RU2010950C1

RU2010950C1 - Aggregate for a concrete bridge mounting

Info

Publication number: RU2010950C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Куртов; К.Г. Аллахвердиев; Ф.Ш. Гасанов
Original assignee: Куртов Вениамин Дмитриевич
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: boreholes exploitation. SUBSTANCE: aggregate has a body and joints for sideways cleansing boreholes. The joints are hydraulically connected to the body and are made in the form of guiding bushes, that are rigidly fixed to the body. The bushes are radially placed in relation to the axis of the body. Branch pipes are placed in the guiding bushes, spring-loaded relatively to them and are capable to move their axes relatively to guiding bushes and beyond the limits of the body. The aggregate has hydromonitoring nozzles, that are placed in the branch pipes outlets. EFFECT: aggregate increases reliability of operation during concrete bridge mounting in cavernous zone of boreholes. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к бурению глубоких скважин на нефть и газ, в частности к технике и технологии установки разделительных мостов в открытом стволе скважины. The invention relates to the mining industry, more specifically to the drilling of deep wells for oil and gas, in particular to the equipment and technology for installing dividing bridges in an open wellbore.

Известен способ установки цементного моста в скважине, включающий спуск в скважину заливочной колонны, закачку и продавку через нее тампонажного раствора [1] . A known method of installing a cement bridge in the well, including the descent into the well of the casting column, injection and forcing through it cement slurry [1].

Так как при данном способе не обеспечено полное вытеснение загустевших масс бурового раствора из кавернозной части открытого ствола скважины, то качество моста в большинстве неудовлетворительное и не пригодно для зарезки второго ствола скважины. Since this method does not completely displace the thickened mass of drilling fluid from the cavernous part of the open wellbore, the quality of the bridge is generally unsatisfactory and unsuitable for killing the second wellbore.

Известен способ очистки кавернозной части ствола скважины, включающий спуск колонны труб, оборудованной узлом для боковой промывки, и закачку через нее промывочной жидкости [2] . A known method of cleaning the cavernous part of the wellbore, including the descent of the pipe string, equipped with a node for side washing, and pumping through it the washing liquid [2].

Так как при данном способе колонну труб вращают с помощью турбобура, то его нельзя применить для установки цементного моста. Кроме этого, в данном способе не используется гидромониторные узлы. Поэтому глубокой очистки каверн достигнуть невозможно. Следовательно, установленный после такой очистки цементный мост будет низкого качества. Since with this method the pipe string is rotated using a turbodrill, it cannot be used to install a cement bridge. In addition, in this method is not used hydromonitor units. Therefore, deep cleaning of the caverns is impossible to achieve. Therefore, the cement bridge installed after such cleaning will be of poor quality.

Целью изобретения является повышение качества моста в кавернозной части ствола скважины за счет полного заполнения ее тампонажным раствором. The aim of the invention is to improve the quality of the bridge in the cavernous part of the wellbore by completely filling it with grouting mortar.

Эта цель достигается тем, что в известном способе установки цементного моста в скважине, включающем спуск в скважину заливочной колонны, оборудованной узлом для боковой промывки, закачку и продавку через нее тампонажного раствора, в момент начала выхода тампонажного раствора в заколонное пространство заливочную колонну начинают поднимать с одновременным ее вращением и такой режим продавливания тампонажного раствора поддерживают в течение всего времени заполнения заколонного пространства тампонажным раствором, при этом подъем заливочной колонны ведут со скоростью, не более чем определяемой по формуле:
Y₁=

где Y₁ - скорость подъема заливочной колонны в интервале установки моста, м/с;
S - средняя величина площади поперечного сечения ствола скважины в интервале установки моста, м²;
К - коэффициент потерь цементного раствора.This goal is achieved by the fact that in the known method of installing a cement bridge in a well, including lowering a casting column into the well equipped with a side flushing unit, injecting and pushing grouting through it, at the moment the grouting mortar enters the annular space, the casting column is lifted from its simultaneous rotation and such a mode of grouting grouting support throughout the entire time filling the annular space with grouting mortar, while lifting ary lead column at a rate not more than determined by the formula:
Y ₁ =

where Y ₁ - the lifting speed of the casting column in the interval of installation of the bridge, m / s;
S is the average value of the cross-sectional area of the wellbore in the interval of installation of the bridge, m ² ;
K is the coefficient of loss of cement.

Известно устройство для установки цементного моста в скважине, включающее корпус с узлами для боковой промывки скважины, содержащими гидромониторные насадки [3] . A device for installing a cement bridge in the well, comprising a housing with nodes for side flushing the well, containing hydraulic nozzles [3].

В данном устройстве узлы для боковой промывки выполнены в виде гибких шлангов. Поэтому его нельзя применять в тех случаях, когда при цементировании нужно вращать или расхаживать заливочную колонну. Устройство можно применить только при небольшой по длине каверне, когда весь ее объем будет накрыт его узлами для боковой промывки. In this device, the nodes for side flushing are made in the form of flexible hoses. Therefore, it cannot be used in cases where the cementing column needs to be rotated or paced. The device can be used only with a small cavity, when its entire volume will be covered by its nodes for side flushing.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет увеличения прочности его узлов для боковой промывки. The aim of the invention is to increase the reliability by increasing the strength of its nodes for side washing.

Эта цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус с узлами для боковой промывки, содержащими гидромониторные насадки, узлы для боковой промывки выполнены телескопическими, состоящими из направляющей втулки и выдвижного патрубка, установленного с возможностью его выдвижения из корпуса в момент промывки скважины и захождения его внутрь корпуса при прекращении промывки, при этом гидромониторная насадка укреплена на конце выдвижного патрубка с его внешней стороны. Новым в предлагаемом устройстве является и то, что оно содержит парное количество узлов для боковой промывки скважины, при этом в каждой такой паре узлов гидромониторные насадки выдвигаются в момент промывки скважины в противоположные стороны. This goal is achieved by the fact that in the known device, comprising a housing with nodes for side flushing, containing hydraulic nozzles, the nodes for side flushing are telescopic, consisting of a guide sleeve and a telescopic nozzle installed with the possibility of its extension from the housing at the time of washing the well and entering it inside the housing when washing is stopped, while the hydraulic nozzle is mounted on the end of the extension pipe from its outer side. New in the proposed device is the fact that it contains a pair of nodes for lateral flushing of the well, while in each such pair of nodes hydromonitor nozzles extend at the time of flushing the well in opposite directions.

На фиг. 1 приведена схема установки цементного моста, момент заполнения заколонного простpанства тампонажным раствором; на фиг. 2 - устройство для осуществления предлагаемого способа. In FIG. 1 shows a diagram of the installation of a cement bridge, the moment of filling the annular space with cement slurry; in FIG. 2 - a device for implementing the proposed method.

На фиг. 1 показана скважина 1, в которую спущена заливочная колонна 2 с устройством 3 для осуществления предлагаемого способа, имеющего узлы 4 для боковой промывки скважины. Нижняя часть открытого ствола скважины 1 заполнена тампонажным раствором 5, выходящим из узлов 4 в момент подъема с вращением заливочной колонны 2. Заколонное пространство 6 заполнено буровым раствором 7. При необходимости применения разделительных пробок и контроля за их положением в заливочной колонне 2 над устройством 3 может быть установлено устройство для контролируемой заливки цементного моста (не показано). In FIG. 1 shows a well 1, into which a casting column 2 is lowered with a device 3 for implementing the proposed method, having nodes 4 for lateral flushing of the well. The lower part of the open borehole 1 is filled with grouting mortar 5, leaving the nodes 4 at the time of lifting with rotation of the casting column 2. The annulus 6 is filled with drilling fluid 7. If necessary, use separation plugs and control their position in the casting string 2 above device 3 may a device for the controlled pouring of a cement bridge (not shown) should be installed.

Предлагаемое устройство 3 для осуществления способа установки цементных мостов состоит из корпуса 8 с направляющей пробкой 9 и узлами 4 для боковой промывки скважины. Количество узлов 4 парное, благодаря этому обеспечивается центрирование устройства в скважине 1. Это обеспечивает более равномерное воздействие промывки на кавернозную часть открытого ствола скважины 1. При этом в каждой паре узлы 4 установлены в одной плоскости (вернее их осевые линии), но направлены в противоположные стороны. Количество пар узлов 4 может быть любым (определяется мощностью цементировочных агрегатов, глубиной установки моста и пр. ), но не менее двух пар. В этом случае обеспечивается центрация устройства 3 в скважине 1. The proposed device 3 for implementing the method of installing cement bridges consists of a housing 8 with a guide plug 9 and nodes 4 for side flushing of the well. The number of nodes 4 is paired, this ensures centering of the device in the well 1. This provides a more uniform effect of flushing on the cavernous part of the open wellbore 1. Moreover, in each pair, the nodes 4 are installed in the same plane (or rather their centerlines), but are directed in opposite side. The number of pairs of nodes 4 can be any (determined by the power of cementing aggregates, the depth of the bridge, etc.), but not less than two pairs. In this case, the centering of the device 3 in the well 1 is ensured.

Узлы 4 выполнены телескопическими и состоят из направляющей втулки 10, вставленного в нее выдвижного патрубка 11, подпружиненного с помощью пружины 12. Втулка 10 укреплена в корпусе 8 и имеет паз "а" для захода внутрь патрубка 11 жидкости, а с противоположного конца - внутренний буртик 13. Патрубок 11 имеет наружный буртик 14. Внутри патрубка 11 укреплена гидромониторная насадка 15. Пружина 12 установлена в кольцевом пространстве между патрубком 11 и направляющей втулкой 10 и буртиками 13 и 14. В направляющей пробке 9 имеется канал 16, который в процессе установки моста перекрывается бросовым органом (шаром), который на чертежах не показан. The nodes 4 are made telescopic and consist of a guide sleeve 10, a retractable nozzle 11 inserted into it, spring-loaded with a spring 12. The sleeve 10 is mounted in the housing 8 and has a groove "a" for the fluid nozzle 11 to enter inside, and an inner flange at the opposite end 13. The nozzle 11 has an outer flange 14. Inside the nozzle 11, a hydromonitor nozzle is fixed 15. The spring 12 is installed in the annular space between the nozzle 11 and the guide sleeve 10 and the beads 13 and 14. In the guide tube 9 there is a channel 16, which is installed in the process Application bridge overlaps dumping body (ball) which is not shown.

Цементный мост по предлагаемому способу устанавливают следующим образом. Устройство 3 на заливочной колонне 2 спускают в скважину 1 на необходимую глубину и производят ее промывку через канал 16 в направляющей пробке 9. Перед закачкой тампонажного материала 5 в колонну 2 бросают бросовый орган (шар), который перекрывает канал 16. С этого момента вся прокачиваемая через заливочную колонну 2 жидкость выходит в затрубное пространство 6 только через узлы 4 для боковой промывки скважины 1. В заливочную колонну 2 закачивают тампонажный раствор 5 и продавливают его расчетным количеством бурового раствора 7. Конец заливочной колонны 2 устанавливают на 1-2 м ниже подошвы устанавливаемого цементного моста. Чтобы заливочную колонну не прихватило, ее расхаживают или вращают. The cement bridge according to the proposed method is installed as follows. The device 3 on the casting column 2 is lowered into the well 1 to the required depth and is flushed through the channel 16 in the guide plug 9. Before pumping the grouting material 5 into the column 2, a thrown body (ball) is thrown that covers the channel 16. From this moment, all pumped through the pouring column 2, the fluid enters the annulus 6 only through the nodes 4 for lateral flushing of the well 1. The grouting mortar 5 is pumped into the casting column 2 and forced through with the estimated amount of drilling mud 7. The end of the filler to columns 2 are installed 1-2 m below the bottom of the cement bridge to be installed. So that the casting column does not pick up, it is paced or rotated.

Как только тампонажный раствор 5 начинает выходить через узлы 4 для боковой промывки скважины 1, заливочную колонну 2 начинают поднимать с одновременным ее вращением. Скорость вращения составляет 30-40 об/мин или подбирают путем установки на роторе специальной большой звездочки. Такой режим продавливания тампонажного раствора 5 в заколонное пространство ведут в течение всего времени заполнения затрубного пространства 6 на всю высоту h цементного моста. Это условие обеспечивается, если скорость подъема заливочной колонны определена по формуле:
Y₁=

, где Y₁ - скорость подъема заливочной колонны 2 в интервале установки цементного моста, м/с;
S - средняя величина площади поперечного сечения скважины, м²;
К - коэффициент потерь тампонажного раствора (на смешение с буровым раствором 7, потери на стенках заливочной колонны и пр. ). Как правило, на практике этот коэффициент принимают равным 1,2.As soon as the cement slurry 5 begins to exit through the nodes 4 for lateral flushing of the well 1, the casting column 2 begin to lift with its simultaneous rotation. The rotation speed is 30-40 rpm or is selected by installing a special large sprocket on the rotor. This mode of forcing the grouting mortar 5 into the annular space is carried out during the entire time of filling the annular space 6 to the entire height h of the cement bridge. This condition is provided if the lifting speed of the casting column is determined by the formula:
Y ₁ =

where Y ₁ - the lifting speed of the casting column 2 in the interval of installation of the cement bridge, m / s;
S is the average value of the cross-sectional area of the well, m ² ;
K is the loss coefficient of cement slurry (for mixing with the drilling fluid 7, losses on the walls of the casting string, etc.). As a rule, in practice, this coefficient is taken equal to 1.2.

Это условие определяется из следующего. This condition is determined from the following.

Пусть средняя величина площади поперечного сечения скважины - S, высота моста n, производительность насосов во время продавки тампонажного раствора 5 в затрубное пространство q. Тогда объем цементного раствора 5 для моста определяется по следующей формуле
Q = S x n x K.Let the average value of the cross-sectional area of the well be S, the height of the bridge n, the performance of the pumps during the delivery of grouting mortar 5 into the annulus q. Then the volume of cement mortar 5 for the bridge is determined by the following formula
Q = S xnx K.

Такое количество тампонажного раствора 5 продавлено за время Т, определяемое по формуле
T =

=

.Such an amount of cement slurry 5 is pressed through during time T, determined by the formula
T =

=

.

Скорость подъема заливочной колонны 2 в интервале установки моста определяется по известной формуле
Y₁=

=

.The lifting speed of the casting column 2 in the interval of installation of the bridge is determined by the well-known formula
Y ₁ =

=

.

При подъеме с такой скоростью все участки кавернозной части открытого ствола скважины подвергаются гидравлическому воздействию гидромониторных струй, выходящих из насадок 15. Загущенные массы бурового раствора 7 вымываются закачиваемым в затрубное пространство 6 тампонажным раствором 5. Причем затрубное пространство 6 равномерно заполняют на всю высоту устанавливаемого моста тампонажным раствором 5. После продавливания тампонажного раствора 5 заливочную колонну 2 поднимают до верхней отметки цементного моста и прямой или обратной промывкой смывают излишки тампонажного раствора 5 и скважина 1 оставляется на ОЗЦ. When lifting at this speed, all parts of the cavernous part of the open wellbore are exposed to hydraulic pressure from jet jets emerging from nozzles 15. The thickened mass of drilling mud 7 is washed with cement slurry 5 injected into the annulus 6. Moreover, the annular space 6 is evenly filled to the entire height of the installed cement slurry bridge mortar 5. After forcing the grouting mortar 5, the casting column 2 is raised to the upper mark of the cement bridge and direct or reverse washing away excess cement slurry 5 and well 1 is left on the bcc.

Предлагаемый способ позволяет качественно установить цементный мост в наиболее тяжелых условиях: в кавернозной части ствола скважины и на больших глубинах, где известными способами установить прочный мост не удается. Это требование особенно жесткое при зарезках вторых стволов на больших глубинах, когда приходится несколько раз устанавливать цементные мосты и многократно пытаться зарезать второй ствол. The proposed method allows to qualitatively install a cement bridge in the most difficult conditions: in the cavernous part of the wellbore and at great depths, where it is not possible to establish a strong bridge by known methods. This requirement is especially stringent when cutting second shafts at great depths, when you have to install cement bridges several times and repeatedly try to kill the second trunk.

Применение предлагаемого способа установки цементного моста в скважине и устройства для его осуществления позволяет снизить расходы средств и времени на зарезку вторых стволов (и в других случаях установки мостов в кавернозной части открытого ствола скважины). The application of the proposed method of installing a cement bridge in the well and a device for its implementation can reduce the cost of funds and time for cutting the second trunks (and in other cases, the installation of bridges in the cavernous part of the open wellbore).

Способ принят для испытаний на предприятиях п. о. "Укрнефть" и ПМУБР п. о. "Каспморнефть". (56) Авторское свидетельство СССР N 1458555, кл. Е 21 В 33/14, 1987. The method adopted for testing at enterprises p. Ukrnafta and PMUBR Caspmorneft. (56) Copyright certificate of the USSR N 1458555, cl. E 21 B 33/14, 1987.

В. И. Иванников. Профилактическая очистка скважин. Информационный сборник "Научно-технические достижения и передовой опыт, рекомендуемые для внедрения в нефтяной промышленности". - М. : ВНИИОЭНГ, вып. 9, 1991, с. 22. V.I. Ivannikov. Preventative cleaning of wells. Information collection "Scientific and technological achievements and best practices recommended for implementation in the oil industry." - M.: VNIIOENG, issue. 9, 1991, p. 22.

Авторское свидетельство СССР N 488001, кл. Е 21 В 33/14, 1973. USSR author's certificate N 488001, cl. E 21 B 33/14, 1973.

Claims

DEVICE FOR INSTALLING A CEMENT BRIDGE, including a housing, hydraulically connected units for lateral flushing of wells and hydraulic nozzles, characterized in that, in order to increase the reliability of the device when installing a cement bridge in the cavernous zone, the units for lateral flushing of wells are made in the form guide bushings rigidly connected to the housing and installed radially relative to its axis, and placed in the guide bushings of nozzles, spring-loaded relative to the guide bushings and installed with the possibility of axial movement relative to the latter outside the housing, and the monitor nozzles are installed in the nozzles from their outer side.