Технологическая оснастка обсадных колонн.

Оборудование низа обсадной колонны. В конструкцию низа обсадных колонн входят: башмачная направляющая пробка, башмак или короткий патрубок с боковыми отверстиями, об­ратные клапаны, упорное кольцо, кольца жесткости и турбулизаторы. Для эксплуатационных и промежуточных колонн в комплект оборудования их низа включаются также центри­рующие фонари и скребки. Башмачная направляющая пробка крепится к башмаку обсадной колонны и служит направлением при ее спуске. При отсутствии направляющей пробки башмак ко­лонны срезает со стенок скважины глинистую корку и породу. В результате сильно загрязняется ствол скважины, закупори­вается нижняя часть колонны, и последнюю нередко прихо­дится поднимать из скважины вследствие образования па­тронных сальников или невозможности продавить буровой ра­створ. Применяют несколько типов направляющих пробок: дере­вянные, бетонные, чугунные. Деревянные пробки бывают двух видов: крестообразные, изготовляемые из 8- 10 см сосновых досок на гвоздях, точе­ные из дерева крепких пород (дуба, ясеня и др.). Деревян­ные пробки плотно загоняют в башмак колонны и замачивают для более прочного соединения с башмаком. Крестообразные пробки из-за недостаточной прочности и ряда конструктивных недостатков можно применять только при спуске кондукторов диаметром 377 мм и выше на небольшую глубину. Бетонные пробки отливают в специальной форме, смесь прочно прихватывается к башмаку. Такие пробки легко раз­буриваются. Широко применяются чугунные пробки. Они имеют одно центральное и четыре боковых отверстия. В башмаке они кре­пятся на резьбе. Чугунные пробки обладают высокой механи­ческой прочностью и в то же время сравнительно легко раз­буриваются. В некоторых случаях при спуске эксплуатационных колонн или хвостовиков вместо башмака с направляющей пробкой обсадная колонна заканчивается «пауком».

Башмак колонны. Для предупреждения смятия торца нижней трубы обсадной колонны при спуске в скважину на первой трубе устанавливается толстая короткая (0,5 м) тру­ба — башмак. Наружный диаметр башмака равен диаметру муфты, внутренний — внутреннему диаметру обсадной трубы. При спуске обсадных колонн секциями на первой трубе второй и последующих секций вместо башмака устанавлива­ется патрубок с боковыми отверстиями для пропуска буро­вого и цементного растворов. Обратный клапан ставят для облегчения обсадной колонны при ее спуске, вытеснения из затрубного простран­ства на поверхность загрязненного раствора и недопущения обратного поступления в колонну закачанного цементного ра­створа. Наиболее прост тарельчатый клапан, со­стоящий из седла клапана 3, ввинчиваемого в муфту, та­релки 4, стержня 1 и пружины 2. Пружина затягивается при помощи гайки и контргайки. Используются также шаровые и дроссельные обратные клапаны. Обратные кла­паны устанавливаются на расстоянии от 2 до 12 м от баш­мака. При спуске обсадных колонн значительной длины или хвостовиков (первых секций при секционном спуске) устанав­ливаются два обратных клапана на расстоянии 8—12 м друг от друга. В скважинах с возможными газопроявлениями об­ратные клапаны устанавливают вне зависимости от глубины спуска колонны во избежание газового выброса через колонну в процессе ее спуска и цементирования. Обратный клапан пе­ред спуском в скважину опрессовывают на давление, в 1,5 раза превышающее его рабочее давление. Так как обсадную колонну с обратным клапаном спускают порожней, то периодически (через 100—200 м) следует доли­вать колонну глинистым раствором. Если этого не делать, на­ружное давление может достигнуть величины, угрожающей или смятию колонны, или прорыву обратного клапана. Упорное кольцо (кольцо «стоп»). Для четкого фикси­рования окончания процесса цементирования над обратным клапаном (в 6—12 м) устанавливают упорное кольцо. При спуске колонн на муфтовых соединениях упорное кольцо рас­полагается в специальной удлиненной муфте, а при использо­вании сварных колонн — ввинчивается в резьбу, нарезанную внутри обсадной трубы на расстоянии 30—40 мм от ее торца. Упорное кольцо изготовляется из чугуна в виде шайбы тол­щиной 12—15 мм; диаметр отверстия делается на 60—75 мм меньше наружного. В некоторых случаях упорное кольцо имеет не одно отверстие, а два или четыре. Центрирующие фонари. Для центрирования низа об­садных колонн с целью повышения качества цементирования скважин применяют фонари. Существует ряд конструкций фонарей. Фонарь конструкции состоит из двух колец 2, к которым электросваркой приварено пять или шесть специ­ально изогнутых планок 4, изготовленных из рессорной стали. Фонарь свободно надевается на обсадную трубу 1 и удержи­вается на ней упорным кольцом 5, которое устанавливают между кольцами фонаря 2 и через имеющиеся в теле три-четыре отверстия 3 приваривают электросваркой к обсадной трубе. Наружный диаметр фонаря должен быть на 50 мм больше диаметра долота, которым бурили скважину. Если скважина имеет кривизну до 3° и не имеет каверн, допускается примене­ние фонарей меньше диаметра долота, но не более чем на 30 мм. Количество фонарей на спускаемой обсадной колонне в каждом конкретном случае определяют мощность интервала, в котором необходимо надежно разобщить пласты, Но следует иметь в виду, что должно быть не менее двух направляющих фонарей над продуктивным горизонтом и столько же под ним. Размещать фонари следует равномерно в местах, где кавернограмма показывает отсутствие увеличения ствола сква­жины. Скребки применяют для удаления со стенок скважины фильтрационной глинистой корки при спуске обсад­ной колонны. Их устанавливают на тех же участках обсадной колонны, что и направляющие фонари. Наибольший эффект получается при совместном применении скребков и направля­ющих фонарей. Кольца жесткости. Для усиления нижней части обсад­ной колонны и повышения прочности соединения на нижние четыре-пять труб надеваются короткие (100—200 мм) патрубки и закрепляются под соединительными муфтами и над ними электросваркой. Кольца жесткости рекомендуется устанавли­вать на кондукторы и промежуточные колонны. Изготовляются они обычно из обсадных труб последующего за данной колон­ной размера или из предохранительных колец для ниппелей обсадных труб.

Турбулизаторы. Лучшему замещению бурового раст­вора цементным раствором способствует установка на обсад­ной колонне турбулизаторов. Турбулизатор состоит из корпуса, неподвижно закрепляемого на обсадной трубе, с упругими (обычно резиновыми) лопастями, наклоненными под углом 30—50° к образующей. Лопасти изменяют направление восхо­дящего потока бурового и цементного растворов, способствуют образованию местных вихрей и разрушению структуры в за­стойных зонах. Турбулизаторы целесообразно устанавливать в интервалах недостаточно хорошего центрирования колонны, со сложной конфигурацией сечения ствола скважины, а также на участках с не очень большими кавернами.

Оборудование верхней части обсадной колонны. В зависи­мости от способа спуска обсадных колонн в скважину верхняя часть колонны оканчивается различными устройствами или приспособлениями. Устройство для спуска колонн секциями или хвостовиков. При секционном спуске промежуточных и эксплуатационных колонн можно применять различные устрой­ства, обеспечивающие требуемую герметичность сочленения секций. Устройства для подвески секций или хвосто­виков. Во избежание деформации от собственного веса сек­ций обсадных колонн или хвостовиков после их разгрузки на забой, напряжений кручения при отвинчивании колонны бу­рильных труб и для создания необходимой устойчивости ко­лонны ее следует подвешивать либо на цементный камень, либо на нижнюю часть предыдущей колонны или воронку предыдущего хвостовика. Для выполнения этих задач исполь­зуют различные устройства, устанавливаемые в верхней части опускаемой колонны. В качестве примера рассмотрим устройство для подвески секции на воронке предыдущего хвостовика. При наличии в конструкции скважины хвостовика подвеска нижней секции эксплуатационной колонны осуществляется на его воронке. Для этого используется специальная муфта с допол­нительным включением трех клиньев, закрепляемых под углом 120° друг к другу в ее нижней части. Размер этих клиньев на 10—12 мм больше диаметра уплотнительной муфты, необходи­мой для возможного соединения предыдущего хвостовика с верхней его частью. подвески секции колонн на воронке хвостовика. Подвеска может осуществляться перед цементиро­ванием секции и после цементирования Наличие трех кана­лов между воронкой хвостовика и нижней частью специальной муфты эксплуатационной колонны позволяет вести промывку скважины в процессе цементирования в подвешенном состоя­нии нижней секции эксплуатационной колонны.