RU51662U1 - DEVICE FOR STEP-BY-STEP CEMENTING OF A Casing COLUMN IN A WELL - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к технологии цементирования обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. Устройство представляет собой «стоп-кольцо», выполненное в виде заглушенного снизу патрубка с кольцевым уступом на наружной поверхности, снабженного продольными пазами и радиальными каналами. Заглушенный участок патрубка с наружной стороны выполнен с конусной поверхностью, малое основание конуса которого обращено к верхней части, а его диаметр равен наружному диаметру патрубка. Телескопически к патрубку напротив продольных пазов в нижней муфте установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы. В нижнем торце опорного кольца с внутренней стороны выполнена конусная расточка, адекватная конусной поверхности патрубка. Над «стоп-кольцом» в верхней муфте расположено верхнее опорное кольцо с внутренней кольцевой расточкой. Устройство снабжено заглушкой, установленной на нижнем конце промывочных труб и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей, верхняя из которых жестко связана с промывочными трубами, а нижняя соединена с верхней срезными элементами и имеет на наружной поверхности фиксатор в виде пружинного кольца, сжатого в транспортном положении с помощью конусной втулки, установленной на наружной поверхности нижней детали и соединенной разрушаемым штифтом с нижним концом колонны промывочных труб. Конусная втулка в рабочем положении взаимодействует с верхним опорным кольцом. Над заглушкой выполнены радиальные каналы, выше которых в составе промывочных труб установлена втулка. На наружной поверхности втулки сверху установлена подвижная подпружиненная пластинами цанга. Снизу на наружной поверхности втулки выполнена цилиндрическая выборка, в которой с возможностью осевого перемещения размещен упор, зафиксированный в верхней части цилиндрической выборки разрушаемым элементом. В составе обсадной колонны выше верхней муфты установлена цементировочная муфта, имеющая сквозные отверстия, в которые герметично установлены сбивные пальцы. На внутренней поверхности цементировочной муфты установлен шибер, зафиксированный в транспортном положении срезным винтом относительно The proposal relates to the oil industry, in particular, to the technology of cementing casing strings in oil and gas wells. The device is a “stop ring”, made in the form of a pipe muffled from below with an annular ledge on the outer surface, equipped with longitudinal grooves and radial channels. The muffled portion of the pipe on the outside is made with a conical surface, the small base of the cone of which is facing the upper part, and its diameter is equal to the outer diameter of the pipe. Telescopically to the pipe opposite the longitudinal grooves in the lower sleeve is installed the lower support ring, equipped with shear elements, the free ends of which are included in the longitudinal grooves. In the lower end of the support ring, a conical bore is made on the inside, which is adequate to the conical surface of the nozzle. Above the “stop ring” in the upper sleeve is the upper support ring with an inner ring bore. The device is equipped with a plug mounted on the lower end of the washing pipes and made in the form of two telescopically connected parts, the upper of which is rigidly connected to the washing pipes, and the lower one is connected to the upper shear elements and has a latch on the outer surface in the form of a spring ring compressed in the transport position using a cone sleeve mounted on the outer surface of the lower part and connected by a destructible pin to the lower end of the column of flushing pipes. The conical sleeve in the working position interacts with the upper support ring. Radial channels are made above the plug, above which a sleeve is installed in the washing pipes. A movable spring-loaded collet is installed on the outer surface of the sleeve. Bottom on the outer surface of the sleeve made a cylindrical sample, in which with the possibility of axial displacement placed emphasis, fixed in the upper part of the cylindrical sample destructible element. As part of the casing string, a cementing sleeve is installed above the upper sleeve, having through holes in which the knock-off fingers are sealed. A gate is installed on the inner surface of the cementing clutch, fixed in transport position with a shear screw relative to

цементировочной муфты. В рабочем положении шибер имеет возможность фиксированного герметичного перекрытия вышеупомянутых сквозных отверстий цементировочной муфты. В переводнике выше патрубка установлена фильтрующая сетка. Предлагаемое устройство для ступенчатого цементирования обсадной колонны позволяет значительно снизить давление гидростатического столба цементного раствора на пласт, а значит исключить попадание тампонажного раствора в пласт и сохранить коллекторские свойства пласта.cement clutch. In the working position, the gate has the possibility of a fixed hermetic overlap of the aforementioned through holes of the cement coupling. In the sub, a filter mesh is installed above the nozzle. The proposed device for stepwise cementing of the casing string can significantly reduce the pressure of the hydrostatic column of the cement slurry on the formation, and therefore eliminate the penetration of cement slurry into the formation and preserve the reservoir properties of the formation.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к технологии цементирования обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.The proposal relates to the oil industry, in particular, to the technology of cementing casing strings in oil and gas wells.

Известна муфта ступенчатого цементирования обсадной колонны (патент RU №2243359, МПК 7 Е 21 В 33/14, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2004 г.),, включающая корпус с радиальными цементировочными отверстиями, кожух-втулку, расположенный с наружной стороны корпуса и образующий с ним кольцевую полость, дополнительную втулку, находящуюся в этой полости и соединенную с корпусом срезными элементами, радиальные каналы в корпусе, соединяющие нижнюю часть кольцевой полости с внутренним пространством корпуса и уплотнительные кольца, при этом кожух-втулка соединен с корпусом жестко, а дополнительная втулка снабжена радиальными каналами, соединяющими через цементировочные отверстия внутреннее пространство корпуса с заколонным пространством скважины в момент промывки и закачки цементного раствора второй ступени; снабжена шибером, установленным внутри корпуса и соединенным срезными элементами с опорной втулкой, упирающейся в верхний торец корпуса, причем последний выполнен с кольцевым уступом, расположенным на внутренней поверхности ниже цементировочных отверстий.Known coupling step cementing casing (patent RU No. 2243359, IPC 7 E 21 B 33/14, publ. In bull. No. 36 dated 12/27/2004), comprising a housing with radial cementing holes, a sleeve sleeve located with the outer side of the casing and forming an annular cavity with it, an additional sleeve located in this cavity and connected to the casing by shear elements, radial channels in the casing connecting the lower part of the annular cavity with the internal space of the casing and sealing rings, while the casing-sleeve is connected to the casing the whisker is rigid, and the additional sleeve is provided with radial channels connecting through the cementing holes the internal space of the body with the annular space of the well at the time of washing and pumping the cement mortar of the second stage; equipped with a gate mounted inside the housing and connected by shear elements with a support sleeve abutting against the upper end of the housing, the latter being made with an annular ledge located on the inner surface below the cementing holes.

Недостатками муфты ступенчатого цементирования обсадной колонны являются:The disadvantages of the stepped casing cementing coupling are:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;- firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;

- во-вторых, большое количество уплотнительных элементов и движущихся деталей, кроме того, внутренняя поверхность муфты в процессе работы покрывается коркой тампонажного раствора, все это в целом снижает надежность герметизации и работоспособность устройства.- secondly, a large number of sealing elements and moving parts, in addition, the inner surface of the coupling during operation is covered with a crust of cement slurry, all this in general reduces the reliability of sealing and the operability of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, посредством которого осуществляется способ цементирования обсадной колонны в скважине (патент RU №2235860, МПК 7 Е 21 В 33/14, опубл. в бюл. №25 от 10.09.2004 г.), включающее «стоп-кольцо» в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте обсадной колонны установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы патрубка, причем нижнее опорное кольцо имеет в нижнем торце The closest in technical essence to the proposed one is a device through which a method of cementing a casing string in a well is carried out (patent RU No. 2235860, IPC 7 E 21 B 33/14, publ. In bulletin No. 25 of 09/10/2004), including A “stop ring” in the form of a pipe muffled from below with longitudinal grooves and radial channels with an annular ledge at the top and a conical surface at the bottom, telescopically to which a lower support ring is provided in the lower casing sleeve, equipped with shear elements, the free ends of which enter ny in the longitudinal grooves of the nozzle, wherein the lower cam ring has a lower end

конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, а также колонну промывочных труб.a conical bore adequate to the conical surface of the nozzle, as well as a column of flushing pipes.

Недостатком устройства является то, что цементирование обсадной колонны происходит в одну ступень, в связи с чем, возрастает гидростатическое давление столба тампонажного раствора на пласт, что приводит к частичному попаданию в пласт тампонажного раствора, который забивает поры пласта и снижает его коллекторские свойства.The disadvantage of this device is that the casing is cemented in one step, and therefore the hydrostatic pressure of the column of cement slurry on the formation increases, which leads to a partial penetration of the cement slurry into the formation, which clogs the pores of the formation and reduces its reservoir properties.

Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего сохранить коллекторские свойства пласта и исключить попадание тампонажного раствора в пласт.The objective of the utility model is to create a device that allows you to save the reservoir properties of the reservoir and to prevent the penetration of cement slurry into the reservoir.

Указанная задача решается предлагаемым устройством для ступенчатого цементирования обсадной колонны в скважине, включающим «стоп-кольцо» в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте обсадной колонны установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы патрубка, при этом нижнее опорное кольцо имеет в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, а также колонну промывочных труб.This problem is solved by the proposed device for stepwise cementing of the casing string in the well, including a “stop ring” in the form of a pipe muffled from below with longitudinal grooves and radial channels with an annular ledge at the top and a tapered surface at the bottom, telescopic to which a lower support is installed in the lower casing sleeve a ring equipped with shear elements, the free ends of which are included in the longitudinal grooves of the nozzle, while the lower support ring has a conical bore in the lower end, adequate conical surface of the pipe, as well as a column of flushing pipes.

Новым является то, что устройство снабжено верхней муфтой, в которой размещено верхнее опорное кольцо, выполненное с кольцевой расточкой на внутренней поверхности в нижней части, при этом внутренний диаметр верхнего опорного кольца выполнен под наружный диаметр заглушки, расположенной на нижнем конце промывочных труб и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей, верхняя из которых жестко связана с промывочными трубами, а нижняя - соединена с верхней деталью срезными элементами и снабжена пружинным фиксатором на наружной поверхности, сжатым в транспортном положении посредством конусной втулки, установленной на наружной поверхности нижней детали и соединенной разрушаемым штифтом с нижним концом колонны промывочных труб, причем конусная втулка в рабочем положении взаимодействует с верхним опорным кольцом, при этом над заглушкой в промывочных трубах имеются радиальные каналы, соединяющие внутреннюю полость промывочных труб с межколонным пространством, причем выше радиальных каналов в составе промывочных труб установлена втулка, на наружной поверхности которой сверху установлена подвижная подпружиненная пластинами цанга, при этом снизу на наружной поверхности втулки выполнена цилиндрическая выборка, в которой с возможностью осевого перемещения размещен упор, зафиксированный в верхней части цилиндрической выборки разрушаемым элементом, причем в составе What is new is that the device is equipped with an upper sleeve, in which an upper support ring is placed, made with an annular bore on the inner surface in the lower part, while the inner diameter of the upper support ring is made for the outer diameter of the plug located at the lower end of the washing pipes and made in in the form of two telescopically connected parts, the upper of which is rigidly connected to the washing pipes, and the lower is connected to the upper part by shear elements and is equipped with a spring clip on the outside the surface, compressed in the transport position by means of a conical sleeve mounted on the outer surface of the lower part and connected by a destructible pin to the lower end of the washing pipe string, the conical sleeve in the working position interacting with the upper support ring, and there are radial channels above the plug in the washing pipes connecting the inner cavity of the washing pipes with the annular space, and a sleeve is installed on the outer surface above the radial channels in the washing pipes ti which the top plates are movably mounted spring loaded collet, and the bottom of the outer cylindrical surface of the sleeve is formed the sample, wherein the axially movable stop disposed fixed in the upper portion of the cylindrical sample breakable element being composed of

обсадной колонны выше верхней муфты установлена цементировочная муфта, имеющая сквозные отверстия, в которые герметично установлены сбивные пальцы, при этом на внутренней поверхности цементировочной муфты установлен шибер, зафиксированный в транспортном положении срезным винтом относительно цементировочной муфты, а в рабочем положении шибер имеет возможность фиксированного герметичного перекрытия вышеупомянутых сквозных отверстий цементировочной муфты, при этом выше патрубка установлена фильтрующая сетка.A casing sleeve is installed above the upper sleeve of the casing, having through holes in which the knuckles are sealed, while a slide is installed on the inner surface of the cementing sleeve, fixed in the transport position with a shear screw relative to the cement sleeve, and in the working position, the slide has a fixed tight shutoff the aforementioned through holes of the cementing sleeve, with a filter mesh installed above the nozzle.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе перед спуском колонны промывочных труб.Figure 1 shows the proposed device in longitudinal section before the descent of the column of washing pipes.

На фиг.2 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в процессе спуска колонны промывочных труб после разрушения сбивных пальцев.Figure 2 shows the proposed device in longitudinal section during the descent of the column of washing pipes after the destruction of the knocked fingers.

Устройство представляет собой «стоп-кольцо», выполненное в виде заглушенного снизу патрубка 1 с кольцевым уступом 2 на наружной поверхности, снабженного продольными пазами 3 и радиальными каналами 4. Заглушенный участок 5 патрубка 1 с наружной стороны выполнен с конусной поверхностью 6, малое основание конуса которого обращено к верхней части, а его диаметр равен наружному диаметру патрубка 1. Телескопически к патрубку 1 напротив продольных пазов 3 в нижней муфте 7 установлено нижнее опорное кольцо 8, снабженное срезными элементами 9, свободные концы которых входят в продольные пазы 3. В нижнем торце опорного кольца 8 с внутренней стороны выполнена конусная расточка 10, адекватная конусной поверхности 6 патрубка 1. Над «стоп-кольцом» в верхней муфте 11 расположено верхнее опорное кольцо 12 с внутренней кольцевой расточкой 13.The device is a “stop ring” made in the form of a pipe 1 muffled from the bottom with an annular ledge 2 on the outer surface, provided with longitudinal grooves 3 and radial channels 4. The muffled section 5 of the pipe 1 from the outside is made with a conical surface 6, a small cone base which faces the upper part, and its diameter is equal to the outer diameter of the pipe 1. Telescopically to the pipe 1 opposite the longitudinal grooves 3 in the lower sleeve 7 is installed the lower support ring 8, equipped with shear elements 9, are free the ends of which are included in the longitudinal grooves 3. In the lower end of the support ring 8, a conical bore 10 is made on the inside, which is adequate to the conical surface 6 of the pipe 1. Above the “stop ring” in the upper sleeve 11 there is an upper support ring 12 with an inner ring bore 13 .

Устройство снабжено заглушкой, установленной на нижнем конце промывочных труб 14 и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей 15 и 16, верхняя 15 из которых жестко связана с промывочными трубами 14, а нижняя 16 соединена с верхней 15 срезными элементами 17 и имеет на наружной поверхности фиксатор 18 в виде пружинного кольца, сжатого в транспортном положении с помощью конусной втулки 19, установленной на наружной поверхности нижней детали 16 и соединенной разрушаемым штифтом 20 с нижним концом колонны промывочных труб 14.The device is equipped with a plug mounted on the lower end of the washing pipes 14 and made in the form of two telescopically connected parts 15 and 16, the upper 15 of which are rigidly connected to the washing pipes 14, and the lower 16 is connected to the upper 15 by shear elements 17 and has a latch on the outer surface 18 in the form of a spring ring compressed in the transport position by means of a conical sleeve 19 mounted on the outer surface of the lower part 16 and connected by a destructible pin 20 to the lower end of the column of washing pipes 14.

Конусная втулка 19 в рабочем положении взаимодействует с верхним опорным кольцом 12. Над заглушкой выполнены радиальные каналы 21, выше которых в составе промывочных труб 14 установлена втулка 22. На наружной поверхности втулки 22 сверху установлена подвижная подпружиненная пластинами 23 цанга 24. Снизу на наружной поверхности втулки 22 выполнена цилиндрическая выборка 25, в которой с возможностью The conical sleeve 19 in the working position interacts with the upper support ring 12. Radial channels 21 are made above the plug, above which the sleeve 22 is installed in the washing pipes 14. On the outer surface of the sleeve 22 there is a movable spring-loaded collet 24 on the outer surface 24. Bottom on the outer surface of the sleeve 22 a cylindrical sample 25 is made, in which

осевого перемещения размещен упор 26, зафиксированный в верхней части цилиндрической выборки 25 разрушаемым элементом 27.axial displacement placed stop 26, fixed in the upper part of the cylindrical sample 25 destructible element 27.

В составе обсадной колонны 28 выше верхней муфты 11 установлена цементировочная муфта 29, имеющая сквозные отверстия 30, в которые герметично установлены срезные пальцы 31. На внутренней поверхности цементировочной муфты 29 установлен шибер 32, зафиксированный в транспортном положении срезным винтом 33 относительно цементировочной муфты 29. В рабочем положении шибер 32 имеет возможность фиксированного герметичного перекрытия вышеупомянутых сквозных отверстий 30 цементировочной муфты 29. Нижняя 7 и верхняя 11 муфты соединены между собой нижним переводником 34, в котором выше патрубка 1 установлена фильтрующая сетка 35.As part of the casing 28, a cementing sleeve 29 is installed above the upper sleeve 11, having through holes 30 into which the shear pins 31 are sealed. A slide 32 is installed on the inner surface of the cementing sleeve 29, fixed in the transport position by a shear screw 33 relative to the cementing sleeve 29. B in the operating position, the gate 32 has the possibility of a fixed tight shutoff of the aforementioned through holes 30 of the cement coupling 29. The lower 7 and upper 11 of the coupling are interconnected by a lower Evodnik 34, in which a filter mesh 35 is installed above the pipe 1.

С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости устройство снабжено уплотнительными кольцами 36, 37, 38, 39. Детали «стоп-кольца», верхнее опорное кольцо 12 и нижняя деталь 16 заглушки изготовлены из разбуриваемых материалов.In order to prevent unauthorized fluid flows, the device is equipped with sealing rings 36, 37, 38, 39. Details of the “stop ring”, the upper support ring 12 and the lower part 16 of the plug are made of drillable materials.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После подготовки скважины в нее на проектную глубину спускают обсадную колонну 28 (см. фиг.), на нижнем конце которой установлено предлагаемое устройство в сборе с башмаком 40, имеющим отверстия 41, при этом жидкость свободно проходит в внутрь обсадной колонны 28. Затем во внутрь обсадной колонны 28 спускают колонну промывочных труб 14. В процессе спуска колонны промывочных труб 14 упор 26, установленный в цилиндрической выборке 25 втулки 22, которая спускается в составе колонны промывочных труб 14 достигнув цементировочной муфты 29, разрушает сбивные пальцы 31, открывая сквозные отверстия 30, о чем свидетельствует сначала падение нагрузки, а затем восстановление значения нагрузки на индикаторе веса, установленном на устье скважины (на фиг.1 и 2 не показано). Разрушенные сбивные пальцы 31 падают вниз и оседают на фильтрующей сетке 35, установленной в переводнике 34. Спуск колонны промывочных труб 14 с заглушкой на конце (15, 16) продолжают до тех пор, пока конусная втулка 19, установленная на наружной поверхности нижней детали 16 и соединенная разрушаемым штифтом 20 с нижним концом колонны промывочных труб 14, не упрется сверху в верхнее опорное кольцо 12.After preparing the well, casing 28 is lowered to the design depth at it (see FIG.), At the lower end of which the proposed device is installed assembled with a shoe 40 having holes 41, while the fluid flows freely into the inside of the casing 28. Then into the casing string 28 lowers the flush pipe string 14. During the lowering of the flush pipe string 14, an emphasis 26 mounted in a cylindrical sample 25 of the sleeve 22, which is lowered in the flush pipe string 14 reaching the cementing sleeve 29, destroys the fingers 31, opening through holes 30, as evidenced by the first drop in load, and then the restoration of the load value on the weight indicator installed on the wellhead (not shown in Figs. 1 and 2). Destroyed knocking fingers 31 fall down and settle on the filter mesh 35 installed in the sub 34. The descent of the washing pipe string 14 with a plug at the end (15, 16) is continued until the conical sleeve 19 mounted on the outer surface of the lower part 16 and connected by destructible pin 20 with the lower end of the column of washing pipes 14, will not abut against the top of the upper support ring 12.

Делают подгонку длины колонны промывочных труб 14 посредством подгоночного патрубка (на фиг. не показано) с учетом возможности обвязки колонны промывочных труб 14 с заливочным агрегатом (на фиг. не показано) после дальнейшей посадки колонны промывочных труб 14 на «стоп кольцо». Далее разгружают колонну The length of the column of washing pipes 14 is adjusted by means of a fitting pipe (not shown in FIG.), Taking into account the possibility of tying the column of washing pipes 14 with a filling unit (not shown in FIG.) After further fitting of the column of washing pipes 14 to the “stop ring”. Next unload the column

промывочных труб 14 на верхнее опорное кольцо 12, в следствии чего срезается разрушаемый штифт 20, о чем свидетельствует рост, а затем резкое падение показаний на индикаторе веса, установленного на устье скважины (на фиг. не показано). После этого колонну промывочных труб 14 опускают ниже, и она проходит через верхнее опорное кольцо 12, затем ее сажают на «стоп-кольцо» и частично разгружают на патрубок 1. Под воздействием нагрузки срезные элементы 9 разрушаются, после чего колонну промывочных труб 14 приподнимают вверх, но так, чтобы радиальные каналы 21 колонны промывочных труб 14 находились ниже верхнего опорного кольца 12. Далее на устье герметизируют межколонное пространство 42 и осуществляют промывку скважины. Затем закачивают в колонну промывочных труб 14 первую порцию тампонажного раствора расчетного количества с учетом его последующего подъема по заколонному пространству 43 до достижения сквозных отверстий 30 цементировочной муфты 29. Подачей в колонну промывочных труб 14 жидкости продавки продавливают тампонажный раствор из колонны промывочных труб 14 через его радиальные каналы 21, радиальные каналы 4 патрубка 1 и отверстия 41 башмака 40 в заколонное пространство 43 скважины, оставив примерно 100 л тампонажного раствора в колонне промывочных труб 14. Давление закачки сбрасывают. Под воздействием перепада давления, создаваемого столбом тампонажного раствора в заколонном пространстве 43 и направленного снизу вверх, заглушенный патрубок 1 перемещается вверх относительно нижнего опорного кольца 8 и заклинивается в месте контакта конусных поверхностей 6 и 10, перекрывая межколонное пространство 42 от заколонного пространства 43.flushing pipes 14 to the upper support ring 12, as a result of which the destructible pin 20 is cut off, as evidenced by the growth, and then a sharp drop in the readings on the weight indicator installed at the wellhead (not shown in Fig.). After that, the column of washing pipes 14 is lowered lower, and it passes through the upper support ring 12, then it is placed on the “stop ring” and partially unloaded on the pipe 1. Under the influence of the load, the shear elements 9 are destroyed, after which the column of washing pipes 14 is lifted up but so that the radial channels 21 of the column of flushing pipes 14 are below the upper support ring 12. Next, the annulus 42 is sealed at the mouth and the well is flushed. Then, the first portion of the cement slurry of the calculated amount is pumped into the column of washing pipes 14, taking into account its subsequent rise through the annular space 43 until the through-holes 30 of the cement sleeve 29 are reached. By supplying squeezing fluids to the column of washing pipes 14, cement slurry is pumped from the column of washing pipes 14 through its radial channels 21, radial channels 4 of pipe 1 and holes 41 of shoe 40 into the annulus 43 of the well, leaving about 100 L of grout in the wash pipe string 14. Injection pressure is relieved. Under the influence of the pressure differential created by the column of cement slurry in the annulus 43 and directed from the bottom up, the plugged pipe 1 moves upward relative to the lower support ring 8 and wedges at the contact point of the conical surfaces 6 and 10, blocking the annular space 42 from the annular space 43.

После чего колонну промывочных труб 14 приподнимают до положения, когда заглушка(15, 16) войдет в верхнее опорное кольцо 12 и фиксатор 18 упрется в упор кольцевой расточки 13, о чем свидетельствует появление нагрузки на индикаторе веса, установленном на устье скважины, при этом радиальные каналы 21 будут находиться выше верхнего опорного кольца 12. Путем обратной промывки по межколонному пространству 42 удаляют оставшийся тампонажный раствор из колонны промывочных труб 14 и заколонного пространства 43 выше сквозных отверстий 30 цементировочной муфты 29. После этого колонне промывочных труб 14 дают натяжку вверх, при этом срезные элементы 17 разрушаются, о чем свидетельствует рост, а затем резкое падение показаний на индикаторе веса, установленного на устье скважины, при этом детали 15 и 16 заглушки разъединяются, а нижняя деталь 16 вместе со «стоп-кольцом» надежно перекрывают сечение обсадной колонны от проникновения тампонажного раствора из-за заколонного пространства 43. Приподнимают колонну промывочных труб 14 вверх за 5-6 метров до достижения втулкой 22 колонны промывочных труб цементировочной муфты After that, the column of flushing pipes 14 is raised to the position when the plug (15, 16) enters the upper support ring 12 and the latch 18 abuts against the stop of the annular bore 13, as evidenced by the appearance of a load on the weight indicator mounted on the wellhead, while the channels 21 will be located above the upper support ring 12. By backwashing through the annular space 42, the remaining cement slurry is removed from the column of washing pipes 14 and the annular space 43 above the through holes 30 of the cement couplings 29. After that, the column of flushing pipes 14 is pulled upward, while the shear elements 17 are destroyed, as evidenced by the growth, and then a sharp drop in the readings on the weight indicator installed at the wellhead, with the parts 15 and 16 of the plug being disconnected, and the bottom part 16 together with the “stop ring” reliably overlap the section of the casing from the penetration of the cement slurry due to the annulus 43. Raise the flush pipe string 14 upward 5-6 meters until the sleeve 22 reaches the cement pipe flush string clutch

29. Скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента) первой ступени. По окончании времени ОЗЦ первой ступени начинают цементирование второй ступени обсадной колонны 28 выше цементировочной муфты 29.29. The well is left on the OZZ (waiting for cement to harden) of the first stage. At the end of time, the first stage OZZ begin cementing the second stage of the casing 28 above the cementing sleeve 29.

Для этого колонну промывочных труб 14 приподнимают вверх до тех пор, пока подвижная подпружиненная пластинами 23 цанга 24, установленная сверху на наружной поверхности втулки 22, расположенной жестко на колонне промывочных труб 14, не зацепится за кольцевое пространство 44, образованное шибером 32 и внутренней поверхностью цементировочной муфты 29. На устье скважины герметизируют межколонное пространство 42, после чего в колонну промывочных труб 14 закачивают вторую порцию тампонажного раствора, который после выхода на устье направляют в емкость заливочного агрегата и осуществляют круговую циркуляцию, постоянно контролируя плотность тампонажного раствора на входе и выходе из скважины. После стабилизации тампонажного раствора по плотности (этот момент наступает примерно через один час циркуляции), круговую циркуляцию прекращают и через промывочные трубы 14 закачивают расчетный объем продавочной жидкости, оставив примерно 100 л тампонажного раствора в промывочных трубах. Давление закачки сбрасывают. Вновь приподнимают колонну промывочных труб 14, при этом сначала подвижная подпружиненная пластинами 23 цанга 24 упирается снизу в упор 26, зафиксированный в верхней части цилиндрической выборки 25 разрушаемым элементом 27, а затем при последующем подъеме вверх цанга 24 воздействует сверху на шибер 32, зафиксированный в транспортном положении срезным винтом 33 относительно цементировочной муфты 29.Натяжку колонны промывочных труб 14 вверх продолжают, при этом разрушается срезной винт 33, о чем свидетельствует рост, а затем резкое падение показаний на индикаторе веса, установленного на устье скважины. Шибер 32 поднимается вверх фиксируется и упирается в нижний торец обсадной колонны 28, изнутри перекрывая сквозные отверстия 30 цементировочной муфты 29.To do this, the column of washing pipes 14 is lifted up until the movable spring-loaded plates 23 of the collet 24, mounted on top of the outer surface of the sleeve 22, located rigidly on the column of washing pipes 14, does not engage in the annular space 44 formed by the gate 32 and the inner surface of the cementing couplings 29. At the wellhead, the annular space 42 is sealed, after which a second portion of the grouting solution is pumped into the wash pipe string 14, which, after reaching the wellhead, is sent to the tank casting machine and carry out a circular circulation, constantly monitoring the density of cement slurry at the inlet and outlet of the well. After stabilization of the cement slurry by density (this moment occurs after about one hour of circulation), the circular circulation is stopped and the calculated volume of the squeezing liquid is pumped through the washing pipes 14, leaving about 100 liters of the cement slurry in the washing pipes. Injection pressure is relieved. The column of flushing tubes 14 is again lifted, first the movable spring-loaded plates 23 of the collet 24 rest against the stop 26 from below, fixed in the upper part of the cylindrical sample 25 with a destructible element 27, and then, with the subsequent lifting up, the collet 24 acts on the gate 32 fixed in the transport the position of the shear screw 33 relative to the cementing sleeve 29. The tension of the column of washing pipes 14 continues, while the shear screw 33 is destroyed, as evidenced by the growth, and then a sharp drop in readings on the weight indicator installed at the wellhead. The gate 32 rises up is fixed and abuts against the lower end of the casing 28, from the inside blocking the through holes 30 of the cement coupling 29.

После чего колонну промывочных труб 14 вновь продолжают тянуть вверх, при этом цанга 24, сверху упертая в неподвижный шибер 32, воздействует на упор 26, срезая разрушаемый элемент 27, о чем свидетельствует рост, а затем резкое падение показаний на индикаторе веса, установленного на устье скважины. Упор 26 смещается в нижнюю часть цилиндрической проточки 25 втулки 22, а подпружиненная пластинами 23 цанга 24 сжимается в цилиндрической проточке 25 выше упора 26. Далее колонну промывочных труб 14 приподнимают вверх на 1,5 метра, при этом втулка 22, жестко зафиксированная на колонне промывочных труб 14, минует цементировочную муфту 29. Осуществляют прямую или обратную промывку по межколонному пространству 42 и колонне After that, the column of washing pipes 14 continues to be pulled upward again, while the collet 24, resting on top of the stationary gate 32, acts on the stop 26, cutting off the destructible element 27, as evidenced by the growth, and then a sharp drop in the readings on the weight indicator installed on the mouth wells. The stop 26 is shifted to the lower part of the cylindrical groove 25 of the sleeve 22, and the collet 24 spring-loaded by the plates 23 is compressed in the cylindrical groove 25 above the stop 26. Next, the column of washing pipes 14 is lifted up 1.5 meters, while the sleeve 22, rigidly fixed to the column of washing pipe 14, bypass cementing sleeve 29. Direct or reverse flushing is carried out along the annular space 42 and the column

промывочных труб 14 и удаляют оставшийся тампонажный раствор из колонны промывочных труб 14 и межколонного пространства 42. Далее полностью извлекают колонну промывочных труб 14 из обсадной колонны 28, а скважину оставляют на ОЗЦ второй ступени.flushing pipes 14 and the remaining cement slurry is removed from the column of washing pipes 14 and the annulus 42. Next, the column of washing pipes 14 is completely removed from the casing string 28, and the well is left on the second stage OZZ.

Предлагаемое устройство для ступенчатого цементирования обсадной колонны позволяет значительно снизить давление гидростатического столба цементного раствора на пласт, а значит исключить попадание тампонажного раствора в пласт и сохранить коллекторские свойства пласта.The proposed device for stepwise cementing of the casing string can significantly reduce the pressure of the hydrostatic column of the cement slurry on the formation, and therefore eliminate the penetration of cement slurry into the formation and preserve the reservoir properties of the formation.

Claims (1)

Устройство для ступенчатого цементирования обсадной колонны в скважине, включающее "стоп-кольцо" в виде заглушенного снизу патрубка с продольными пазами и радиальными каналами с кольцевым уступом вверху и конусной поверхностью внизу, телескопически к которому в нижней муфте обсадной колонны установлено нижнее опорное кольцо, снабженное срезными элементами, свободные концы которых входят в продольные пазы патрубка, при этом нижнее опорное кольцо имеет в нижнем торце конусную расточку, адекватную конусной поверхности патрубка, а также колонну промывочных труб, отличающееся тем, что оно снабжено верхней муфтой, в которой размещено верхнее опорное кольцо, выполненное с кольцевой расточкой на внутренней поверхности в нижней части, при этом внутренний диаметр верхнего опорного кольца выполнен под наружный диаметр заглушки, расположенной на нижнем конце промывочных труб и выполненной в виде двух телескопически соединенных деталей, верхняя из которых жестко связана с промывочными трубами, а нижняя - соединена с верхней деталью срезными элементами и снабжена пружинным фиксатором на наружной поверхности, сжатым в транспортном положении посредством конусной втулки, установленной на наружной поверхности нижней детали и соединенной разрушаемым штифтом с нижним концом колонны промывочных труб, причем конусная втулка в рабочем положении взаимодействует с верхним опорным кольцом, при этом над заглушкой в промывочных трубах имеются радиальные каналы, соединяющие внутреннюю полость промывочных труб с межколонным пространством, причем выше радиальных каналов в составе промывочных труб установлена втулка, на наружной поверхности которой сверху установлена подвижная подпружиненная пластинами цанга, при этом снизу на наружной поверхности втулки выполнена цилиндрическая выборка, в которой с возможностью осевого перемещения размещен упор, зафиксированный в верхней части цилиндрической выборки разрушаемым элементом, причем в составе обсадной колонны выше верхней муфты установлена цементировочная муфта, имеющая сквозные отверстия, в которые герметично установлены сбивные пальцы, при этом на внутренней поверхности цементировочной муфты установлен шибер, зафиксированный в транспортном положении срезным винтом относительно цементировочной муфты, а в рабочем положении шибер имеет возможность фиксированного герметичного перекрытия вышеупомянутых сквозных отверстий цементировочной муфты, при этом выше патрубка установлена фильтрующая сетка.

A device for stepwise cementing of a casing string in a well, including a “stop ring” in the form of a pipe muffled from below with longitudinal grooves and radial channels with an annular ledge at the top and a conical surface at the bottom, telescopically to which a lower support ring is provided in the lower casing sleeve equipped with shear elements whose free ends are included in the longitudinal grooves of the nozzle, while the lower support ring has a conical bore in the lower end that is adequate to the conical surface of the nozzle, and a washing pipe flange, characterized in that it is provided with an upper sleeve in which an upper support ring is provided, made with an annular bore on the inner surface in the lower part, while the inner diameter of the upper support ring is made to the outer diameter of the plug located at the lower end of the washing pipes and made in the form of two telescopically connected parts, the upper of which is rigidly connected to the flushing pipes, and the lower is connected to the upper part by shear elements and is equipped with a spring fix on the outer surface, compressed in the transport position by means of a conical sleeve mounted on the outer surface of the lower part and connected by a destructible pin to the lower end of the washing pipe string, the conical sleeve in the working position interacting with the upper support ring, while there are over the plug in the washing pipes radial channels connecting the inner cavity of the washing pipes with the annular space, and a sleeve is installed above the radial channels in the washing pipes, on the outer surface of which is mounted on top of a movable spring-loaded collet plate, while the bottom on the outer surface of the sleeve made a cylindrical sample in which with the possibility of axial movement there is a stop fixed in the upper part of the cylindrical sample with a destructible element, and in the casing string above the upper sleeve there is a cement coupling having through holes in which knock-off fingers are hermetically mounted, while on the inside surface of the cementing sleeve copulating damper fixed in a transport position with respect to shear screw cementing collar, and in operating position gate has the ability to hermetically fixed overlap aforementioned cementing collar through holes, wherein the nozzle set above the filter mesh.