RU2728396C1 - Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях - Google Patents
Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728396C1 RU2728396C1 RU2020112650A RU2020112650A RU2728396C1 RU 2728396 C1 RU2728396 C1 RU 2728396C1 RU 2020112650 A RU2020112650 A RU 2020112650A RU 2020112650 A RU2020112650 A RU 2020112650A RU 2728396 C1 RU2728396 C1 RU 2728396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinders
- cementing
- casing
- rubber sleeve
- internal
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 22
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях. Техническим результатом является повышение эффективности цементирования обсадной колонны в скважине. Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях включает составной корпус с верхней и нижней частями, каналы для прохождения растворов между верхней и нижней частями. Верхняя и нижняя части корпуса устройства представляют собой два отдельных внутренних цилиндра – верхний и нижний с наружной резьбой, а каналы для прохождения растворов между верхним и нижним внутренними цилиндрами выполнены в виде резинового рукава. Резиновый рукав закреплен к верхнему и нижнему внутренним цилиндрам путем зажатия концов резинового рукава верхним и нижним прижимными цилиндрами с внутренней резьбой соответственно. На нижнем конце нижнего прижимного цилиндра и на верхнем конце верхнего прижимного цилиндра выполнены конусные направляющие расточки, обеспечивающие направленное движение цементного раствора внутрь резинового рукава с возможностью его расширения в радиальном направлении. В верхнем и нижнем внутренних цилиндрах выполнены внутренние проходные проточки, расположенные по окружности цилиндров через 90°. Нижний внутренний цилиндр закреплен к обсадной трубе с помощью прижимных винтов. Верхний внутренний цилиндр находится в свободном состоянии с возможностью перемещения вдоль оси трубы вниз под действием гидростатического столба жидкости после окончания цементирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства нефтяных скважин, а именно к устройствам для цементирования обсадной колонны в скважине с осложнениями, связанными с наличием больших каверн и поглощающих пластов.
Известно устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадных колонн (патент RU № 2584702, МПК Е21В 33/13, 33/14, опубл. 20.05.2016, бюл. № 14), содержащее корпус с пакерующими узлами на концах, четыре кожуха с байпасными каналами для пропуска тампонажной смеси, расположенные на корпусе по окружности через 90°С, и радиальные отверстия между ними, причем указанные кожухи выполнены сквозными, между ними расположены полые сектора, перекрытые пакерующими фланцами и ограниченные стенками соседних кожухов и стенкой корпуса, в которой выполнены радиальные отверстия, кроме того, внутри корпуса на кольцевом выступе установлена с возможностью поворота круговая заслонка с отверстиями, расположенными по отношению к отверстиям корпуса со сдвигом на 45°С, при этом на внутренней поверхности корпуса имеются выступы, на уровне которых на торцевой поверхности круговой заслонки расположены ответные выступы, имеющие возможность зацепления с планшайбой насосно-компрессорных труб для добычи пластового флюида.
Недостатком известного способа является сложность конструкции, а именно то, что само устройство отдельно включается в состав обсадной колонны на резьбовых соединениях и имеет сложную конструкцию закрывающихся и открывающихся заслонок, через которые происходит сообщение внутреннего пространства обсадной колонны с заколонным пространством при определенном расположении заслонок. Соединение устройства с обсадными трубами с помощью резьбы, предполагает захват снаружи устройства машинными ключами, что в свою очередь может привести к повреждению кожухов устройства и неправильной работе всего устройства.
Наиболее близким является устройство для заканчивания скважин (патент RU № 2091564, E21B 33/14, опубл. 27.09.1997), включающее составной корпус с пакерующими узлами по концам – верхней и нижней частями, каналы для прохождения растворов между верхней и нижними частями, выполненные в виде прилегающих к корпусу продольных труб (швеллеров) и расположенных по окружности через 90°, общее сечение которых составляет по меньшей мере 20 % сечения кольцевого пространства между стенками скважины и обсадной колонной с выполненными между указанными трубами перфорационными отверстиями, закрытыми кислото-растворимыми заглушками, которые после цементирования растворяются, обеспечивая сообщение с пластом.
Недостатком известного устройства является то, что каналы для прохождения цемента в виде труб составляют только 20 % сечения кольцевого пространства между стенками скважины и обсадной колонной, что в свою очередь не обеспечивает полного заполнения заколонного пространства в данном участке, тем самым в дальнейшем возможна ранняя коррозия участков обсадной трубы, не защищенных цементом. Также при малом проходном сечении, по которому будет двигаться цементный раствор в процессе цементирования, возможны увеличения давления, которые могут привести к аварийной ситуации.
Техническими задачами являются повышение эффективности цементирования обсадной колонны в скважине за счет гарантированного подъема цементного раствора за обсадной колонной до устья, повышение качества цементирования обсадных колонн в скважинах с остаточными поглощениями бурового раствора, устранение фильтрации цементного раствора при прохождении проницаемых участков ствола скважины, исключение аварийных ситуаций в процессе цементирования, а также упрощение конструкции устройства и технологии установки последнего на обсадной трубе.
Технические задачи решаются устройством для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях, включающим составной корпус с верхней и нижней частями, каналы для прохождения растворов между верхней и нижними частями.
Новым является то, что верхняя и нижняя части корпуса устройства представляют собой два отдельных внутренних цилиндра – верхний и нижний с наружной резьбой, а каналы для прохождения растворов между верхним и нижним внутренними цилиндрами выполнены в виде резинового рукава, закрепленного к верхнему и нижнему внутренним цилиндрам путем зажатия концов резинового рукава верхним и нижним прижимными цилиндрами с внутренней резьбой соответственно, причем на нижнем конце нижнего прижимного цилиндра и на верхнем конце верхнего прижимного цилиндра выполнены конусные направляющие расточки, обеспечивающие направленное движение цементного раствора внутрь резинового рукава с возможностью его расширения в радиальном направлении, при этом в верхнем и нижнем внутренних цилиндрах выполнены внутренние проходные проточки, расположенные по окружности цилиндров через 90°, причем нижний внутренний цилиндр закреплен к обсадной трубе с помощью прижимных винтов, а верхний внутренний цилиндр находится в свободном состоянии с возможностью перемещения вдоль оси трубы вниз под действием гидростатического столба жидкости после окончания цементирования.
Также новым является то, что резиновый рукав выполнен из набухающего в жидкости эластомера, при этом в качестве набухающего в жидкости эластомера выбран водонабухающий полимер или нефтенабухающий каучук.
На фиг. 1 изображено устройство для обеспечения подъёма цемента до устья в скважинах с наличием осложненных зон.
На фиг. 2 изображено устройство для обеспечения подъёма цемента до устья в скважинах с наличием осложненных зон, вид сверху.
На фиг. 3 показана схема реализации способа цементирования обсадной колонны.
Устройство для цементирования обсадных колонн, устанавливаемое на обсадной трубе 1 (фиг. 1), включает составной корпус с верхней и нижней частями, которые представляют собой два отдельных внутренних цилиндра - верхний внутренний цилиндр 2 и нижний внутренний цилиндр 3 с наружной резьбой на верхнем внутреннем цилиндре 2 и наружной резьбой на нижнем внутреннем цилиндре 3. Каналы для прохождения растворов между верхним 2 и нижним 3 внутренними цилиндрами выполнены в виде резинового рукава 4, закрепленного к верхнему 2 и нижнему 3 внутренним цилиндрам путем зажатия концов резинового рукава 4 верхним 5 и нижним 5ꞌ прижимными цилиндрами с внутренней резьбой соответственно. Верхний прижимной цилиндр 5 и нижний прижимной цилиндр 5ꞌ при сборке соединяются с верхним внутренним цилиндром 2 и нижним внутренним цилиндром 3 соответственно с помощью резьбового соединения, тем самым плотно зажимая концы резинового рукава 4.
Верхний прижимной цилиндр 5 в верхней части и нижний прижимной цилиндр 5ꞌ в нижней части имеют конусные направляющие расточки 6, обеспечивающие направленное движение цементного раствора внутрь резинового рукава 4, который образует байпасные каналы для движения цементного раствора вдоль обсадной трубы 1 вверх с возможностью его расширения в радиальном направлении. В верхнем 2 и нижнем 3 внутренних цилиндрах выполнены внутренние проходные проточки 7 (фиг. 1, 2), расположенные по окружности верхнего внутреннего цилиндра 2 (фиг. 1) и нижнего внутреннего цилиндра 3 через 90 °. Причем нижний внутренний цилиндр 3 закреплен к обсадной трубе 1 с помощью прижимных винтов 8, а верхний внутренний цилиндр 2 находится в свободном состоянии с возможностью перемещения вдоль оси обсадной трубы 1 вниз под действием гидростатического столба жидкости после окончания цементирования.
В качестве материала резинового рукава 4 выбран набухающий в жидкости эластомер, при этом в качестве набухающего эластомера выбран водонабухающий полимер (например, описанный в патенте RU № 2580564, опубл. 10.04.2016, или в патенте RU№ 70543, опубл. 27.01.2008) или нефтенабухающий каучук (например, описанный в патенте RU № 2625108, опубл. 11.07.2017).
Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях работает следующим образом.
По согласованию с геологической и технологической службами бурового предприятия уточняют место установки устройства. Перед спуском в скважину устройство для цементирования обсадных колонн, включающее верхний внутренний цилиндр 2 и нижний внутренний цилиндр 3, надевают на обсадную трубу 1 (фиг.1) обсадной колонны и с помощью прижимных винтов 8 закрепляют нижний внутренний цилиндр 3 устройства к обсадной трубе 1. При этом верхний внутренний цилиндр 2 находится в свободном состоянии с возможностью перемещения вдоль оси обсадной трубы 1 вниз под действием гидростатического столба жидкости (цементного раствора) после окончания цементирования. Выше и ниже устройства на расстоянии 0,5-1 м устанавливают центраторы (на фиг. 1-3 не показаны), выполняющие защитную роль за счет центрирования обсадной трубы 1 (фиг.3) на данном участке относительно стенок ствола скважины.
После закрепления устройства на обсадной трубе 1, колонну обсадных труб спускают в скважину до пробуренного забоя скважины. В процессе спуска обсадной колонны восходящий поток промывочной жидкости проходит как за устройством между стенкой скважины, так и внутри резинового рукава 4 по внутренним проходным проточкам 7 (фиг. 1, 2) самого устройства через образующуюся сквозную полость, не нарушая процесс промывки ствола скважины буровым раствором.
Далее с помощью цементировочных агрегатов расчетный объем цементного раствора закачивают в заколонное пространство скважины. При этом цементный раствор, проходя в осложненном участке ствола скважины, попадает внутрь устройства за счет разности площадей внутри полости устройства и за устройством между стенкой скважины (площадь кольцевого сечения внутри полости резинового рукава 4 (фиг. 1) больше площади сечения заколонного пространства между устройством и стенкой скважины) и наличия конусных направляющих расточек 6 (фиг. 1) в верхней части верхнего прижимного цилиндра 5 и нижней части нижнего прижимного цилиндра 5ꞌ. Далее цементный раствор беспрепятственно проходит вверх до выхода на устье скважины. После заполнения заколонного пространства цементным раствором и остановки процесса цементирования под действием гидростатического давления столба цементного раствора, стремящегося внутрь полости устройства за счет наличия конусных направляющих расточек 6 (фиг. 3) в верхней части верхнего прижимного цилиндра 5, верхний внутренний цилиндр 2 (незакрепленная часть) перемещается вниз относительно оси трубы 1. При этом резиновый рукав 4 расправляясь расширяется в радиальном направлении, и надежно перекрывает осложненный участок ствола скважины. Таким образом, цементный раствор изолируется от осложненного участка ствола скважины и в результате чего образуется надежная цементная крепь на всем протяжении обсадной колонны.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, легко крепится на теле обсадной трубы, не нарушая целостность обсадной колонны. Наличие предлагаемого устройства в составе обсадной колонны позволяет штатно провести процесс цементирования обсадной колонны с гарантированным подъемом цементного раствора до устья. В результате использования предлагаемого устройства исключаются аварийные ситуации, связанные с фильтрацией цементного раствора в интервалах поглощающих пластов и дополнительные временные затраты в случае цементирования скважины двухступенчатым способом. Таким образом в интервале поглощающего пласта образуется крепкое защитное цементное кольцо, исключающее образование заколонных перетоков и преждевременной коррозии стальных обсадных труб.
Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность цементирования обсадной колонны в скважине за счет гарантированного подъема цементного раствора за обсадной колонной до устья, повысить качество цементирования обсадных колонн в скважинах с остаточными поглощениями бурового раствора, устранить фильтрацию цементного раствора при прохождении проницаемых участков ствола скважины, а также исключить аварийные ситуации в процессе цементирования.
Claims (2)
1. Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях, включающее составной корпус с верхней и нижней частями, каналы для прохождения растворов между верхней и нижними частями, отличающееся тем, что верхняя и нижняя части корпуса устройства представляют собой два отдельных внутренних цилиндра – верхний и нижний с наружной резьбой, а каналы для прохождения растворов между верхним и нижним внутренними цилиндрами выполнены в виде резинового рукава, закрепленного к верхнему и нижнему внутренним цилиндрам путем зажатия концов резинового рукава верхним и нижним прижимными цилиндрами с внутренней резьбой соответственно, причем на нижнем конце нижнего прижимного цилиндра и на верхнем конце верхнего прижимного цилиндра выполнены конусные направляющие расточки, обеспечивающие направленное движение цементного раствора внутрь резинового рукава с возможностью его расширения в радиальном направлении, при этом в верхнем и нижнем внутренних цилиндрах выполнены внутренние проходные проточки, расположенные по окружности цилиндров через 90°, причем нижний внутренний цилиндр закреплен к обсадной трубе с помощью прижимных винтов, а верхний внутренний цилиндр находится в свободном состоянии с возможностью перемещения вдоль оси трубы вниз под действием гидростатического столба жидкости после окончания цементирования.
2. Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях по п.1, отличающееся тем, что резиновый рукав выполнен из набухающего в жидкости эластомера, при этом в качестве набухающего в жидкости эластомера выбран водонабухающий полимер или нефтенабухающий каучук.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112650A RU2728396C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112650A RU2728396C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728396C1 true RU2728396C1 (ru) | 2020-07-29 |
Family
ID=72085296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020112650A RU2728396C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728396C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU678179A1 (ru) * | 1977-12-19 | 1979-08-05 | Kurtov Veniamin D | Устройство дл пуска и цементировани потайных обсадных колонн |
RU2043482C1 (ru) * | 1990-06-18 | 1995-09-10 | Вениамин Дмитриевич Куртов | Устройство для цементирования обсадных колонн |
RU2091564C1 (ru) * | 1994-04-18 | 1997-09-27 | Филиал акционерной нефтяной компании "Башнефть" - Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефти "БашНИПИнефть" | Устройство для заканчивания скважин |
US6354373B1 (en) * | 1997-11-26 | 2002-03-12 | Schlumberger Technology Corporation | Expandable tubing for a well bore hole and method of expanding |
RU2346144C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Устройство для спуска, подвески и цементирования секций обсадных колонн |
RU2584702C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2016-05-20 | Юлий Андреевич Гуторов | Устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадных колонн |
-
2020
- 2020-03-27 RU RU2020112650A patent/RU2728396C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU678179A1 (ru) * | 1977-12-19 | 1979-08-05 | Kurtov Veniamin D | Устройство дл пуска и цементировани потайных обсадных колонн |
RU2043482C1 (ru) * | 1990-06-18 | 1995-09-10 | Вениамин Дмитриевич Куртов | Устройство для цементирования обсадных колонн |
RU2091564C1 (ru) * | 1994-04-18 | 1997-09-27 | Филиал акционерной нефтяной компании "Башнефть" - Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефти "БашНИПИнефть" | Устройство для заканчивания скважин |
US6354373B1 (en) * | 1997-11-26 | 2002-03-12 | Schlumberger Technology Corporation | Expandable tubing for a well bore hole and method of expanding |
RU2346144C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Устройство для спуска, подвески и цементирования секций обсадных колонн |
RU2584702C1 (ru) * | 2015-03-24 | 2016-05-20 | Юлий Андреевич Гуторов | Устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадных колонн |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA009320B1 (ru) | Система уплотнения кольцевого зазора в скважине | |
RU86650U1 (ru) | Пакер | |
CN110939407B (zh) | 一种双层重叠采空区地面抽采井身结构及回收装置 | |
CN111005703A (zh) | 一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法 | |
WO2010025816A1 (en) | An assembly and method for placing a cement plug | |
NO318536B1 (no) | Bronnventil og fremgangsmate for samtidig bronnproduksjon og bronninjeksjon | |
RU2578095C1 (ru) | Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины | |
RU2736742C1 (ru) | Способ изоляции зоны поглощения в строящейся скважине и устройство для осуществления изоляции | |
RU2728396C1 (ru) | Устройство для цементирования обсадных колонн в осложненных условиях | |
RU2534118C1 (ru) | Устройство для отключения интервала водопритока в открытом стволе многозабойной горизонтальной скважины | |
RU2379472C1 (ru) | Способ ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины | |
RU174630U1 (ru) | Муфта для ступенчатого цементирования обсадной колонны | |
RU2484240C1 (ru) | Способ установки хвостовика обсадной колонны в скважине | |
RU2167273C1 (ru) | Способ установки хвостовика обсадной колонны в скважине | |
RU2247824C1 (ru) | Способ установки цементного моста под давлением в обсаженной скважине и устройство для его осуществления | |
CN114763732A (zh) | 用于井下含有地层注入压力的控制压力套管钻井方法 | |
RU2661935C1 (ru) | Способ проведения водоизоляционных работ в добывающей скважине, вскрывшей водонефтяную залежь | |
WO2023038645A1 (en) | Hydraulic setting chamber isolation mechanism from tubing pressure during production and stimulation of the well | |
RU2484241C2 (ru) | Способ заканчивания газовой скважины | |
RU2444611C1 (ru) | Способ изоляции продуктивного пласта от притока подошвенной воды | |
KR20120051684A (ko) | 시추정 형성방법 | |
RU2665769C1 (ru) | Способ предотвращения притока пластовых вод в скважине, вскрывшей водонефтяную залежь | |
RU2607485C1 (ru) | Манжетный разобщитель пластов | |
RU2091564C1 (ru) | Устройство для заканчивания скважин | |
RU2794020C1 (ru) | Пакер манжетного цементирования |