Способ регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов

 

.лс» ) и),))зтщхим е аоеевф .... @»")4авее ррах ф ф (11) 618533

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву—

2 (51) М. Кл.

Е 21 В 33/138 (22) Заявлено21.07.76 (21) 2392978/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 05.08,78»Бюллетень ¹ 29 (53) УЙК 622.243.

144 2(088 8) (45) Дата опубликования описанияа1,от. та.

А. N. Лапченко, А. С. Мамврийский и А. А. Филимонов (72) Авторы изобретения

Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский ,и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТАМПОНАЖНЫХ

И ПРОМЫВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способам регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов в процессе их приготовления в гидросмесителях струйного типа при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известен способ регулирования плотности Нриготавливаемого раствора, заключающийся в том, что в гидросмесителе получают раствор с повышенной плотностью по отношению к заданной, после чего его доводят до заданной, разжижая дополнительной подачей воды по обводной линии в сбросной ствол, минуя приемную камеру гидросмесителя (1).

Недостатками этого способа являются длительность выхода на заданную плотность, связанную с подбором количества воды, малый диапазон регулирования плотности приготавливаемого раствора, большие колебания плотности приготавливаемого раствора и неудовлетворительное смешение жидкой и твердой фаз в сбросном стволе.

Известен способ регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов в гидросмесителях струйного типа, предусматривающий подачу жидкости затворения с постоянным давлением и расходом, засыпку материала с поддержанием постоянного уровня сухого порошкообразного материала, смешение сухого материала с жидкостью затворения и сброс готового раствора (2) .

Основными недостатками способа являются малый диапазон регулирования плотности приготавливаемого раствора (-0,15 г/см ) и недостаточная степень смешения жидкой и твердой фаз.

Цель изобретения — увеличение диапазона регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов.

Поставленная цель достигается тем, что . сброс раствора осуществляют с дросселированием потока раствора с помощью регулируемого гидравлического сопротивления.

При дросселировании потока часть энерi5 гии струи теряется на преодоление гидравлического сопротивления, создаваемого дросселем, в результате чего изменяется степень разрежения в приемной камере гидросмесителя. При изменении степени разрежения в приемной камере изменяется количество материала, забираемого струей, а следовательно, и плотность приготавливаемого раствора.

Способ осуществляется действиями в следующей последовательности. Через насадок гидросмесителя (любой формы) подают воду (жидкость затворения) при определенном

18533

30

Составитель А,. Симецкая

Техред О. Луговая Корректор М. Демчик

Тираж 734 Подписное

Редактор С. Титова

Заказ 4230/29 (1НИ ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 давлении. В приемную воронку гидросмесителя подают сухой порошкообразный материал. При этом в приемной воронке гидросмесителя поддерживается постоянный уровень сухого порошка. Диаметр насадки и давление жидкости зач ворения подбирают таким образом, что при отсутствии дросселирования потока раствора в сбросном стволе (ствол полностью открыт) плотность приготавливаемого раствора получается выше заданной.

Смешивают жидкость затворения с сухим материалом.

Поток раствора в сбросном стволе дросселируют за счет уменьшения проходного сечения ствола, осуществляемого прикрыти-. ем, например, пробкового крана.

Устанавливают заданную плотность раствора.

Раствор заданной плотности сбрасывают для цементирования скважин или использования в качестве промывочной жидкости.

Пример. При цементировании одной из скважин в объединении «Грознефть» был приготовлен тампонажный раствор с плотностью 1,80 г/см, с точностью +-0,02 г/см .

Раствор приготовлен с использованием предлагаемого способа. Через круглый насадок гидросмесителя диаметром 12 мм подается жидкость затворения при давлении 15 кгс/см .

В приемной воронке гидросмесителя поддерживается постоянный уровень сухого тампонажного материала (портландцемента).

Расход сухого материала составляет 13 кг/с.

При открытом сбросном стволе диаметром

73 мм и постоянном расходе затворения

5,5 л/с получен раствор с плотностью

1,95 г/смз. Путем уменьшения первоначальной площади проходного сечения сбросного ствола поворотом рукоятки пробки в течение

3 с на угол 15, соответствующий заданной плотности, получен раствор с плотностью

1,80 г/см и поддерживался в течение всего процесса приготовления с точностью

+-0,015 г/см . При отсутствии дросселирования потока на сбросном стволе (ствол полностью открыт) получена плотность раствора 1,96 г/смз. При повороте пробки на угол

15 получен раствор с плотностью 1,80г/см .

При повороте пробки на угол 45 плотность раствора составляет 1,48 г/смз. Дальнейшие замеры не проводились, ввиду отсутствия необходимости получения более низкой плотности. В целом диапазон составляет

0,49 г/см з.

Такой же способ регулирования плотности приготавлнваемого раствора в струйном гидросмесителе применен при доутяжелении промывочного раствора сухим порошкообразным баритом на буровой М 252 Октябрьского УБР объединения «Грознефть»..Через насадок диаметром 20 мм подавался раствор с исходной плотностью 1,38 г/смз при давлении 30 кг/см, а в приемной воронке гидросмесителя поддерживается постоянный уровень (затвор) сухого барита. При полностью открытом сбросном стволе гидросмесителя диаметром 100 мм получен раствор с плотностью 2,36 г/см . Путем уменьшения проходного сечения в течение 3 с получен раствор с плотностью 1,96 г/смз, что соответствовало заданной, и поддерживался в течение всего цикла утяжеления с точностью

+-0,015 г/см .

Использование предлагаемого способа регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

Увеличивается диапазон регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов в 3 раза при постоянной производительности гидроносителя по воде (жидкости затворения) .

Улучшается степень смешения жидкой и твердой фаз за счет дросселирования потока раствора, что значительно улучшает физикомеханические свойства получаемого цементного камня.

Формула изобретения

Способ регулирования плотности тампонажных и промывочных растворов в гидросмесителях струйного типа, предусматривающий подачу жидкости затворения с постоянным давлением и расходом, засыпку материала с поддержанием постоянного уровня сухого порошкообразного материала, смешение сухого материала с жидкостью затворения и сброс готового раствора, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования плотности приготавливаемого раствора, сброс раствора осуществляют с дросселированием потока раствора с помощью регулируемого гидравлического сопротивления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Логвиненко С. В. Техника и технология цементирования скважин. М., «Недра», 1965, с. 109.

2. Авторское свидетельство СССР ,% 443962, кл. Е 21 В 21/00,1971.