Типовая схема цементирования со стационарным комплексом цементировочного оборудования

 

Схема расположения и технологическая обвязка комплекса представлены на рис. П6.1.

Такая схема является типовой для условий массового бурения в Западной Сибири для кустовых и отдаленных разведочных скважин.

Область применения такой схемы характеризуется примерными данными таблиц П6.7 и П6.8.

Параметры гидровакуумного смесителя:

- диаметр и тип штуцера: 18...20 мм, керамический;

- подача насоса на штуцер, дм³/с - 15...18;

- давление воды перед штуцером, МПа - 4,0...6,0.

Осреднительные установки:

- тип мешалок - ленточные;

- вместимость, м³ - 25;

- число оборотов вала мешалки, мин^-1 - 22...25.

Порядок выполнения работ по цементированию эксплуатационной колонны следующий.

 

 

Рис. П6.1 Состав комплекса цементировочного оборудования, схема его расположения и обвязки

1, 2 - насосные установки УНР 1Р-400х40; 3, 4 - осреднительные установки УОС-25;

5 - гидровакуумный смеситель; 6 - силос-накопитель; 7 - выкид смесителя; 8, 9 - стеллажи для контейнеров с цементом; 10 - электротельфер; 11 - приемный манифольд-коллектор;

12 - нагнетательный трубопровод; 13 - отвод к смесителю; 14 - трубопровод подачи воды от внешнего источника; 15 - трубопровод подачи продавочной жидкости; 16-27 - дисковые затворы; 28-32 - краны напорного манифольда; 33-34 - задвижки; 35-38 - краны напорной линии; 39-40 - краны.

 

2.1. Приготовление жидкости затворения

Открывают задвижку 33 и краны 39, 40. Из внешнего источника подают воду в резервуары осреднительных установок 3 и 4. Количество набранной воды должно соответствовать расчетному объему жидкости затворения облегченного тампонажного раствора.

Учет жидкости осуществляют с помощью мерных линеек, установленных в резервуарах. Затем заполняют водой мерные баки насосных установок 1 и 2. Для этого открывают краны 35-38 и закрывают 39, 40. После окончания набора воды закрывают задвижку 33. Включают мешалки в резервуарах установок 3 и 4 и загружают в них глинопорошок. Ожидание роспуска глины в воде зависит от сорта глинопорошка и продолжается 6-12 часов. При этом мешалки включают периодически. Жидкость затворения для портландцементных растворов готовят в мерных баках насосных установок. При использовании хлористого кальция или других химреагентов для регулирования свойств раствора загрузку их в баки производят за 2-3 часа до начала цементирования, затем тщательно размешивают с помощью циркуляции через сбросовый отвод при открытых кранах 29 и 32 и дисковых затворах 17, 18, 19, 22, 23, 24.

 

Таблица П6.7

 

Конструкция скважин					Сведения о тампонажном растворе			Наибольшее давление при цементировании, МПа	Наибольшая подача насосов, дм^3/с
Назначение колонны	Диаметр долота, мм	Диаметр колонны, мм	Глубина спуска колонны, м	Высота подъема (столба) тампонажного раствора, м	Вид	Плотность, г/см^3	Объем, м^3
Направление		324-340	30-50	до устья	Портландцемент ГОСТ 1581-91	1,86	4-6	-	-
Кондуктор		245	500-650	до устья	Портландцемент ГОСТ 1581-96	1,86	18-20	до 4,0	20-22
Эксплуатационная колонна		146-168	2300-3200	до устья с заходом в башмак кондуктора	Портландцемент ГОСТ 1581-96	1,86	12-16	15-17	40-50
					Облегченный	1,55	40-46

 

Состав облегченного тампонажного раствора: вода - 95%, глина - 5%

Таблица П6.8

 

Насосные установки, обозначенные на рис. П6.1	Тип установок	Диаметр плунжерного насоса, мм	Развив. давл., МПа	Идеальная подача, дм^3/с	Полезная мощность, лс	Вместимость мерного бака, м^3
Установка 1	УНБ 1Р-400 х40	125	32,0	27,0	380	5,4
Установка 2	УНБ 1Р-400 х40	110	40,0	21,2	380	5,4

 

2.2. Приготовление облегченного тампонажного раствора

Открыть дисковые затворы 21, 25, 26 и кран 31. Направить выкид смесителя 7 в сторону осреднительной установки 3. Включить насос установки 2 и создать циркуляцию жидкости в системе «осреднительная установка 3 - насос установки 2 - гидровакуумный смеситель 5 - выкид смесителя 7 - осреднительная установка 3». Начать подачу цемента в смеситель 5, используя тельфер 10 для подъема контейнеров и выгрузки из них цемента в силос-накопитель 6, установленный над смесителем. Включить мешалку осреднительной установки 3 и продолжить наработку раствора до получения заданной плотности. При отсутствии плотномера или других автоматических средств контроля замер плотности проводить традиционным методом каждые 3 минуты.

Затем приступить к наработке раствора в резервуаре осреднительной установки 4. Для этого необходимо остановить насос 2, направить выкид смесителя 7 в резервуар установки 4, закрыть дисковые затворы 25, 26 и открыть затвор 27. Создать циркуляцию в системе «осреднительная емкость 4 - насос установки 2 - смеситель 5 - выкид смесителя 7 - осреднительная установка 4». Наработку облегченного тампонажного раствора осуществлять описанным выше способом.

 

2.3. Приготовление портландцементного раствора

После завершения наработки облегченного тампонажного раствора приступают к его откачке из резервуара установки 4. Для этого останавливают циркуляцию, закрывают затвор 21, открывают затворы 25, 26 и кран 28. Включают насос установки 1 и подают раствор в скважину. После откачки раствора из резервуара установки 4 переключаются на откачку из резервуара установки 3. Для этого открывают затвор 26 и закрывают затвор 25. Эту операцию можно провести без остановки работы насоса установки 1. Без промедления приступают к наработке портландцементного раствора. Для этого закрывают затвор 27, открывают затворы 18, 19, 20, 22, 23 и 24, включают насос установки 2 и подают жидкость затворения из мерных баков в гидровакуумный смеситель 5. Цемент подают в смеситель через бункер-накопитель 6 ранее описанным способом. По показаниям мерной линейки в резервуаре установки 4 следят за объемом поступающего раствора. И после достижения его расчетной величины переходят на режим рециркуляции, т.е. открывают затворы 21 и 27, закрывают затворы 22, 23, 24, 20, 19, 18 и продолжают подавать цемент до получения заданной плотности раствора. Продолжительность операции приготовления портландцементного раствора должна соответствовать времени откачки облегченного раствора из резервуара установки 3. Для этого в случае необходимости меняют режим работы насоса установки 1 или рециркулируют раствор.

Продолжительная циркуляция портландцементного раствора через штуцер смесителя повышает его активность и улучшает свойства.

Откачку портландцементного раствора осуществляют в том же порядке, что и облегченного раствора из резервуара установки 4.

 

2.4. Нагнетание продавочной жидкости в скважину

В освободившуюся от раствора установку 3, а затем и в установку 4 подают воду для обмыва мешалки, внутренних стенок и пр.

В это время установку 2 готовят к продавке верхней разделительной пробки. Для этой цели открывают задвижку 34 и закрывают задвижку 33. Прекращают подавать воду и в свободные отсеки мерных баков установок 1, 2 подают продавочную жидкость. Оставшуюся в мерных баках воду используют для промывки нагнетательного трубопровода от остатков цементного раствора. После откачки портландцементного раствора в скважину останавливают насос установки 1, закрывают затвор 16 и открывают затворы 17, 18, 19. После отсоединения нагнетательного трубопровода от цементировочной головки промывают его, для чего включают оба насоса. После этого подключают нагнетательный трубопровод к крану головки, установленному над пробкой. Производят опрессовку всей линии, открывают кран и при подаче 4-6 дм³/с насосом установки 2 подают жидкость, продавливая пробку в колонну. Затем подключают к работе насосную установку 1 и осуществляют нагнетание продавочной жидкости в заданном режиме до момента «стоп».

Примечание. Стационарные комплексы цементировочного оборудования может изготавливать по заказам потребителей ООО фирма Эскорт ЛТД г. Новочеркасск (б. з-д «Нефтемаш»).