Способ обратного цементирования и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании скважин. Цель изобретения - повышение качества цементирования. Сущность способа заключается в том, что перед закачиванием цементного раствора в скважину закачивают порцию жидкости с наполнителем шаровой формы до посадки последнего в циркуляционные отверстия, при этом в качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, превышающей на 15- 20% плотность жидкости, в которую вводится наполнитель. Способ реализуется устройством, включающим обсадную колонну с установленным в нижней части тарельчатым обратным клапаном с циркуляционными отверстиями. Количество отверстий не превышает 5, а их диаметр составляет 15-25 мм в зависимости от диаметра обсадной колонны. При цементировании скважины перед цементным раствором закачивается порция жидкости с наполнителем шаровой формы, которая садится в циркуляционные отверстия. В качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью , превышающей на 15-20% плотность жидкости, в которую введен наполнитель. 1 ил. 2 с.п. ф-лы. . . сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4488339/03 (22) 29.09.88 (46) 29.02.92. Бюл. N. 8 (71) Уфимский нефтяной институт (72) M.P.Ñèäîðoâ, С.M.Àõóíîâ и P.Æ.Bàõèтов (53) 622.245.42 (088.8) (56) Еременко Т.Е. Крепление нефтяных и газовых скважин. М.; Недра, 1965, с.159, Авторское свидетельство СССР

М 261313, кл. Е 21 В 33/14, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N- 248589, кл. Е 21 В 33/14, 1963.

Авторское свидетельство СССР

N 1263816, кл. Е 21 В 33/14, 1988; (54) СПОСОБ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании скважин. Цель изобретения— повышение качества цементирования. Сущность способа заключается в том, что перед закачиванием цементного раствора в скваИзобретение относится к креплению скважин и может быть использовано при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Известен способ обратного цементирования, при котором после, закачки рассчитанного объема цементного раствора в затрубное пространство скважины и дости- жения им башмака колонны на устье закрывают задвижки, чем прекращают процесс цементирования.

<и> SU ао 1716096A1 жину закачивают порцию жидкости с наполнителем шаровой формы до посадки последнего в циркуляционные отверстия, при этом в качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, превышающей на 15—

20% плотность жидкости, в которую вводится наполнитель. Способ реализуется устройством, включающим обсадную колонну с установленным в нижней части тарельчатым обратным клапаном с циркуляционными отверстиями. Количество отверстий не превышает 5, а их .диаметр составляет 15-25 мм в зависимости от диаметра обсадной колонны. При цементировании скважины перед цементным раствором закачивается порция жидкости с наполнителем шаровой формы, которая садится в циркуляционные отверстия. В качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, превышающей на 15-20g, плотность жидкости, в которую введен наполнитель. 1 ил. 2 с.п. ф-лы.

Известно устройство для обратного цементирования обсадных колонн, включающее обратный клапан с посадочным седлом в верхней части и механизм открытия циркуляционных каналов на период цементирования.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности точного определения момента вхождения цементного раствора в башмак колонны и высоты его уровня в затрубном пространстве в период цементирования, что вызывает необходи1716096 масть разбуривания цементного камня в колонне или недохождение цементного раствора до забоя.

Недостатком указанного устройства также является невозможность контролирования высоты цементного стакана в обсадной колонне.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обратного цементирования, включающий закачку порции жидкости перед цементным раствором, в которую вводят волокнистый . наполнитель, закупоривающий фильтр, устанавливаемый в заданном интервале обсадной колонны, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обратного цементирования обсадных колонн, содержащее полый корпус с радиальными отверстиями, башмак обсадной колонны, разделительную пробку, зафиксированную в.корпусе над башмаком, и посадочное седло под разделительную пробку.

Согласно этому способу используют фильтр с отверстиями малых диаметров, так как через отверстия больших диаметров продавливаются волокна наполнителя и цементный раствор проникнет в колонну.

Фильтр с отверстиями малых диаметров преждевременно забивается шламом, неизбежно попадающим со стенок скважины при спуске обсадной колонны в жидкость, заполняющую скважину, что вызывает недохождение цементного раствора до забоя.

Недостатком указанного устройства является то, что радиальные отверстия, предназначенные для посадки в них наполнителя, расположены подуглом к направлению движения нисходящего потока.

Шарики наполнителя под действием сил инерции и собственного веса могут проскочить мимо отверстий и опуститься ниже.

Кроме того, даже в случае перекрытия наполнителем радиальных отверстий оставшиеся незадействованными шарики попадают в циркуляционные отверстия, что может привести к отказу устройства.

Цель изобретения — повышение качества крепления скважин.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обратного цементирования, включающему закачку перед цементным раствором порции жидкости с наполнителем шаровой формы и последующую посадку его в циркуляционные отверстия, в качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, превышающей на 15207 плотность жидкости, в которую вводится наполнитель.

Устройство для осуществления данного способа содержит обсадную колонну с обратным тарельчатым клапаном и циркуляционные отверстия, причем последние

5 выполнены в тарелке обратного клапана в количестве не более 5, а диаметр циркуляционных отверстий выбирается равным 1525 мм в зависимости от диаметра обсадной колонны.

Циркуляционные отверстия находятся на главном направлении потока жидкости, что гарантирует надежное перекрытие отверстий шариками наполнителя и обеспечи15 вает минимальные гидравлические потери.

Ввиду малого количества шариков, требуемого для надежного закупоривания отверстий (20-30 шт.) и их значительных размеров они не влияют на плотность и ре20 ологические параметры жидкости.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.

Способ обратного цементирования осуществляют следующим образом.

25 При обратном цементировании перед цементным раствором закачивается порция жидкости с наполнителем 1 шаровой формы, который садится затем в циркуляционные отверстия 2. При этом в качестве

30 наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, превышающей на 15-20 плотность жидкости, в которую введен наполнитель.

Устройство для осуществления способа

35 содержит обсадную колонну 3 с тарельчатым обратным клапаном 4 и циркуляционные отверстия 2, выполненные в тарелке 5 обратного клапана. Причем количество циркуляционных отверстий не должно быть бо40 лее 5, а их диаметр составляет 15 — 25 мм в зависимости от диаметра обсадной колонны.

Формула изобретения

45 1. Способ обратного цементирования, включающий закачку перед цементным раствором порции жидкости с наполнителем шаровой формы, и последующую посадку последнего в циркуляционные отверстия, отличающийся тем, что, с целью

50 повышения качества цементирования, в качестве наполнителя применяют шарики, выполненные из металла или полимера с плотностью, на 15-20 превышающей плотность жидкости, в которую вводится на55 полнитель.

2. Устройство для обратного цементирования, включающее обсадную колонну с обратным тарельчатым клапаном и

1716096

Составитель М, Сидоров, Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор М. Петрова

Заказ 592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 циркуля ционные отверстия, о т л и ч а ю- на в количестве не более 5, а диаметр циркущ е е с я тем, что циркуляционные отвер- - ляционных отверстий выбирается равным стия выполнены в тарелке обратного клапа- 15-25 мм.