Устройство для обратного цементирования скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к обратному цементированию скважин. Обратное цементирование скважин при креплении их колоннами большого диаметра (свыше 219 мм) имеет ряд преимушеств, достигаемых за счет применения тампонажных растворов различной плотности и сроков формирования камня, отвечающих заданным условиям по всей длине цементируемого пространства. Применение этого способа ограничивается из-за несовершенства и ненадежности известных устройств, применяемых для контроля процесса цементирования, вследствие чего нижняя часть колонны оказывается незацементированной. Известно устройство для обратного цементирования скважины, в котором применяют волокнистое наполнители в первой порции закачиваемого в заколонное пространство цементного раствора, которые закупоривают фильтр-сетку, установленную в нижней част« обсадной колонны 1. Наиболее близким к изобретению является устройство для обратного цементирования скважин, включаюш.ее обсадную колонНУ с башмаком в ее нижней части и запорный элемент, перекрывающий проходное сечение колонны после закачки расчетного объема цементного раствора 2. Недостатком устройства является необходимость перекрытия проходного сечения колонны на устье скважины с применением усилий обслуживающего персонала. В случае отказа запорного элемента на устье скважины возможно оставление цементного стакана в колонне значительной величины. Цель изобретения - повышение надежности перекрытия проходного сечения . колонны. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обратного цементирования скважин, включающее обсадную колонну с башмаком в ее нижней части и запорный элемент, перекрывающий проходное сечение колонны после закачки расчетного объема цементного раствора, запорный элемент выполнен в виде полой цементированной пробки, закрепленной на срезных элементатс в башмаке обсадной колонны, и ограничителя перемещения цементированной пробки, при этом цементированная пробка имеет посадочное седло-захват, выполненное из эластичного материала, а ограничитель установлен в колонне от башмака на расстоянии, определяемым по формуле В где В - расстояние установки ограничителя перемещения цементировочной пробки от башмака обсадной колонны, м; Уц.р. - расчетный объем цементного раствора, SK - внутреннее сечение обсадной колонны, м. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, в детальном виде. Устройство для обрзИ-ного цементнрования скважин включает обсадную колонну 1, бащмак 2 и запорный элемент, выполненный в виде полой цементировочной пробки 3 и стоп-кольца 4, установленного над запорным элементом так, чтобы объем жидкости между ними был равен объему расчетной позиции цементного раствора. Цементировочная пробка состоит из эластичной манжеты 5 и металлического сердечника 6 центральным каналом 7. Сердечник 6 соединен с втулкой 8, в нижней части которой выполнено посадочное седло 9 для бросового элемента 10 служащего для перекрытия канала 7. Между сердечником 6 и втулкой 8 установлено эластичное посадочное седло 11 для элемента 10. Пробка установлена в фиксирующем кольце 42, которое имеет уплотнительное кольцо 13 и опорный буртик 14. Стоп-кольцо 4 имеет уплотнительное кольцо 15 и опорный буртик 16, обеспечивающие установку его в муфте обсадной трубы на торцах труб и герметизацию кольца по телу трубы. Канал 17 стопкольца имеет коннческую форму, обеспечивающую прохождение бросового элемента 10 и удержание цементировочной пробки. В первоначальном положении цементировочная пробка установлена на срезных элементах 18. При спуске колонны и на глубине ее установки осуществляют по мере необходимости прямую промывку скважины. Кроме того, самозаполнение колонны буровым раствором происходит тоже беспрепятственно через запорный элемент. После подготовки скважины к обратному цементированию герметизирующих заколон ное пространство, устанавливают цементировочную головку с -кранами и щтуцирующим устройством. Приготавливают первую порцию тампонажного раствора. В колонну закачивают облегченный раствор (воду) до получения заданного перепада давления и вводят бросовый элемент 10 с таким расчетом, чтобы он защел во втулку 8 цементировочной пробки 3, что фиксируется получением сигнала «Стоп. Снимают давление на цементировочной головке, осуществляя управляемое сбрасывание жидкости. При этом элемент 10 садится на эластичное посадочное седло 11 что позволяет передать нагрузку на срезные элементы 18 и освободить пробку 3. Одновременно с началом обратного движения жидкости закачивают в заданной последовательности в заколонное пространст-во порции тампонажного раствора, различные по плотности и срокам схватывания. Процесс заканчивают при получении сигнала «Стоп при этом цементировочная пробка 3 останавливается на стоп-кольце 4. Загрязненная буровым раствором часть тампонажного раствора располагается в колонне, а у бащмака остается чистый тампонажный раствор, как предусмотрено расчетом. Применение предлагаемого устройства позволяет производить спуск обсадных колонн на большие глубины и цементирование их в один прием на всю длину, обеспечивая качественное крепление путем надежного автоматического перекрытия проходНого сечения. Формула изобретения Устройство для обратного цементирования скважин, включающее обсадную колонку с башмаком в ее нижней части и запорный элемент, перекрывающий проходное сечение колонны после закачки расчетного объема цементного раствора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности перекрытия проходного сечения, запорный элемент выполнен в виде полой цементированной пробки, закрепленной на срезных элементах в башмаке обсадной колонны, и ограничителя перемещения цементировочной пробки, при этом цементировочная пробка имеет посадочное седло-захват, выполненное из эластичного материала, а ограничитель установлен в колонне от башмака на расстоянии, определяемом по формуле г -у где -расстояние установки ограничителя перемещения цементировочной пробки от башмака обсадной колонны, м; Vn.f.- расчетный объем цементного раствора, S(( - внутреннее сечение обсадной колонны, м. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 248589, кл. Е 21 В 33/14, 1966. 2.Еременко Т. Е. Крепление нефтяных и газовых скважин. М., «Недра, 1965, с.159 (прототип).