Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Колонные башмаки.
Колонные башмаки предназначены для оборудования низа обсадных колонн для направления их по стволу скважины и защиты от повреждений при спуске.
Башмаки представляют собой короткие толстостенные патрубки, которые одним концом присоединяют книзу обсадной колонны на резьбе или сварке, 2-ой конец, как правило, оборудуют направляющей насадкой, изготовляемой из чугуна, стали, алюминия. Бетона. Дерева или других материалов. Направляющие насадки имеют полусферическую или конусообразную форму с гладкой или ребристой поверхностью.
После спуска обсадной колонн на заданную глубину направляющие насадки свою функцию выполнили. В промежуточных колоннах при последующем углублении ствола их разбуривают.
Для обсадных колонн D=351 мм и более иногда используют башмаки с фаской без металлических направляющих насадок, чтобы исключить работы по разбуриванию металла на забое.
В скважинах, где крепление ствола осуществляют гладкими без муфтовыми трубами в условиях стеснённых кольцевых межколонных зазоров, направляющие насадки закрепляют непосредственно к нижней трубе обсадной колонны.
Обратные клапаны для обсадных колонн.
Обратные клапаны, применяют для крепления скважин обсадными колоннами, обычно монтируют или в башмаке или на 10-20 м выше него.
Основное назначение обратных клапанов – предотвратить переток бурового или тампонажного раствора из заколонного пространства обсадную колонну на разных стадиях процесса крепления скважины.
Клапаны делятся на корпусные и бескорпусные с различной массой разбуриваемых металлических деталей. По виду запорного элемента они подразделяются на тарельчатые, шаровые и имеющие шарнирную заслонку.
По принципу действия деяться на три группы:
Полностью исключают перемещение жидкости из заколонного пространства в колонну при её спуске в скважину;
Обеспечивающие самозаполнение спускаемой обсадной колонны жидкостью при определенном (задаваемом) перепаде давлений над клапаном и в заколонном пространстве, но исключающие возможность обратной циркуляции жидкости;
Обеспечивающие постоянное самозаполнение обсадной колонны жидкостью при спуске в скважину и позволяющие вести промывку методом обратной циркуляции. Такие клапана включаются в работу после доставки затворного элемента клапана с поверхности в его корпус.
Клапана 1-ой группы целесообразно использовать при креплении вертикальных скважин, где возможны ГНП, но отсутствуют поглощения (типа 02). Клапана 2-оё группы – в наклонных скважинах с аналогичными условиями. Клапана 3-ей разновидности – вертикальных и наклонных скважин в условиях поглощения и отсутствии проявления пластов (ЦКОД).
Упорное кольцо «стоп».
Упорное кольцо «стоп» предназначено для получения чёткого сигнала об окончании продавливания тампонажного раствора при цементировании скважины. Его устанавливают в муфту обсадной колонны на расстоянии 10-30 м от башмака.
Центраторы.
Центраторы предназначены для обеспечения концентричного размещения обсадной колонны в скважине для получения последующего качественного разобщения пластов.
Центраторы не только предотвращают прилегание обсадных труб к стенкам скважины, но и выполняют следующие функции:
Облегчают спуск обсадной колонны вследствие снижения сил трения между трубами и стенками скважины;
Увеличивают степень вытеснения бурового раствора тампонажным при цементировании обсадной колонны вследствие образования локальных завихрений восходящего потока жидкости на участках размещения центраторов;
Облегчают работу по подвески хвостовиков и стыковки секций обсадных колонн вследствие центрирования их верхних концов.
По конструкции центраторы подразделяются на разъёмные и неразъёмные, пружинные или жесткие, а по характеру закрепления концов пружинных планок – на сварные и разборные центраторы. Многообразие типоразмеров центраторов объясняется различными условиями их применения.
Как правило, центраторы устанавливают на колонне в средней части каждой обсадной трубы, т.е. там, где происходит наибольший изгиб. Не рекомендуется размещать центраторы в зоне муфт обсадной колонны.
При креплении наклонных скважин или отдельных участков искривленного ствола, а так же в случаях применения безмуфтовых обсадных колонн, предусматривается увеличенное число центраторов на обсадной колонне с одновременным сокращением расстояний между ними.
Скрепки.
Скрепки устанавливают на обсадной колонне для разрушения глинистой корки на стенках скважины при расхаживании обсадной колонны в процессе её цементирования, а также для образования более прочного цементного кольца за обсадной колонной.
Турбулизаторы.
Турбулизаторы типа ЦТ устанавливают на обсадной колонне для завихрения восходящего потока тампонажного раствора в затрубном пространстве при цементировании скважины. Турбулизаторы рекомендуется размещать против границ зон уширений скважины на расстоянии не более 3м друг от друга.
Разделительные цементировочные пробки.
Разделительные цементировочные пробки предназначены для разделения тампонажного раствора от бурового и продавочной жидкости при цементировании обсадных колонн, а также для получения сигнала об окончании процесса продавливания тампонажного раствора.
По назначению пробки подразделяются на нижние типа ПЦН и верхние типов ПВЦ и ПП.
Нижнюю пробку вводят в обсадную колонну непосредственно перед закачиванием тампонажного раствора для предотвращения его смешивания с буровым раствором, а верхнюю пробку – после закачивания всего объёма тампонажного раствора.
При цементировании хвостовиков и секций обсадных колонн, спускаемых на бурильных трубах, применяют верхние 2-х секционные пробки СП. Они состоят из двух частей: нижней части, подвешиваемой на срезных калиброванных штифтах в обсадной трубе, и верхней части, размещаемой предварительно в цементировочной головке и прокачиваемой по БТ.
Муфты ступенчатого цементирования.
При креплении скважин в ряде случаев возникает необходимость подъёма тампонажного раствора за обсадными колоннами на значительную высоту (до 3000м и более).
Сделать цементаж за один приём цементирования зачастую невозможно по следующим причинам:
Образования противодавления от столба тампонажного раствора, превышающего Рг.разр. пород;
Необходимого формированием цементного камня по высоте подъёма тампонажного раствора за обсадной колонной из-за значительного перепада температур на забое и в зоне верхней границы тампонажного раствора;
Необходимости поддержания длительных сроков загустевания и начала схватывания всего закачиваемого тампонажного раствора;
Разгазирования столба тампонажного раствора из-за различия физико-химических процессов в период ОЗЦ при цементировании газоносных горизонтов с АВПД;
Значительной продолжительностью процесса цементирования.
Применяемое в этих случаях цементирование обсадных колонн с подъёмом тампонажного раствора на большую высоту в два приёма осуществляют с помощью муфт ступенчатого цементирования (МСЦ).
МСЦ в стволе скважины рекомендуется устанавливать в интервалах устойчивых пород и на участках, где отсутствуют уширения, каверны или желобообразования.
Глубину установки муфт рекомендуется определять из условия:
Рг>(h1*Yц+(H+h1)*Yб)/10,
Где Рг – давление гидроразрыва г/п, МПа; h1 – высота подъёма тампонажного раствора первой ступени цементирования, м; H – длина колонны, м; Yц, Yб – плотности соответственно тампонажного и бурового растворов, кг/м3.
Глубина установки МСЦ должна соответствовать значению h1.
Обычно 2-х ступенчатое цементирование обсадной колонны осуществляют с разрывом во времени, когда закачивание 2-ой порции цементного раствора производят после конца схватывания тампонажного раствора 1-ой ступени цементирования.
По способу герметизации МСЦ разделяются на два типа: с применением металлической подвижной втулки и с использованием цементного камня.
По принципу действия они также подразделяются на два типа: с применением управляющих пробок и с образованием цементного стакана после 2-ой стадии цементировочных операций и без управляющих пробок – с применением НКТ.
МСЦ с управляющими пробками.
МСЦ обсадных колонн состоит из верхнего и нижнего переводников, корпуса, верхнего и нижнего сёдел, изготовленных из чугуна, разрезного пружинного кольца, верхней и нижней втулок, срезных штифтов, уплотнительных колец. Муфта работает с двумя управляющими запорными пробками следующим образом.
1-ую ступень цементирования обсадной колонны производят без разделительных пробок, для чего закачивают расчётный объём тампонажного раствора , равный сумме объёмов кольцевого пространства, от башмака колонны до глубины установки муфты и цементного стакана в интервале башмака колонны. Затем в колонну закачивают 1-ую часть продавочной жидкости, количество которой равно внутреннему объёму колонны от верхней границы цементного стакана до места установки муфты. Далее в колонну вводят нижнюю управляющую пробку, которая при прокачке 2-рой части продавочной жидкости проходит через верхнее седло муфты и перекрывает отверстие нижнего седла, вызывая рост давления в колонне.
При избыточном давлении 2-3 МПа происходит срез калиброванных штифтов, в результате чего втулка под действием избыточного давления смещается вниз до упора в нижнем переводнике и открывает боковые промывочные отверстия муфты.
Падение давления в колонне при этом свидетельствует о готовности муфты к проведению 2-ой стадии цементировочных операций.
Перед её проведением производят промывку скважины через боковые отверстия муфты в течении времени, необходимого для наступления конца схватывания тампонажного раствора 1-ой ступени. Затем затворяют и закачивают в колонну 2-ую порцию тампонажного раствора и продавливают его с применением верхней управляющей пробки как при обычном цементировании.
Верхняя пробка закрывает отверстие седла верхней втулки. При этом возникает избыточное давление, в результате происходит срез калиброванных штифтов верхней подвижной втулки, которая, двигаясь в низ до упора, закрывает боковые отверстия муфты. Дальнейшее нарастание внутреннего давления и прекращение циркуляции раствора на устье свидетельствует о нормальной работе муфты. Убедившись, что давление не снижается, а при открытых кранах цементировочной головки отсутствует обратное движение жидкости, процесс цементирования считают оконченным.
По истечении установленного времени ОЗЦ приступают к оборудованию устья, после чего управляющие пробки, чугунные сёдла и цементный стакан в колонне разбуривают.
Общим недостатком МСЦ для ступенчатого цементирования является невозможность применение цементировочных пробок при проведении 1-ой стадии цементировочных работ и недостаточно надёжная герметизация боковых циркуляционных отверстий муфты после проведения 2-ой ступени цементирования.
Цементировочные головки.
Цементировочные головки предназначены для обвязки устья при цементировании скважин и выпускаются под шифрами ГУЦ и ГЦК. Они отличаются друг от друга конструкцией, размерами и эксплуатационными характеристиками. Они позволяют применять только одну верхнюю разделительную цементировочную пробку. Причём головка типа ГУЦ поставляется с краном высокого давления. Цементировочные пробки в них вставляются заблаговременно и освобождаются в процессе цементирования без разбора головки.
Головка типа ГЦК поставляются без кранов. Пробку в них вставляют после закачки тампонажного раствора.
Наружные пакеры для обсадных колонн.
Для обеспечения качественного разобщения и изоляции продуктивных горизонтов и, в частности, близкорасположенных пластов с большим перепадом Рпл, а также для предупреждения затрубных НГП на обсадные колонны устанавливают специальные наружные пакеры гидравлического (ППГ, ПГБ-250-гидравлический башмачный пакер) или механического (пакер-фильтр ПФМ) действия.
Обычно используют наружные пакерующие устройства для обсадных колонн, которые срабатывают, как правило, по достижению давления «стоп» в конце процесса цементирования.
Устройства для крепления скважин хвостовиками
и секциями обсадных колонн.
Хвостовики и секции обсадных колонн спускают в скважины на бурильных трубах, которые соединяются с обсадными с помощью различных устройств, носящих общее название – «разъединители». Они предназначены для обеспечения безопасности спуска и цементирования хвостовики и секции обсадных колонн и последующего отсоединения от них бурильных труб.
Разъединитель состоит из двух основных частей: неподвижной муфты, которая крепится к обсадным трубам, и подвижного ниппеля, соединённого с бурильными трубами, на которых спускают в скважину хвостовик или и секцию обсадной колонны.
Все разъединители, основным несущем рабочим элементом которых является левая резьба, носят название общее «резьбовые разъединители».
Разъединители, у которых муфтовая и ниппельная части взаимодействуют друг с другом без помощи резьбы, - безрезьбовые разъединители, в зависимости от вида несущих элементов, подразделяются на кулачковые, замковые и штифтовые.
Действие «резьбовых разъединителей» заключается в отвинчивании БТ от обсадных в скважине вращением бурильной колонны вправо.
При разгрузке хвостовиков или секции обсадных колонн на забой скважины или друг на друга происходит изгиб колонны с различной интенсивностью. Величена изгиба зависит от весовой характеристики колонны, диаметра обсадных труб и радиального размера ствола скважины.
Для предотвращения изгиба хвостовиков или секций обсадных колонн производят их подвеску в стволе скважины. Технические средства, с помощью которых осуществляют глубинную подвеску хвостовиков и секций обсадной колонны, носят общее название – «подвесные устройства».
При креплении скважины секциями обсадной колонны применяют различные приспособления для глубинного соединения (стыковки) секций между собой. Устройства для указанных целей носят общее название – «соединители».
Для герметизации верхней части зацементированных хвостовиков или секций обсадной колонны применяют герметизирующие устройства, перекрывающие кольцевое пространство.
Из книги: Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин / Булатов А.И., Измайлов Л.Б., Крылов В.И. и др. – 2-е изд. , перераб. и доп. – М., Недра , 1981