепестки цанги.
В состав разъединителя входят также: верхняя продавочная пробка; нижняя продавочная пробка для хвостовика, пробка 3 закреплена на распорной втулке 3 срезными шпильками; запорная (разъединительная) пробка, выполненная из чугуна. Эта пробка проходит внутри инструмента (от устья до разъединителя), двигаясь в колонне под действием собственного веса. При необходимости ее можно подогнать потоком жидкости (циркуляцией).
Для скважин с зенитным углом до места разъединения более 40° поставляется пробка с резиновыми манжетами и головкой из Д16; кольцо «стоп».
• Подвесные устройства применяют для подвешивания хвостовиков или секции обсадных колонн в стволе скважины.
Для подвески хвостовиков внутри технической колонны применяется якорь при длине хвостовика менее 200 м (рис. 4.18).
Для предотвращения оголения верхней части хвостовика и дополнительной герметизации пространства между промежуточной и потайной обсадной колонной применяется межколонный пакер (рис. 4.19).
Технологическая оснастка обсадных колонн и устройства для спуска и крепления хвостиков