RU2687834C1 - Column shoe - Google Patents

Column shoe Download PDF

Info

Publication number
RU2687834C1
RU2687834C1 RU2018129032A RU2018129032A RU2687834C1 RU 2687834 C1 RU2687834 C1 RU 2687834C1 RU 2018129032 A RU2018129032 A RU 2018129032A RU 2018129032 A RU2018129032 A RU 2018129032A RU 2687834 C1 RU2687834 C1 RU 2687834C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
side holes
central channel
shoe
holes
Prior art date
Application number
RU2018129032A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Мухаматуллович Зарипов
Анатолий Вениаминович Киршин
Альберт Равилевич Исхаков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2018129032A priority Critical patent/RU2687834C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687834C1 publication Critical patent/RU2687834C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/14Casing shoes for the protection of the bottom of the casing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to construction of oil and gas wells, in particular to equipment for tooling of lower part of casing string. Shoe block includes a body with a central channel, one end of which is intended for connection to a pipe string, a bushing inserted into the other end of the body, a central channel from below with a constriction, above which side holes are made. Bushing is inserted inside the housing with fixation by shear elements for sealing of side holes with the possibility of movement downwards to narrowing of the central channel of the housing under action of a throw ball and opening of side holes. On external surface of housing there are identical screw recesses interconnected in lower part with corresponding side holes.
EFFECT: improving quality of cementing of casing string due to good washing of well bore through central flushing channel during string lowering, reliable shutting of holes in horizontal bore of shoe after completion of blasting.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, в частности к оборудованию для оснастки нижней части обсадной колонны.The invention relates to the field of construction of oil and gas wells, in particular to equipment for tooling the lower part of the casing.

Известен башмак обсадной колонны (SU №1673725, МПК Е21 В 17/14, опубл. в бюл. №32 от 30.08.1991), содержащий металлический цилиндрический корпус с осевым каналом и жестко связанную с нижней частью корпуса бетонную направляющую насадку со сферической наружной поверхностью и осевым каналом, при этом с целью повышения надежности работы за счет улучшения проходимости и предотвращения забивания канала при спуске башмака он снабжен установленным перед бетонной направляющей насадкой и связанным с ним упругими штырями обтекателем, образующим с наружной поверхностью бетонной направляющей насадки кольцевую щель.The casing shoe is known (SU No. 1673725, IPC E21 B 17/14, published in Bull. No. 32 of August 30, 1991), which contains a metal cylindrical body with an axial channel and a concrete guide nozzle with a spherical outer surface rigidly connected to the lower part of the body. and with an axial channel, with the aim of improving reliability by improving the permeability and preventing clogging of the channel during the descent of the shoe, it is equipped with a fairing installed in front of the concrete guide nozzle and its associated elastic pins Concrete guide rail annular gap.

Недостатки данной конструкции:The disadvantages of this design:

- недостаточная промывка ствола скважины от шлама, находящегося непосредственно перед башмаком в процессе спуска обсадной колонны;- insufficient washing of the wellbore from the sludge located directly in front of the shoe in the process of lowering the casing;

- вибрации, которые возникают при промывке, могут дополнительно уплотнить находящийся перед башмаком шлам, что увеличит вероятность непрохождения колонны;- vibrations that occur during flushing, may further condense the sludge in front of the shoe, which will increase the likelihood of failure of the column;

- обтекатель не позволяет создать турбулентный поток цементного раствора.- the fairing does not allow to create a turbulent flow of cement mortar.

Наиболее близким по технической сущности является колонный башмак (RU №2574237, МПК Е21В 17/14, опубл. в бюл. №4 от 10.02.2016), включающий корпус, один конец которого предназначен для соединения с колонной труб, втулку, связанную с другим концом корпуса, направляющую насадку с центральным каналом, выполненную из легко разбуриваемого материала и помещенную в нижней части полости втулки, свободный нижний торец которой с направляющей насадкой выполнены скошенными, при этом втулка перед направляющей насадкой имеет боковые отверстия, выполненные по касательной относительно ее наружной поверхности, и имеет возможность проворота относительно корпуса, при осевом взаимодействии устройства с препятствием в стволе скважины, или вращения относительно корпуса при промывке скважины.The closest in technical essence is a column shoe (RU # 2574237, IPC Е21В 17/14, published in bul. № 4 dated 02/10/2016), including a body, one end of which is intended to be connected to a column pipe, a sleeve connected to another the end of the body, a guide nozzle with a central channel made of easily drilled material and placed in the lower part of the sleeve cavity, the free lower end of which with the guide nozzle is made obliquely, while the sleeve in front of the guide nozzle has side holes Flax on its outer surface, and has the ability to rotationally relative to the housing, the axial interaction of the device with an obstacle in the wellbore, or rotation relative to the housing when the well washed.

Недостатки данной конструкции:The disadvantages of this design:

- отверстия, выполненные по касательной к наружной поверхности корпуса, предназначены для лучшей промывки в процессе спуска колонны, но не позволяют продавливать цементный раствор в турбулентном режиме;- openings made tangentially to the outer surface of the body are designed for better flushing during the descent of the column, but do not allow for the cement mortar to be forced in the turbulent mode;

в горизонтальном стволе одно из отверстий может оказаться закрытым стенкой скважины, что плохо отразится на качестве цементирования;in a horizontal well, one of the holes may be closed by the well wall, which will have a bad effect on the quality of cementing;

- так как центральный канал имеет диаметр больше диаметра боковых отверстий, то в процессе продавки цементного раствора основной поток будет проходить через центральное отверстие, что тоже не позволит создать дополнительного перемешивания раствора.- since the central channel has a diameter greater than the diameter of the side holes, in the process of pumping cement mortar, the main flow will pass through the central hole, which also does not allow for additional mixing of the solution.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества цементирования обсадных колонн за счет хорошей промывки ствола скважины во время спуска колонны, лучшего замещения бурового раствора цементным за счет создания турбулентного потока цементного раствора и исключения перекрытия отверстий в горизонтальном стволе, а также надежного перекрытия отверстий башмака по окончании продавки.The technical task of the invention is to improve the quality of cementing casing due to good washing of the wellbore during the descent of the column, the best replacement of drilling mud cement due to the creation of a turbulent flow of cement mortar and eliminate the overlap of the holes in the horizontal wellbore, as well as reliable overlapping of the holes of the Shoe at the end of pushing .

Техническая задача решается колонным башмаком, включающим корпус с центральным каналом, один конец которого предназначен для соединения с колонной труб, втулку, вставленную в другой конец корпуса, центральный канал снизу снабжен сужением, выше которого выполнены боковые отверстия.The technical problem is solved column shoe, including a housing with a Central channel, one end of which is designed to connect to the column pipe, a sleeve inserted into the other end of the housing, the Central channel from the bottom is provided with a constriction above which the side holes are made.

Новым является то, что втулка вставлена внутрь корпуса с фиксацией срезными элементами для герметизации боковых отверстий с возможностью перемещения вниз до сужения центрального канала корпуса под действием бросового шара и открытия боковых отверстий, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены одинаковые винтовые выборки, сообщенные в нижней части с соответствующими боковыми отверстиями.New is that the sleeve is inserted into the body with fixing shear elements to seal the side holes with the ability to move down to narrowing the center channel of the body under the action of the throw ball and the opening of the side holes, while on the outer surface of the body made the same screw sample, reported in the bottom with corresponding side holes.

На фиг. 1 изображен колонный башмак во время спуска колонны в скважину с частичным разрезом.FIG. 1 shows a column shoe during the descent of a column into a well with a partial section.

На фиг. 2 изображен колонный башмак после достижения колонной заданного интервала установки и после сброса шара с частичным разрезом.FIG. 2 shows a column shoe after the column has reached a predetermined installation interval and after a ball has been dropped with a partial cut.

На фиг. 3 изображен колонный башмак после продавки цементного раствора и посадки продавочной пробки в посадочное место с частичным разрезом.FIG. 3 shows a column shoe after pushing cement mortar and planting a squeeze plug into the seat with a partial cut.

На фиг. 4 изображен общий вид колонного башмака и винтовые выборки, выполненные на нем.FIG. 4 shows a general view of the column shoe and screw samples made on it.

Колонный башмак состоит из корпуса 1 (фиг. 1) с центральным каналом 2. Верхний конец корпуса 1 предназначен для соединения (например, резьбой) с колонной обсадных труб (на фиг. не показаны). В нижний конец корпуса 1 вставлена втулка 3, центральный канал 2 снизу снабжен сужением 4, выше которого выполнены боковые отверстия 5. Втулка 3 вставлена внутрь корпуса 1 с фиксацией срезными элементами 6 для герметизации боковых отверстий 5 с помощью уплотнительных элементов 7 и возможностью перемещения вниз до сужения центрального канала 4 (фиг. 2) корпуса 1 под действием бросового шара 8 и открытия боковых отверстий 5. Кроме того, на наружной поверхности корпуса 1 выполнены одинаковые винтовые выборки 9 (фиг. 1 и 4), сообщенные в нижней части с соответствующими боковыми отверстиями 5. Продавка цементного раствора в затрубное пространство осуществляется продавочной пробкой 10 (фиг. 3), которая в нижней части имеет стопорное кольцо 11, а в центральном канале 2 (фиг. 1) корпуса 1 имеется соответствующая проточка 12 (фиг. 2) под стопорное кольцо 11 (фиг. 3). Колонный башмак работает следующим образом.The column shoe consists of a body 1 (FIG. 1) with a central channel 2. The upper end of the body 1 is intended to be connected (for example, by thread) with a casing column (not shown in the figures.). A sleeve 3 is inserted into the lower end of the housing 1, the central channel 2 is provided with a constriction 4 below, above which the side openings 5 are made. The sleeve 3 is inserted inside the housing 1 with shear elements 6 fixed to seal the lateral openings 5 using sealing elements 7 and move down to tapering the central channel 4 (Fig. 2) of the housing 1 under the action of the ball 8 and opening the side holes 5. In addition, on the outer surface of the housing 1, identical helical samples 9 (Figs. 1 and 4) are provided, which are connected in the lower part with side holes 5. The cement mortar is pumped into the annulus by squeezing plug 10 (Fig. 3), which has a locking ring 11 in the lower part, and a corresponding groove 12 is in the central channel 2 (Fig. 1) of the housing 1 (Fig. 2 ) under the retaining ring 11 (Fig. 3). Column shoe works as follows.

Колонный башмак устанавливается на первой трубе обсадной колонны (на фиг. не показана) и колонна спускается в скважину. В процессе спуска колонны производятся промежуточные промывки скважины для выноса накопившегося перед башмаком шлама. При этом промывка осуществляется через центральный канал 2 (фиг. 1) и сужение 4 корпуса 1. Втулка 3, установленная в нижней части центрального канала 2 корпуса 1, зафиксирована срезными элементами бис помощью уплотнительных элементов 7 надежно перекрывает боковые отверстия 5. По достижении обсадной колонной забоя производят окончательную промывку и в это же время в колонну обсадных труб сбрасывают шар 8 (фиг. 2). Шар 8 доходит до втулки 3, перекрывает центральное отверстие, при этом повышается давление, срезаются элементы 6 (фиг. 1), и втулка с шаром сдвигается вниз до сужения 4 (фиг. 2). При этом центральный канал 2 (фиг. 1) перекрывается, а боковые отверстия 5 (фиг. 2) открываются. Далее закачивают цементный раствор. После закачки расчетного объема цементного раствора вставляют продавочную пробку и буферной жидкостью проталкивают пробку вниз башмака. В процессе продавки в затрубное пространство, цементный раствор проходит через боковые отверстия 5 (фиг. 4) и винтовые выборки 9. При этом поток цементного раствора получает турбулентное движение, что приводит к лучшему перемешиванию цемента и замещению бурового раствора. Кроме того, если одно из отверстий оказалось закрытым нижней частью стенки скважины за счет винтовой выборки 9, он все равно будет продолжать выходить без затруднений.The column shoe is mounted on the first casing pipe (not shown in the FIG.) And the column is lowered into the well. In the process of descending the column, intermediate flushing of the well is carried out to remove accumulated sediment in front of the shoe. At the same time, flushing is carried out through the central channel 2 (Fig. 1) and the constriction 4 of the housing 1. The sleeve 3 installed in the lower part of the central channel 2 of the housing 1 is fixed by shearing bis elements using sealing elements 7 reliably blocks the side openings 5. Upon reaching the casing the face is the final flush and at the same time the ball 8 is dropped into the casing string (Fig. 2). The ball 8 reaches the sleeve 3, closes the central hole, this increases the pressure, cuts elements 6 (Fig. 1), and the sleeve with the ball moves down to the narrowing 4 (Fig. 2). In this case, the central channel 2 (FIG. 1) overlaps, and the side openings 5 (FIG. 2) open. Next, pumped cement mortar. After injection of the calculated volume of cement mortar, a squeeze plug is inserted and the cork is pushed down with a buffer liquid. In the process of pushing into the annulus, the cement slurry passes through the side holes 5 (Fig. 4) and screw samples 9. At the same time, the cement slurry flow receives a turbulent motion, which leads to better mixing of the cement and replacement of the drilling mud. In addition, if one of the holes turned out to be closed by the lower part of the borehole wall due to the screw sample 9, it will still go out without difficulty.

При достижении пробкой 10 (фиг. 3) колонного башмака стопорное кольцо 11 защелкивается в соответствующей проточке 12 (фиг. 2) и происходит фиксация пробки 10 (фиг. 3). При этом поднимается давление на манометре насоса, что означает конец продавки. Далее отключают насос, и скважина переводится на операцию затвердевания цемента. Зафиксированная продавочная пробка 10 работает при этом как обратный клапан, т.е. не дает цементу из затрубного пространства попадать обратно в обсадную трубу.When the stopper 10 (Fig. 3) reaches the column shoe, the locking ring 11 snaps into the corresponding groove 12 (Fig. 2) and the stopper 10 (Fig. 3) is fixed. This increases the pressure on the pump pressure gauge, which means the end of the pump. Next, turn off the pump, and the well is transferred to the operation of the cement hardening. The fixed flush plug 10 acts as a non-return valve, i.e. prevents cement from the annulus from falling back into the casing.

Предлагаемая конструкция колонного башмака позволяет повысить качество цементирования обсадных колонн за счет хорошей промывки ствола скважины через центральный промывочный канал во время спуска колонны, улучшить замещение бурового раствора цементным за счет создания турбулентного потока цементного раствора и исключить перекрытие отверстий в горизонтальном стволе, а также надежно перекрыть отверстия башмака по окончании продавки.The proposed construction of the shoe allows you to improve the quality of casing cementing due to good washing of the wellbore through the central flushing channel during the descent of the column, improve the replacement of drilling mud cement by creating a turbulent flow of cement mortar and eliminate the overlapping holes in the horizontal wellbore, and also reliably block the holes Shoe at the end of delivery.

Claims (1)

Колонный башмак, включающий корпус с центральным каналом, один конец которого предназначен для соединения с колонной труб, втулку, вставленную в другой конец корпуса, центральный канал снизу снабжен сужением, выше которого выполнены боковые отверстия, отличающийся тем, что втулка вставлена внутрь корпуса с фиксацией срезными элементами для герметизации боковых отверстий с возможностью перемещения вниз до сужения центрального канала корпуса под действием бросового шара и открытия боковых отверстий, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены одинаковые винтовые выборки, сообщенные в нижней части с соответствующими боковыми отверстиями.Column shoe, comprising a housing with a central channel, one end of which is designed to connect to the column pipe, a sleeve inserted into the other end of the housing, the central channel from the bottom is provided with a taper, above which there are side openings, characterized in that the sleeve is inserted into the housing with shear fixation elements for sealing the side holes with the ability to move down to narrowing the center channel of the housing under the action of the rejection ball and opening the side holes, while on the outer surface of the core Pusa made the same screw samples, reported in the lower part with the corresponding side holes.
RU2018129032A 2018-08-06 2018-08-06 Column shoe RU2687834C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129032A RU2687834C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Column shoe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129032A RU2687834C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Column shoe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687834C1 true RU2687834C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66578893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129032A RU2687834C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Column shoe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687834C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212879U1 (en) * 2022-06-09 2022-08-11 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Casing shoe with rotating guide nozzle

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1673725A1 (en) * 1989-08-10 1991-08-30 Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Casing shoe
WO1999037881A2 (en) * 1998-01-24 1999-07-29 Downhole Products Plc Tubing shoe
RU2296206C2 (en) * 2005-03-02 2007-03-27 Закрытое акционерное общество "Нефтемашвнедрение" Disconnector
US20100025120A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Tesco Corporation (Us) Casing Shoe and Retrievable Bit Assembly
RU97764U1 (en) * 2010-06-03 2010-09-20 Анатолий Константинович Дудаладов COLUMN SHOE (OPTIONS)
RU2436927C2 (en) * 2006-05-15 2011-12-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Drilling reamer lowered on casing pipe or shank, and method of its drilling
US8657036B2 (en) * 2009-01-15 2014-02-25 Downhole Products Limited Tubing shoe
RU2574237C1 (en) * 2014-11-11 2016-02-10 Владимир Иванович Ванифатьев String shoe

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1673725A1 (en) * 1989-08-10 1991-08-30 Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Casing shoe
WO1999037881A2 (en) * 1998-01-24 1999-07-29 Downhole Products Plc Tubing shoe
RU2296206C2 (en) * 2005-03-02 2007-03-27 Закрытое акционерное общество "Нефтемашвнедрение" Disconnector
RU2436927C2 (en) * 2006-05-15 2011-12-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Drilling reamer lowered on casing pipe or shank, and method of its drilling
US20100025120A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Tesco Corporation (Us) Casing Shoe and Retrievable Bit Assembly
US8657036B2 (en) * 2009-01-15 2014-02-25 Downhole Products Limited Tubing shoe
RU97764U1 (en) * 2010-06-03 2010-09-20 Анатолий Константинович Дудаладов COLUMN SHOE (OPTIONS)
RU2574237C1 (en) * 2014-11-11 2016-02-10 Владимир Иванович Ванифатьев String shoe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212879U1 (en) * 2022-06-09 2022-08-11 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Casing shoe with rotating guide nozzle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2595122C1 (en) Method for cementing shank in well and device therefor
RU2614342C1 (en) Return valve for drilling strings
RU2687834C1 (en) Column shoe
RU2570696C1 (en) Device for cementation of casing pipe string in well
RU174630U1 (en) COUPLING FOR STAGE CEMENT CEMENTING
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2613405C1 (en) Device for interval formation treatment in open horizontal shaft of well
RU2400618C1 (en) Device for stage cementing of casing pipe
RU64682U1 (en) DEVICE FOR INSTALLATION AND SEALING OF A HOLE OF A CASING HOLE IN A WELL
RU2626108C2 (en) Method of well casing by tail pipe with bottomhole screen
RU2725398C1 (en) Method of shank installation in well
RU2542062C1 (en) Device for formation treatment in horizontal well
RU2326231C1 (en) Flap for casing string
RU62651U1 (en) DEVICE FOR INSTALLATION AND SEALING OF A HOLE OF A CASING HOLE IN A WELL
RU2266391C1 (en) Device for pipe liner installation and sealing in well
RU2307232C1 (en) Device for casing pipe cementing inside well
RU2431734C1 (en) Device for development of reservoirs in well
RU2382176C1 (en) Underground equipment with device for cleaning of settling well of methane-coal hole during its development and maintenance
RU2439309C1 (en) Oil well development device
RU2367773C1 (en) Well cementing device
RU2782908C1 (en) Device for running and cementing a liner in a well
RU2741885C1 (en) Well formation treatment device
RU2813603C1 (en) Check valve for casing strip
CN204299541U (en) Tubing pump blowout hookup
RU2809392C1 (en) Device for running and cementing liner with rotation