Способ контролируемой установки цементных мостов и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21B33/134 E21B33/13 

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при их креплении, в частности, при установке цементных мостов.

Целью изобретения является повыше- ние качества цементного моста.

На чертеже изображено устройство для контролируемой установки цементного моста.

Устройство для контролируемой уста- новки цементного моста состоит из проточного цилиндрического корпуса 1, верхний конец которого соединен с нижним концом заливочной колонны 2. Корпус 1 снабжен внутренним кольцевым выступом 3 с калиб- рованным центральным отверстием для контролирования прохождения через устройство верхней 4, дополнительной промежуточной 5 и нижней 6 разделительных пробок, между которыми размещен тампо- нажный раствор 7. Корпус 1 в нижней части выполнен с верхним 8 и нижним 9 рядами радиальных отверстий, а также цилиндрической обечайкой 10с центральным отверстием и штифтами 11, соединяющими корпус 1 с обечайкой 10 и установленными с возможностью их срезания повышенным давлением при посадке промежуточной разделительной пробки 6 на обечайку 10, выполненной из мягкого разбуриваемого металла, Обечайка 10 снабжена эластичным разобщителем 12, выполненным в виде усеченного конуса с открытыми основаниями, из которых малое основание жестко соединено с упомянутой обечайкой, а большое направлено вверх и имеет диаметр больше диаметра скважины для взаимодействия со стенками скважины.

В предлагаемом способе контролируемой установки цементного моста, включаю- щем спуск в скважину до нижней отметки устанавливаемого моста заливочной колонны с проточным цилиндрическим корпусом с калиброванным центральным отверстием, продавку тампонажного раствора и разде- лительных пробок, получение при прохождении через калиброванное центральное отверстие сигналов о начале выхода тампонажного раствора в затрубное пространство и окончании его продавки, подъем заливочной колонны до верхней отметки, ствол скважины на уровне нижней отметки устанавливаемого цементного моста перекрывают, прокачивают цементный раствор в объеме

,,Н (тгР2Ц -4Q) v f4U

где Н - высота установки цементного моста, м;

U - заданная скорость извлечения заливочной колонны, м2/с;

Q - производительность цементировочных агрегатов, м ;

D - диаметр ствола скважины, м, продавливают дополнительную промежуточную разделительную пробку, прокачивают остальной объем цементного раствора, после получения сигнала Стоп при прохождении дополнительной разделительной пробки через калиброванное центральное отверстие осуществляют извлечение заливочной колонны с заданной скоростью до верхней отметки установки цементного моста с одновременной продавкой цементного раствора.

Контролируемую установку цементных мостов проводят следующим образом.

Вначале в скважину спускают до нижней отметки устанавливаемого цементного моста заливочную колонну 2 с устройством для контролируемой установки цементного моста. При этом полость колонны 2 заполняется скважинной жидкостью через отверстие в обечайке. Затем начинают продавку тампонажного раствора 7, размещенного между верхней 4, промежуточной 5 и нижней б разделительными пробками. При движении тампонажного раствора в заливочной колон не 2 буровой раствор, находящийся под нижней пробкой 6. через радиальные 8 и 9 в обечайке отверстия поступает в затрубное пространство. При этом струи жидкости, выходящие через отверстия 8, плотно прижимают к стенке скважины эластичный разобщитель 12, а сама жидкость поднимается по затрубному пространству. При достижении нижней пробки 6 внутреннего кольцевого выступа 3 корпуса 1 пробка 6 останавливается, в результате чего на устье скважины получают сигнал о начале выхода тампонажного раствора в затрубное пространство.

С повышением давления жидкости в колонне 2 пробка 6 продавливается через кольцевой выступ 3 и перемещается вниз в корпусе 1 до упора в обечайку 10. Причем в процессе перемещения пробки 6 от кольце- вого выступа 3 до обечайки 10 верхний ряд отверстий перекрывается пробкой 6 и жидкость выходит через отверстие 9, а давление жидкости в колонне 2 понижается до величины, соответствующей давлению жидкости при перемещении пробки от устья скважины до кольцевого выступа 3. Таким образом предотвращается гидравлический удар.

После упора пробки 6 в обечайку 10 тампонажный раствор начинает проходить только через радиальные отверстия 8 и поступает в затрубное пространство до тех пор, пока разделительная пробка 5 пройдет выступ 3, не сядет на пробку 6 и не перекроет радиальные отверстия 8. В этот момент под действием повышенного давления штифты 11 срезаются и обечайка 10 вместе с разобщителем 12 и разделительными пробками 5 и б продавливаются вниз по стволу, радиальные отверстия 8 и 9 откры- ваются и тампонажный раствор 7 вновь поступает в затрубное пространство. Одновременно осуществляется подъем заливочной колонны до верхней отметки цементного моста, В этот момент верхняя разделительная пробка 4 достигает внутреннего кольцевого выступа 3, на устье по- лучается сигнал о повышении давления, которое снижается после прохождения пробкой 4 выступа 3, что указывает на окон- чание продавки тампонажного раствора.

Экономическая эффективность изобретения обусловлена экономией затрат времени и материало в на повторные заливочные работы.

Формула изобретения

1. Способ контролируемой установки цементных мостов, включающий спуск в скважину до нижней отметки устанавливаемого цементного моста заливочной колон- ны с проточным цилиндрическим корпусом

V

с калиброванным центральным отверстием, продавку тампонажного раствора и разделительных пробок, получение при прохождении через калиброванное центральное отверстие сигналов о начале выхода тампонажного раствора в затрубное пространство и окончании его продавки. подъем fзаливочной колонны до верхней отметки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества моста, ствол скважины на уровне нижней отметки установки цементного моста перекрывают, прокачивают цементный раствор в объеме

Н (л:Р2Ц -4Q )

4U

где Н - высота установки цементного моста, м;

D - диаметр ствола скважины, м;

U - заданная скорость извлечения заливочной колонны, м /сек;

Q - производительность цементировочных агрегатов, м ,

продавливают дополнительную промежуточную разделительную пробку, прокачивают остальной объем цементного раствора, после получения сигнала Стоп при прохождении дополнительной разделительной пробки через центральное калиброванное отверстие осуществляют извлечение заливочной колонны с заданной скоростью до верхней отметки установки цементного моста с одновременной продавкой цементного раствора.

2. Устройство для контролируемой установки цементного моста, содержащее уста- новленный на заливочной колонне приточный цилиндрический корпус с калиброванным центральным отверстием, верхней и нижней пробками, отличающее- с я тем, что оно снабжено дополнительной промежуточной пробкой, его корпус в нижней части выполнен с двумя рядами радиальных отверстий и с цилиндрической обечайкой с центральным отверстием, выполненной из мягкого разбуриваемого металла и снабженной штифтами, соединяющими корпус с обечайкой и установленными с возможностью их срезания повышением давления при посадке промежуточной пробки на обечайку, причем последняя имеет эластичный разобщитель, выполненный в виде усеченного конуса с открытыми основаниями,из которых малое основание жестко соединено с упомянутой обечайкой, а большее направлено вверх для взаимодействия со стенками скважины.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин и предназначено для установки в них цементных мостов (ЦМ). Цель - повышение качества цементного моста. В скважину до нижней отметки устанавливаемого ЦМ опускают заливочную колонну 2 с проточным цилиндрическим корпусом 1 с калиброванным центральным отверстием. Затем продавливают тампо- нажный раствор и разделительные пробки (РП) 4 и 6. При прохождении раствора через калиброванное центральное отверстие получают сигналы о начале его выхода в затруб- ное пространство и окончании его