Устройство для вращения обсадной колонны в процессе ее цементирования

Вращение и расхаживание обсадной колонны в процессе ее цементирования являются эффективными технологическими приемами, способствующими повышению степени заполнения заколонного пространства тампонажным раствором. Данные операции, выполняемые для повышения качества крепления обсадных колонн, достаточно широко применяются в зарубежной практике строительства скважин [1-3]. В отечественной промысловой практике расхаживание обсадных колонн на стадиях крепления осуществляется крайне редко, а вращение не применяют вообще.

Основной причиной отсутствия примеров вращения колонн при их цементировании является бурение наклонно направленных скважин, преобладающих на разрабатываемых месторождениях страны. В этих условиях применение такого технологического приема создает вероятность возникновения серьезных осложнений. Однако в вертикальных скважинах, бурение которых нередко осуществляется в сложных геологических условиях, применение технологии вращения колонн при цементировании обеспечит значительное повышение степени надежности разобщения пластов. При этом по сравнению с расхаживанием вращение исключает вероятность возникновения такого осложнения, как прихват обсадной колонны в приподнятом над устьем состоянии. Второй, не менее важной причиной, которая не позволяет вращать обсадную колонну в процессе ее цементирования, является отсутствие специальных технических средств отечественного производства.

В связи с отмеченным специалистами ОАО «НПО «Бурение» разработана универсальная трехсекционная цементировочная головка (рис. 1), применение которой дает возможность вращать обсадные колонны в процессе их цементирования. Устройство головки исключает необходимость применения стандартных или специальных штро-пов и подключения напорного манифольда цементировочного агрегата непосредственно к головке. Назначение, устройство и условия применения этой головки рассмотрены в работе [4].

Для обеспечения возможности вращения колонны при цементировании головку необходимо оснастить специальным вращающимся переводником, установленным между головкой и обсадной колонной. Форма переводника по внешности соответствует форме клиновых вкладышей ротора (рис. 2). При цементировании колонны вкладыши в роторе отсутствуют и в момент начала выхода цементного раствора из-под башмака колонны в заколонное пространство приподнятую колонну с переводником опускают в гнездо роторных клиньев и начинают вращать ротор с колонной с минимально возможной скоростью.

В плане проведения работ по спуску и цементированию обсадной колонны необходимо предусмотреть возможность ее расхаживания или вращения, определив необходимую глубину спуска и способ крепления элементов технологической оснастки на трубах. При этом необходимо предусмотреть возможность вращения труб в элементах оснастки: центраторах и тур-булизаторах. Скребки, жестко закрепленные на трубах, применяют при запланированном расхаживании колонны, которое является дополнением к ее вращению. Такой комбинированный технологический прием наиболее эффективен для достижения высокого качества цементирования обсадных колонн.

Вращающийся переводник снабжен специальным фиксатором, жестко соединенным с корпусом цементировочной головки. При вращении обсадной колонны по часовой стрелке резьбовое соединение, соединяющее переводник с корпусом головки, работает на отворот. Наличие фиксатора препятствует ослаблению резьбового соединения головки. Аналогичная фиксация должна быть предусмотрена в резьбовом соединении переводника, соединяющего цементировочную головку с ведущей трубой квадратного сечения, которая в свою очередь соединяет вертлюг с головкой. Последний может быть присоединен непосредственно при применении переводника с левой резьбой (см. рис. 1).

В практике цементирования скважин фирмой Halliburton (США) вопросам вращения обсадных колонн при заполнении заколонного пространства цементным раствором уделяется особое внимание. Для этого соблюдаются специальные технические условия при свинчивании обсадных труб в процессе спуски колонны, согласно которым обоснованно выбираются крутящий момент, специальная смазка резьбовых соединений и др. (Halliburton sales and service catalog, 1963). Колонну вращают с помощью специальных вертлюгов различных конструкций.

Другие материалы

Общая характеристика слабо развитого района. Латинская Америка
ЛАТИНСКАЯ АМЕРИКА, общее название стран, расположенных в южной части Сев. Америки, к югу от р. Рио-Браво-дель-Норте (включая Центр. Америку и Вест-Индию), и в Юж. Америке. Общая площадь 20,5 млн. км2. Население 464 млн. человек (1993). На ...

Сан-Марино
Республика Сан-Марино - самое маленькое и древнее независимое государство в мире. Территория страны имеет форму неправильного четырёхугольника и занимает площадь в 60,57 кв.км. Над холмистой местностью возвышается суровый известковый ре ...