RU1816847C - Способ цементировани обсадных колонн и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: при цементировании обсадных колонн. Обеспечивает повышение эффективности за счет повышени  надежности контрол  окончани  цементировани  с обеспечением возможности регулировани  величины и длительности гидравлического сигнала окончани  цементировани  и предотвращени  необходимости преждевременного снижени  темпа закачки последних порций цементного раствора. Сущность изобретени : по способу во врем  цементировани  пропускают нижнюю разделительную пробку. Нагнетают цементный раствор. Во врем  закачки его последних порций пускают дополнительную нижнюю разделительную пробку. После ее посадки вытесн ют цементный раствор в заколонное пространство. Вытеснение осуществл ют в режиме дросселировани  потока. Пускают верхнюю разделительную пробку. Закачивают продавочную жидкость в полость обсадной колонны. Цементный раствор вытесн ют в заколонное пространство. Эту операцию осуществл ют до посадки нижней разделительной пробки, В это врем  получают гидравлический сигнал окончани  цементировани . Устройство включает корпус с осевым каналом. На корпусе помещены манжеты. Осевой канал корпуса перекрывает диафрагма. Над ней в корпусе помещена вставка. Она выполнена с осевым каналом. Ее канал меньше осевого канала корпуса. При этом вставка выполнена в виде сменных штуцеров. Они выполнены с осевыми каналами разного диаметра. 2 с.и 1 з.п.ф-лы, 3 ил. Ё 00 оо Ы

Description

Изобретение относитс  к строительству скважин, в частности к процессу цементировани  обсадных колонн в скважине с приме- нением пробок дл  разделени  тампонажных жидкостей.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности способа за счет повышени 

надежности контрол  окончани  цементировани  с обеспечением возможности регулировани  величины и длительности гидравлического сигнала окончани  цементировани  и предотвращени  необходимости преждевременного снижени  темпа

закачки последних порций цементного раствора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед пуском верхней разделительной пробки во врем  закачки последних порций цементного раствора пускают дополнительную нижнюю разделительную пробку, а после посадки дополнительной нижней разделительной пробки вытеснение последних порций цементного раствора в за- колонное пространство осуществл ют в режиме дросселировани  его потока.

Устройство дл  цементировани  обсад- Ных колонн, включающее корпус с осевым каналом, манжеты, размещенные на корпусе , диафрагму, перекрывающую осевой канал , снабжено вставкой с осевым каналом, меньшим осевого канала корпуса, при этом вставка помещена в осевом канале корпуса над диафрагмой и выполнена в виде сменных штуцеров с осевыми каналами разного диаметра.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.

Наличие дополнительной нижней разделительной пробки (пробки-лидера) и контрольного объема цементного раствора между пробкой-лидером и верхней цементировочной пробкой в сочетании с сужением осевого канала в пробке-лидере определ ют стабильность гидравлического сигнала о посадке на ограничитель движени  и открытие осевого канала пробки-лидера , получаемого за счет дополнительного гидравлического сопротивлени , оказываемого сужающейс  частью осевого канала, которое измен ет давление нагнетани  рабочей жидкости в зависимости от диаметра сужени  и дает возможность получать сигнал не мгновенным, а раст нутым на определенный промежуток времени, в который включаетс  врем  прохождени  сигнала от забо  до усть  скважины, врем  визировани  и врем  остановки насосов.

На фиг. 1 изображена схема процесса цементировани  по данному изобретению; на фиг. 2 представлено схематически вертикальное сечение устройства дл  цементировани  обсадных колонн (пробки-лидера); на фиг. 3 - график изменени  давлени  закачки (расхода) рабочей жидкости при проведении процесса цементировани .

На фиг. 1 схематически показаны обсадна  колонна в процессе цементировани , когда нижн   цементировочна  пробка 1 продавлена цементным раствором 2, стопорное кольцо 3, дополнительна  нижн   разделительна  пробка (пробка-лидер) 4, контрольный объем цементного раствора 5,

верхн   разделительна  пробка б и прода- вочна  жидкость 7.

На фиг. 2 представлена пробка-лидер 4, котора  состоит из корпуса 8, диафрагмы 9,

манжет 10, укрепленных на корпусе 8. В корпусе 8 пробки 4 выполнен осевой канал 11, в котором помещена вставка 12 с сужением 13.

При осуществлении цементировани  по

предлагаемому способу после пуска нижней цементировочной пробки 1 и закачки необходимой порции цементного раствора 2, исключа  контрольный объем, в колонну пускают пробку-лидер 4 и закачивают контрольный объем цементного раствора 5, затем пускают верхнюю пробку 6 и закачивают продавочную жидкость 7. Контрольный объем цементного раствора 5 задают исход  из необходимой длительности

получаемого при посадке пробки-лидера 4 гидравлического сигнала.

V Q х (Тп + Тв Тост.), где Q - производительность закачки (расход ) рабочей жидкости, м3/с;

Тп - врем  прохождени  гидравлического сигнала к устью скважины, с;

Тв - врем , необходимое дл  надежной регистрации сигнала, с;

Тост. - врем , необходимое дл  остановки насоса, с.

Продавочной жидкостью комплекс пробка-лидер и контрольный объем цементного раствора - верхн   пробка, продавливаетс  до посадки пробки 4 на нижнюю

пробку 1 или ограничитель движени , после чего контрольный объем 5 начинает вытесн тьс  через осевой канал пробки 4. Площадь проходного сечени  сужени  12 осевого канала 11 определ ют, исход  из

величины необходимого перепада давлени , и рассчитывают по известной формуле:

где Q - производительность закачки рабочей жидкости, м/с;.

Г - коэффициент расхода дл  обычных условий равен 0.92-0,99 и как правило принимаетс  равным 0,95;

р- п-лотность рабочей жидкости, кГ/м3;

Д Р - перепад давлени  в сужении, Па.

Рекомендуетс  принимать значение ДР в пределах 21.06-Б 106 Па.

В момент прохождени  контрольного объема цементного раствора 6 через осевой канал 11 пробки 4 давление нагнетани  про- давочной жидкости возрастает на величину этого дополнительного перепада давлени  Д Р, обуславливаемого сужением 13 вставки

12 до значени  Рс (фиг.З). Увеличение давлени  закачки продавочной жидкости регистрируетс  на измерительных приборах, например на манометре (на чертеже не показано ), что служит сигналом о посадке пробки 4 на нижнюю пробку 1 или ограничитель движени  3. Регулирование времени ЛТ действи  сигнала Рс и регулирование величины сигнала Рс осуществл етс  изменением производительности закачки Q продавочной жидкости, что ведет к изменению перепада давлени  на сужении 13 вставки 12.

На фиг. 3 показаны изменени  давлени  АР и времени действи  сигнала ТтТ2 при различной производительности закачки продавочной жидкости, Т1 - момент посадки пробки 4 на ограничитель движени  3 и начала прохождени  контрольного объема цементного раствора 5 через осевой канал 11 пробки-лидера 4. 2- момент окончани  действи  сигнала Рс. При уменьшении производительности закачки Q продавочной жидкости врем  действи  сигнала Рс увеличиваетс  (на фиг, 3 обозначено пунктирными лини ми). При производительности закачки Qi имеем врем  Tt-Ta .при этом перепад давлени  уменьшаетс  до значени  АР;. Соответственно, при производительности закачки Q2 имеем врем  действи  сигнала Рс, равное T-I-T2.

При изменении условий цементировани  (изменение плотности и в зкости цементного раствора и т.п.) необходимые величины и длительности гидравлического сигнала получают путем применени  сменных штуцеров, измен   площадь сечени  сужени  13 вставки 12.

Таким образом, применение данного способа и устройства дл  цементировани  обсадных колонн позвол ет получать четко фиксируемый сигнал о посадке пробки на ограничитель движени , хорошо различимый на фоне помех, дает возможность повысить качество контрол  за процессом закачки рабочих жидкостей, т.е. сделать способ более эффективным, технологичным , снизить количество брака и аварий и св занных с ними простоев оборудовани . Применение данных изобретений позвол ет уже на стадии подготовки к цементировав нию задать оптимальные параметры процесса цементировани  и при этом исключить такую трудоемкую операцию, как замер откачиваемого объема рабочей жидкости , т.к. при данном способе замеру подлежит только контрольный объем тампо- 5 нажного раствора, который можно замерить с большой точностью, отказатьс  от преждевременного снижени  темпа закачйвани  продавочной жидкости.

Claims (3)

1. 0 Формула изобретени 

   1, Способ цементировани  обсадных колонн, включающий пуск нижней разделительной пробки, нагнетание цементного раствора, пуск верхней разделительной

   5 пробки, закачивание продавочной жидкости в полость обсадной колонны с вытеснением цементного раствора в заколонное пространство до посадки нижней разделительной пробки и получени  гидравлическо0 го сигнала окончани  цементировани ,о т - личающийс  тем, что, с целью . повышени  эффективности способа за счет повышени  надежности контрол  окончани  цементировани  с обеспечением воз5 можности регулировани  величины и длительности гидравлического сигнала окончани  цементировани  и предотвращени  необходимости преждевременного снижени  темпа закачки последних порций

   0 цементного раствора, перед пуском верхней разделительной пробки и во врем  закачки последних порций цементного раствора пускают дополнительную нижнюю разделительную пробку, а после посадки

   5 дополнительной нижней разделительной пробки вытеснение последних порций цементного раствора в заколонное пространство осуществл ют в режиме дросселировани  его потока.

   0

   .
2. 2. Устройство дл  цементировани  обсадных колонн, включающее корпус с осевым каналом, манжеты, размещенные на корпусе, диафрагму, перекрывающую осе5 вой канал, отличающеес  тем, что оно снабжено вставкой с осевым каналом, меньшим осевого канала корпуса, при этом вставка помещена в осевом канале корпуса над диафрагмой.

   0
3. 3. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что вставка выполнена в виде сменных штуцеров с осевыми каналами разного диаметра..

   Редактор М.Кузнецова

   Фиг. 3

   Составитель В.Шендеров

   Техред М.МоргенталКорректор О.Кравцова