Способ ступенчатого цементирова-Ния ОбСАдНыХ КОлОНН Советский патент 1981 года по МПК E21B33/14 

(54) СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАЦНЬК КОЛОНН

1 . .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технологическим процессам крепления скважин и в особенности к процессам цементирования обсадных колонн в, две и более ступеней.

Известен способ цементирования обсадных колонн в две ступени последовательного закачивания в обсадную колонну и продавливания за нее е применением- разделительных пробок двух порций тампонажного раствора: первой порции через башмак, установленный в нижней части колонны, а второй через боковые цементировочные отверстия в колонне, предварительно закрытые затвором, выполненным в виде золотниковой втулки, причем длясдвигания этой втулки и открытия боковых

цементировочных отверстий применяется управляющая пробка манжетного типа, перекрывающая центральный проход в зтом затворе 1 1.

Однако этот способ -имеет существеные недостатки, заключакяциеся в том, что необходимо останавливать процесс продавливания первой порции цементного раствора для освобождения и пуска в поток управляняцей манжетной пробки. ТЬобая задержка этой операции сильно повьш1ает опасность потери воз.можности дальнейшего продавливания цементного раствора, так как в покое он загустевает и теряет способность прокачиваться по колокне и затрубному пространству.

Кроме того из-за низкой точности определения объема закачиваемой в колонну продавочной жидкости и момента пуска пробки приходится преднамеренно оставлять в колонне много цементного раствора, а после его затвердевания требуются большие затраты, на разбуривание образующего в колонне цементного стакана. .

Наиболее близким к предлагаемому является способ ступенчатого цементирования обсадных колонн путем последо вательного закачивания в колонну и продавливания через низкий торец в затрубное пространство первой порции цементного раствора, получения сигнала об окончании заполнения колонны продавочной жидкостью до кольца Стоп, перекрытия центрального прохода в затворе боковых цементировочных отверстий, открытия этих отверстий, промывки и цементирования через них вышерасположенной второй ступени 1.2j , . Недостатком этого способа является его невысокая надежность, обусловленная тем, что затруднено смещение затвора и открытие боковых ц ментировочных отверстий в условиях, когда применяются плохо сжимаемые продавочные жидкости, например практически не содержащие в себе растворенного газа, а также, когда незначительна длина сжимаемого столба продавочной жидкости, В этих условиях постоя но существует опасность вообще не открыть цементировочные отверстия. Недопустима и величина затрат вре мени на доставку бомбы или шара.к за вору с дневной поверхности. Скорость движешш бомбы и шара в продавочнор жидкости меньше 1 м/с. При цементиро вании глубоких скважин перекрытие центрального канала в затворе цементировочньтх отверстий проходит только через 1,5-2 ч после окончания продав ливания первой порции цемента за колопну. За это Время цемент, поднятый за колонной выше цементировочных отверстий, начинает загустевать и схва тываться. В заколонном пространстве образуется прочная кольцевая пробка, которую невозможно продавить существзпощими цементировочными насосными агрегатами, или необходимое для продавки этой пробки давление нельзя создавать в колонне из-за опасности ее перегрузки и разрушения. Цель изобретения - повышение надежности процесса цементирования. Поставленная цель достигается тем что открытие боковых цементировочных отверстий осуществляют перепусканием части первой порции цементного раствора обратно в колонну через нижний ее, торец. На фиг.1 схематически изображено устройство; на фиг.2 - то же, при цементировании второй ступени; на фиг.З - то же, в момент окончания процесса цементирования. Устройство для ступенчатого цементирования состоит из корпуса 1 с цементировочными отверстиями 2 и стопорной канавки 3, золотниковой втулки 4с циркуляционными отверствиями 5,седлом 6, кулачками 7 и пр-ужинным кольцом 8, обратного клапана 9 с пружинным кольцом 10 и средней шпилькой 11, фиксирующей клапан на продавочной пробке I2 первой ступени цементирования фиксатора 13 со срезной шпилькой 14 и пружинным кольцом 15, а также пpoдaвoч oй пробки 16 второй ступени цементирования. Способ осуществляется следующим образом. В исходном положении обратный клапан 9 зафиксирован шпилькой 11 на пробке 12. Это сборку пускают в KOjJoHHy вслед за столбом .цементного раствора первой ступени. При прохождении этого узла через .золотниковую втулку пробка 12 проходит свободно, а обратный клапан садится на седло 6,останавливается и замыкается на втулке пружинным кольцом 10. Перепад давления срезает шпильку 11 и подталкивает пробку 12 вниз до посадки ее на кольцо Стоп. По окончании цементирования первой ступени выключают обратный клапан обсадной колоннь (либо вовсе его не использ; тот), тем самым перепуская цементный раствор ступени обратно из .о пространства в колонну. Пементный раствор вытесняет в колонне столб продавочной жидкости и поднимает его вверх. При этом обратньй клапан 9 перекрывает центральный канал в золотниковой втулке и поднимается вверяя вместе со столбом продавочной жидкости и, поскольку он заперт на втулке пружинным кольцом 10, перемещает ее вверх до совпадения отверстий 2 и 5 и фиксирования втулки 4 в корпусе 1 пружинным кольцом 8 в канавке 3. В таком положении проводят цементирование второй ступени через отверстия 2 и 5 и замыкает пружинное кольцо 15 в канавке 3. Процесс цементирования закончен. Проведенные во ВНИИКрнефти технико-экономические расчеты показывают, что применение предложенного способа ступенчатого цементирования обсадных

колонн обеспечивает получение экономич ского эффекта более 2,0 тыс.рублей на каждую цементированную колонну.

Формула изобретения

Способ ступенчатого цементирования обсадных колонн путем последовательного закачивания в колонну и продавливания через нижний торец в затрубное пространство первой порции цементного раствора, получения сигнала об окончании заполнения колонны продавочной жидкостью до кольц Стоп, перекрытия центрального прохода в затворе боковых цементировочных отверстий, открытия этих отверс vtt

тий, промывки и цементирования через них вышерасположенной второй ступени, отличающийся тем, что, -с целью повышения надежности процесса, открытие боковых цементировоч ньгх отверстий осуществляют перепусканием части первой порции цементного раствора обратно в колонну через нижний ее торец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9ufi

(ftut.Z