RU2773092C1 - Способ крепления хвостовика в скважине с последующим гидроразрывом пласта и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способам и устройствам для крепления хвостовика в скважине для последующего проведения гидроразрыва пласта через хвостовик. Способ включает присоединение нижней части корпуса устройства с хвостовиком отцепным устройством через верхнюю часть корпуса устройства для цементирования хвостовика к нижнему концу транспортировочной колонны труб, спуск в скважину хвостовика на заданную глубину, закачку в транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с устья скважины вслед за последней порцией тампонажного раствора продавочной пробки и продавку ее продавочной жидкостью до фиксации ее в посадочном седле блока конических манжет, создание избыточного давления с дальнейшим срезом винтов и перемещением подвесной цементировочной пробки в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного давления вниз до стоп-кольца и получения сигнала о завершении процесса цементирования, промывку излишков тампонажного раствора промывочной жидкостью и отсоединение транспортировочной колонны труб. Отцепное устройство выполняют в виде как минимум двух срезных элементов, выше и ниже срезных элементов на равном расстоянии от них выполняют радиальные проточки с герметизирующими манжетами. Подвесную цементировочную пробку устанавливают в кольцевом сужении установочной втулки верхней части корпуса и фиксируют относительно установочной втулки при помощи срезных винтов, после их среза под действием давления перемещают подвесную цементировочную пробку вниз до посадки в стоп-кольцо, установленное в нижней части хвостовика, для чего внутренний диаметр поверхности нижней части корпуса, контактирующей с блоком конических манжет подвесной цементировочной пробки, выбирают равным внутреннему диаметру спускаемого в скважину хвостовика. На торце верхней части корпуса выполняют встречные шлицы, а на торце нижней части – пазы с возможностью их совмещения. На торце нижней части корпуса с внутренней стороны выполняют конусную проточку. После отсоединения транспортировочной колонны труб скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента и проводят перфорирование хвостовика, далее в скважину спускают герметизирующий узел с конусным окончанием, оснащенный кольцевыми герметизирующими манжетами, с возможностью совмещения с конусной проточкой нижней части корпуса, проводят гидравлический разрыв пласта. Технический результат заключается в создании надежной, маломодульной и простой в применении конструкции, обеспечивающей доставку хвостовика в скважину, повышение эффективности крепления хвостовика за счет повышения качества цементной крепи, совмещения операций крепления и вращения хвостовика, гарантированного отсоединения колонны труб от хвостовика независимо от его длины и в любом интервале скважины с любой сложностью и направлением ствола, а также создание герметичного стыка хвостовика с рабочей колонной для гарантированного и качественного проведения гидроразрыва пластов через хвостовик. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам для крепления хвостовика в открытом и обсаженном стволе скважины для последующего проведения гидроразрыва пласта через хвостовик.

Известно устройство для цементирования хвостовика в скважине (патент RU №134574, МПК Е21В 33/13, Е21В 33/14, опубл. 20.11.2013, бюл. № 32), содержащее установочную муфту для присоединения устройства к транспортировочной колонне труб, корпус, хвостовик, клапанный узел в виде подпружиненного обратного клапана и башмак. В стенке установочной муфты выполнены радиальные отверстия, в которых установлены разрушаемые под гидравлическим давлением диафрагмы, при этом она присоединена к корпусу на левой резьбе, внутри корпуса на срезаемых винтах установлена подвесная цементировочная пробка в виде блока эластичных конических манжет с сердечником с центральным проходным каналом и посадочным седлом в верхней части под сбрасываемую с устья скважины цементировочную пробку и посадочным конусом, выполненным на нижнем упорном кольце блока конических манжет для посадки в седло стоп-кольца, установленного в стыке между нижним торцом хвостовика и верхним торцом переходника клапанного узла, в соединяющей их муфте.

Данным устройством осуществляют способ цементирования хвостовика в скважине, включающий присоединение хвостовика на левой резьбе установочной муфты к нижнему концу транспортировочной колонны труб, спуск в скважину на заданную глубину, закачку после порции буферной жидкости в транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с устья скважины вслед за последней порцией цементного раствора цементировочной пробки и продавливание ее продавочной жидкостью до фиксации ее в посадочном седле сердечника блока конических манжет, создание избыточного давления, под действием которого срезаются винты и цементировочная пробка в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного давления перемещается вниз до стоп-кольца, в котором посадочный конус кольца плотно садится в седло стоп-кольца, при этом тампонажный раствор из полости хвостовика полностью поступает в заколонное пространство, а обратный клапан предотвращает вход раствора в полость хвостовика из заколонного пространства, повышение давления до расчетного для разрушения диафрагмы с открытием отверстий, через которые промывочной жидкостью отмывают излишки раствора созданием прямой циркуляции, отсоединение вращением от корпуса установочной муфты с транспортировочной колонной труб, которые поднимают их на поверхность.

Недостатками способа и устройства являются:

- невозможность вращения хвостовика в процессе его спуска в заданный интервал скважины и в процессе цементирования, что затрудняет его прохождение в зоне искривления ствола скважины и шламовых подушек, а также не дает качественного замещения тампонажного раствора в затрубном пространстве;

- отсоединение транспортировочной колонны от хвостовика осуществляется посредством левой резьбы, что делает проблематичным или даже невозможным отсоединение при малой длине хвостовика.

Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство для цементирования хвостовика в скважине (патент RU №2595122, МПК Е21В 33/14, опубл. 20.08.2016, бюл. № 23) Способ включает присоединение хвостовика с нижним башмаком отцепным устройством через установочную муфту к нижнему концу транспортировочной колонны труб, спуск в скважину хвостовика на заданную глубину, закачку в транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с устья скважины вслед за последней порцией цементного раствора пробки и продавка ее продавочной жидкостью до фиксации ее в седле сердечника блока конических манжет, создание избыточного давления, под действием которого срезаются винты и пробка в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного давления перемещается вниз до стоп-кольца, в котором посадочный конус кольца плотно садится в седло стоп-кольца, при этом тампонажный раствор из полости хвостовика полностью поступает в заколонное пространство, а обратный клапан предотвращает вход раствора в полость хвостовика из заколонного пространства, повышение давления до расчетного для разрушения диафрагмы с открытием отверстий, через которые промывочной жидкостью отмывают излишки раствора созданием прямой циркуляции, отсоединение от корпуса установочной муфты с транспортировочной колонной труб за счет сброса шара и высвобождения удерживающих шариков, которые поднимают их на поверхность.

Устройство для цементирования хвостовика в скважине содержит корпус с верхней частью, включающей установочную муфту, для присоединения устройства к транспортировочной колонне труб и нижней частью, включающей хвостовик, башмак с клапанным узлом, отверстие с разрушаемой под гидравлическим давлением диафрагмой, при этом верхняя часть корпуса с муфтой присоединена к нижней части корпуса отцепным устройством, внутри корпуса на срезаемых винтах установлена подвесная цементировочная пробка в виде блока эластичных конических манжет с сердечником с центральным проходным каналом и посадочным сед-лом под сбрасываемую с устья скважины пробку и посадочным конусом, выполненным на нижнем упорном кольце блока конических манжет для посадки в седло стоп-кольца, причем отверстие с диафрагмой выполнено в корпусе ниже муфты, ниже которого в корпусе выполнено кольцевое сужение в зоне фиксации срезными винтами подвесной пробки, причем диаметр сужения на 2-6 мм меньше внутреннего диаметра хвостовика, сбрасываемая пробка выполнена в виде технологического шара с плотностью, близкой к плотности тампонажного раствора, при этом на верхнем торце корпуса хвостовика выполнены пазы под наружные выступы, выполненные на поверхности муфты, а отцепной механизм выполнен в виде шариков, встав-ленных в радиальные отверстия муфты и взаимодействующих снаружи с внутренней выборкой корпуса хвостовика, а изнутри подпертых седлом под бросовый шар, причем минимальный внутренний диаметр седла больше диаметра технологического шара, и седло снабжено выше радиальных отверстий наружной цилиндрической проточкой, зафиксировано срезными элементами в верхнем положении и вы-полнено с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезных элементов до взаимодействия шариков с проточкой и выхода шариков из взаимодействия с кольцевой выборкой корпуса, при этом клапанный узел выполнен в виде втулки с верхним глухим осевым каналом, в котором размещено стоп-кольцо, и сообщенными с осевым каналом ниже стоп-кольца радиальными канала-ми, сообщающими пространство башмака над и под втулкой, причем втулка зафиксирована в башмаке срезными винтами в верхнем положении и выполнена с возможностью ограниченного перемещения вниз после разрушения срезных винтов с герметичным перекрытием полости башмака и фиксации замковым механизмом в нижнем положении, причем замковый механизм выполнен в виде пружинного кольца, вставленного в кольцевую выборку снаружи втулки и выполненного с возможностью взаимодействия с внутренней кольцевой выборкой внутри башмака в нижнем положении втулки.

Недостатками указанного способа и устройства являются:

- соединение установочной муфты и хвостовика осуществляют за счет шариков, существует вероятность оставления шариков в радиальных отверстиях муфты в начальном положении и возникает риск отсутствия отцепа хвостовика;

- сужения внутри устройства за счет наличия седла под бросовый шар, через который проходит продавочная пробка, может привести к заклиниванию пробки внутри седла, или сдвигу седла раньше расчетного времени и как следствие получению аварийной ситуации;

- наличие мембраны в промывочном окне также является слабым узлом, подверженным перепадам давления как с наружной, так и с внутренней части устройства, что в свою очередь также может привести к преждевременному открытия промывочных окон и неправильной работе отцепного устройства в целом;

- отсутствует возможность герметичного соединения рабочей колонны с хвостовиком после отцепа его отцепа от транспортировочной колонны, как следствие, невозможность проведения в таком хвостовике гидроразрыва пласта с нагнетанием больших давлений.

Техническими задачами являются создание надежной, мало модульной и простой в применении конструкции, обеспечивающей доставку хвостовика в скважину, повышение эффективности крепления хвостовика за счет повышения качества цементной крепи, совмещения операций крепления и вращения обсадного хвостовика, гарантированного отсоединения колонны труб от хвостовика независимо от его длины и в любом интервале скважины с любой сложностью и направлением ствола, а также создание герметичного стыка хвостовика с рабочей колонной для гарантированного и качественного проведения гидроразрыва пластов через хвостовик.

Технические задачи решаются способом крепления хвостовика в скважине с последующим гидроразрывом пласта, включающим присоединение нижней части корпуса устройства с хвостовиком отцепным устройством через верхнюю часть корпуса устройства для цементирования хвостовика к нижнему концу транспортировочной колонны труб, спуск в скважину хвостовика на заданную глубину, закачку в транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с устья скважины вслед за последней порцией тампонажного раствора продавочной пробки и продавку ее продавочной жидкостью до фиксации ее в посадочном седле блока конических манжет, создание избыточного давления с дальнейшим срезом винтов и перемещением подвесной цементировочной пробки в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного давления вниз до стоп-кольца и получения сигнала о завершении процесса цементирования, промывку излишков тампонажного раствора промывочной жидкостью и отсоединение транспортировочной колонны труб.

Новым является то, что отцепное устройство выполняют в виде как минимум двух срезных элементов толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика, выше и ниже срезных элементов на равном расстоянии от них выполняют радиальные проточки, которые оснащают герметизирующими манжетами, подвесную цементировочную пробку устанавливают в кольцевом сужении установочной втулки верхней части корпуса и фиксируют относительно установочной втулки при помощи срезных винтов, после их среза под действием давления перемещают подвесную цементировочную пробку вниз до посадки в стоп-кольцо, установленное в нижней части хвостовика, для чего внутренний диаметр поверхности нижней части корпуса, контактирующей с блоком конических манжет подвесной цементировочной пробки, выбирают равным внутреннему диаметру спускаемого в скважину хвостовика, на торце верхней части корпуса выполняют встречные шлицы, а на торце нижней части - пазы с возможностью их совмещения, причем на торце нижней части корпуса с внутренней стороны выполняют конусную проточку, после получения сигнала о завершении процесса цементирования сначала производят отсоединение транспортировочной колонны труб посредством разгрузки хвостовика на забой на вес, превышающий вес хвостовика не менее чем на 150 %, затем транспортировочную колонну труб приподнимают на высоту не менее 10 м и после этого производят промывку излишков тампонажного раствора до полного выхода на устье остатков тампонажного раствора с интервала головы хвостовика с одновременным расхаживанием и вращением транспортировочной колонны труб, промывку головы хвостовика от излишков тампонажного раствора производят как прямым способом через трубное пространство транспортировочной колонны труб, так и обратным через затрубное пространство, после отсоединения транспортировочной колонны труб скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента и проводят перфорирование хвостовика, далее в скважину спускают герметизирующий узел с конусным окончанием, оснащенный кольцевыми герметизирующими манжетами, с возможностью совмещения с конусной проточкой нижней части корпуса, проводят гидравлический разрыв пласта.

Технические задачи решаются устройством для крепления хвостовика в скважине, содержащим корпус с верхней частью для присоединения устройства для крепления хвостовика к транспортировочной колонне труб и нижней частью, включающей хвостовик, при этом верхняя часть корпуса присоединена к нижней части корпуса отцепным устройством, внутри нижней части корпуса на срезаемых винтах установлена подвесная цементировочная пробка в виде блока эластичных конических манжет с центральным проходным каналом и посадочным седлом под сбрасываемую с устья скважины пробку и посадочным конусом, выполненным на нижнем упорном кольце блока конических манжет для посадки в седло стоп-кольца.

Новым является то, что отцепное устройство выполнено в виде как минимум двух срезных элементов толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика, а выше и ниже срезных элементов на равном расстоянии от них выполнены радиальные проточки, оснащенные герметизирующими манжетами, подвесная цементировочная пробка установлена в кольцевом сужении установочной втулки верхней части корпуса и зафиксирована относительно установочной втулки при помощи срезных винтов с возможностью их среза под действием давления и перемещения подвесной цементировочной пробки до стоп-кольца в нижней части хвостовика, для чего внутренний диаметр поверхности нижней части корпуса, контактирующей с блоком конических манжет подвесной цементировочной пробки, равен внутреннему диаметру спускаемого в скважину хвостовика, на торце верхней части корпуса выполнены встречные шлицы, а на торце нижней части - пазы с возможностью их совмещения, причем на торце нижней части корпуса с внутренней стороны выполнена конусная проточка.

На фиг. 1 изображено отцепное устройство в собранном виде перед спуском в скважину.

На фиг. 2, 3, 4, 5, 6 изображен порядок работы отцепного устройства и элементы конструкции устройства, остающиеся в скважине после проведения всех операций по цементированию и отсоединению транспортирующих труб, а также процесс стыковки рабочей колонны с хвостовиком перед проведением гидравлического разрыва пласта (ГРП).

Способ крепления хвостовика в скважине с последующим гидроразрывом пласта осуществляют следующим образом.

Верхнюю часть корпуса 1 (фиг. 1) устройства для цементирования хвостовика присоединяют к нижнему концу транспортировочной колонны труб (на фиг. 1-6 не показана), к нижней части 2 (фиг. 1) корпуса устройства для цементирования хвостовика присоединяют хвостовик 3 с установленным стандартным башмаком (на фиг. 1-6 не показана). Верхняя 1 (фиг. 1) и нижняя 2 части корпуса соединены между собой отцепным устройством (позволяющим фиксировать верхнюю часть 1 и нижнюю часть 2 корпуса устройства для крепления хвостовика, разъединять их при необходимости), которое выполняют в виде как минимум двух срезных элементов 4 толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика 3. Выше и ниже срезных элементов 4 на равном расстоянии от них выполняют радиальные проточки 5, которые оснащают герметизирующими манжетами 6. На торце верхней части 1 корпуса (с нижней стороны) выполняют (например, методом фрезеровки) встречные шлицы 7, а на торце нижней 2 части корпуса (с верхней стороны) выполняют пазы 8 с возможностью их дальнейшего совмещения, на торце нижней части 2 корпуса с внутренней стороны выполняют конусную проточку 9. Верхняя часть 1 корпуса соединена с нижней частью 2 корпуса с возможностью синхронного вращения за счет взаимодействия (совмещения) наружных встречных шлицов 7, выполненных на торце верхней части 1 корпуса, с пазами 8, выполненными на торце нижней части 2 корпуса, который соединен с хвостовиком 3, за счет которых вращать хвостовик 3 можно как во время спуска в скважину для преодоления сопротивления остатков шлама независимо от длины, сложности и направления ствола, так и во время цементирования – для лучшего замещения тампонажным раствором бурового раствора в затрубном пространстве.

Далее спускают хвостовик 3 на заданную глубину. Производят закачку расчетного объема тампонажного раствора в транспортировочную колонну труб и пускают с устья скважины вслед за последней порцией тампонажного раствора продавочную пробку 10 (фиг. 2) и осуществляют продавку ее продавочной жидкостью до фиксации в посадочном седле 11 (фиг. 1) блока конических манжет 12 в составе подвесной цементировочной пробки 13. Продавочная пробка 10 (фиг. 2) может быть заменена на шар, который выполнен с плотностью, близкой к плотности тампонажного раствора, чтобы он не всплывал и не опережал движение тампонажного раствора. По достижении продавочной пробки 10 подвесной цементировочной пробки 13 (фиг. 1), установленной в кольцевом сужении установочной втулки 14 верхней части 1 корпуса и зафиксированной при помощи срезаемых винтов 15, она попадает в центральный проходной канал 16 и садится в посадочное седло 11 подвесной пробки 13 (фиг.2). Затем создают избыточное давление, при дальнейшем увеличении которого происходит срез винтов 15 (фиг. 1) и подвесная пробка 13 (фиг. 2) вместе с цементировочной пробкой 10 начинает двигаться вниз до посадки в стоп-кольцо (на фиг. 1-6 не показана) и получения сигнала о завершении процесса цементирования.

После получения сигнала о завершении процесса цементирования сначала производят отсоединение транспортировочной колонны труб посредством разгруз-ки хвостовика 3 (фиг. 1) на забой на вес, превышающий вес хвостовика 3 не менее чем на 150 %. Затем транспортировочную колонну труб приподнимают на высоту не менее 10 м (на практике транспортировочную колонну труб приподнимают на высоту 10 м, 75 м, 100 м и т.д.), после этого подключают насосы (на фиг. не показаны) и производят промывку излишков тампонажного раствора до полного выхода на устье остатков тампонажного раствора с интервала головы хвостовика 3 с одновременным расхаживанием и вращением транспортировочной колонны труб, причем промывку головы хвостовика 3 от излишков тампонажного раствора производят как прямым способом через трубное пространство транспортировочной колонны труб, так и обратным через затрубное пространство, при этом одновременно расхаживая и вращая транспортировочную колонну.

После вымыва излишков тампонажного раствора на устье, отсоединяют транспортировочную колонну труб, поднимая ее на устье, при этом верхняя часть 1 (фиг. 4) корпуса отцепа с установочной втулкой 14 извлекается на устье, а скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента - ОЗЦ. По окончании времени ОЗЦ проводят операцию перфорирования хвостовика 3 (фиг. 1). После проведения перфорации в скважину спускают герметизирующий узел 17 (фиг. 5) с конусным окончанием 18 с возможностью совмещения с конусной проточкой 9 (фиг. 1) нижней части 2 корпуса, оснащенный кольцевыми герметизирующими манжетами (на фиг. 1-6 не показаны, также могут использовать кольца), изготовленными из резины или любого другого подходящего эластичного материала, установленный на нижнем конце рабочей колонны 19 (фиг. 5, колонны насосно-компрессорных или обсадных труб) таким образом, чтобы герметизирующий узел 17 (фиг. 6) полностью вошел внутрь нижней части 2 корпуса. После этого в скважине через рабочую колонну 19 и герметично состыкованный с ним хвостовик 3 (фиг. 1) производят нагнетание высокого давления для проведения гидроразрыва и проводят последующий гидроразрыв пласта.

Предлагаемый способ позволяет производить успешный спуск и цементирование хвостовика в скважине с вращением для более качественного замещения цементного раствора в затрубном пространстве, а так же гарантированное отсоединения колонны бурильных труб от хвостовика независимо от его длины, после чего произвести промывку остатков цемента с головы хвостовика при этом приподняв транспортировочную колонну на любую необходимую высоту, как прямым способом через трубное пространство транспортировочной колонны, так и обратным через затрубное пространство, при этом одновременно расхаживая и вращая транспортировочную колонну на любую высоту. Также предлагаемый способ дает возможность создания герметичного стыка хвостовика и рабочей колонны для создания внутри высокого давления при проведении операции по гидроразрыву пласта через хвостовик.

Устройство для крепления хвостовика в скважине содержит корпус с верхней частью 1 (фиг.1) для присоединения устройства для крепления хвостовика к транспортировочной колонне труб и нижней частью 2 корпуса, включающей хвостовик 3. При этом верхняя часть 1 корпуса присоединена к нижней части 2 корпуса отцепным устройством, выполненным в виде как минимум двух срезных элементов 4 толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика 3. Так, например, для спуска хвостовика размером 114х7,4 мм, весом 2 т на отцепном устройстве необходимо установить 2 срезных элемента 4 из латуни диаметром 7 мм (расчеты проведены на срез по пределу прочности материала по справочнику конструктора-машиностроителя Анурьева В.И.). Соответственно при большем весе хвостовика можно устанавливать три, четыре и т.д. (не менее 2-х) срезных элементов 4 толщиной не менее 7 мм.

Причем выше и ниже срезных элементов 4 на равном расстоянии от них выполнены радиальные проточки 5, которые оснащены герметизирующими манжетами 6. Внутри верхней части 1 корпуса на срезаемых винтах 15 установлена подвесная цементировочная пробка 13 в виде блока эластичных конических манжет 12 с центральным проходным каналом 16 и посадочным седлом 11 под сбрасываемую с устья скважины продавочную пробку 10 (фиг. 2). При этом на торце верхней части 1 (фиг. 1) корпуса (с нижней стороны) выполнены встречные шлицы 7, а на торце нижней 2 части корпуса (с верхней стороны) выполнены пазы 8 с возможностью их совмещения. Также на торце нижней части 2 корпуса с внутренней стороны выполнена конусная проточка 9, для удобства посадки в дальнейшем герметизирующего узла 17 (фиг. 5).

Предлагаемое устройство для крепления хвостовика в скважине работает следующим образом.

Хвостовик 3 с установленным стандартным башмаком (на фиг. 1-6 не показан) и стоп-кольцом (на фиг.1-6 не показана) через верхнюю часть 1 (фиг. 1) корпуса устройства для крепления хвостовика присоединяют к нижнему концу транспортировочной колонны труб и спускают в скважину на заданную глубину.

Далее производят закачку расчетного объема тампонажного раствора, и продавливают его с помощью продавочной пробки 10 (фиг. 2). По достижении продавочной пробки 10 подвесной цементировочной пробки 13, установленной в кольцевом сужении установочной втулки 14 верхней части 1 (фиг. 1) корпуса и зафиксированной при помощи срезаемых винтов 15, она попадает в центральный проходной канал 16 и садится в посадочное седло 11 подвесной пробки 13 (фиг.2). Затем при дальнейшем увеличении гидравлического давления происходит срез винтов 15 (фиг. 1) и подвесная цементировочная пробка 13 (фиг. 2) в компоновке с блоком конических манжет 12 (фиг. 1) под действием повышенного давления с продавочной пробкой 10 (фиг. 2) начинает перемещаться вниз до посадки в стоп-кольцо (на фиг. 1-6 не показана) и получения сигнала о завершении процесса цементирования.

Предлагаемое устройство для крепления хвостовика является надежным, мало модульным и простым в применении, позволяет обеспечить беспрепятственную доставку хвостовика в скважину. Предлагаемые способ и устройство для крепления хвостовика позволяют повысить эффективность крепления хвостовика за счет совмещения операций цементирования и вращения обсадного хвостовика, гарантированного отсоединения колонны труб от хвостовика независимо от его длины и в любом интервале скважины с любой сложностью и направлением ствола, а также создать герметичный стык хвостовика с рабочей колонной для гарантированного и качественного проведения гидроразрыва пластов через хвостовик.

Claims (2)

1. Способ крепления хвостовика в скважине с последующим гидроразрывом пласта, включающий присоединение нижней части корпуса устройства с хвостовиком отцепным устройством через верхнюю часть корпуса устройства для цементирования хвостовика к нижнему концу транспортировочной колонны труб, спуск в скважину хвостовика на заданную глубину, закачку в транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с устья скважины вслед за последней порцией тампонажного раствора продавочной пробки и продавку ее продавочной жидкостью до фиксации ее в посадочном седле блока конических манжет, создание избыточного давления с дальнейшим срезом винтов и перемещением подвесной цементировочной пробки в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного давления вниз до стоп-кольца и получения сигнала о завершении процесса цементирования, промывку излишков тампонажного раствора промывочной жидкостью и отсоединение транспортировочной колонны труб, отличающийся тем, что отцепное устройство выполняют в виде как минимум двух срезных элементов толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика, выше и ниже срезных элементов на равном расстоянии от них выполняют радиальные проточки, которые оснащают герметизирующими манжетами, подвесную цементировочную пробку устанавливают в кольцевом сужении установочной втулки верхней части корпуса и фиксируют относительно установочной втулки при помощи срезных винтов, после их среза под действием давления перемещают подвесную цементировочную пробку вниз до посадки в стоп-кольцо, установленное в нижней части хвостовика, для чего внутренний диаметр поверхности нижней части корпуса, контактирующей с блоком конических манжет подвесной цементировочной пробки, выбирают равным внутреннему диаметру спускаемого в скважину хвостовика, на торце верхней части корпуса выполняют встречные шлицы, а на торце нижней части – пазы с возможностью их совмещения, причем на торце нижней части корпуса с внутренней стороны выполняют конусную проточку, после получения сигнала о завершении процесса цементирования сначала производят отсоединение транспортировочной колонны труб посредством разгрузки хвостовика на забой на вес, превышающий вес хвостовика не менее чем на 150%, затем транспортировочную колонну труб приподнимают на высоту не менее 10 м и после этого производят промывку излишков тампонажного раствора до полного выхода на устье остатков тампонажного раствора с интервала головы хвостовика с одновременным расхаживанием и вращением транспортировочной колонны труб, промывку головы хвостовика от излишков тампонажного раствора производят как прямым способом через трубное пространство транспортировочной колонны труб, так и обратным через затрубное пространство, после отсоединения транспортировочной колонны труб скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента и проводят перфорирование хвостовика, далее в скважину спускают герметизирующий узел с конусным окончанием, оснащенный кольцевыми герметизирующими манжетами, с возможностью совмещения с конусной проточкой нижней части корпуса, проводят гидравлический разрыв пласта.

2. Устройство для крепления хвостовика в скважине, содержащее корпус с верхней частью для присоединения устройства для крепления хвостовика к транспортировочной колонне труб и нижней частью, включающей хвостовик, при этом верхняя часть корпуса присоединена к нижней части корпуса отцепным устройством, внутри нижней части корпуса на срезаемых винтах установлена подвесная цементировочная пробка в виде блока эластичных конических манжет с центральным проходным каналом и посадочным седлом под сбрасываемую с устья скважины пробку и посадочным конусом, выполненным на нижнем упорном кольце блока конических манжет для посадки в седло стоп-кольца, отличающееся тем, что отцепное устройство выполнено в виде как минимум двух срезных элементов толщиной, обеспечивающей возможность выдержки весовой нагрузки спускаемого в скважину хвостовика, а выше и ниже срезных элементов на равном расстоянии от них выполнены радиальные проточки, оснащенные герметизирующими манжетами, подвесная цементировочная пробка установлена в кольцевом сужении установочной втулки верхней части корпуса и зафиксирована относительно установочной втулки при помощи срезных винтов с возможностью их среза под действием давления и перемещения подвесной цементировочной пробки до стоп-кольца в нижней части хвостовика, для чего внутренний диаметр поверхности нижней части корпуса, контактирующей с блоком конических манжет подвесной цементировочной пробки, равен внутреннему диаметру спускаемого в скважину хвостовика, на торце верхней части корпуса выполнены встречные шлицы, а на торце нижней части – пазы с возможностью их совмещения, причем на торце нижней части корпуса с внутренней стороны выполнена конусная проточка.

Images