Модернизация оборудования для комбинированного цементирования обсадной колонны

Описание

В проекте проведена модернизация оборудования для комбинированного цементирования обсадной колонны.

Приведены сведения о цементировании и технологии крепления стенок скважины хвостовиком с описанием процесса, его целей и задач. Цементирование применяется для вытеснения тампонажным раствором бурового из затрубного пространства скважины и поднятия последнего на заданную высоту. В результате прекращается движение любой жидкости или газа между пластами через заколонное пространство. При этом продуктивные объекты изолируются от посторонних вод на длительное время, происходит укрепление неустойчивых, склонных к обвалам и осыпям пород, предохранение обсадной колонны (хвостовика) от коррозии пластовыми водами, за счет чего повышается ее несущая способность.

Рассмотрены следующие технологии крепления хвостовика: с цементированием через башмак (сплошным цементированием), через фильтр-заглушку, с помощью цементировочной муфты (манжетное).

Описано оборудование, которое применяется при манжетном цементировании: пробка продавочная; комплекс технических средств для головы хвостовика: пакер верхний, гидравлическая подвеска, уплотняющий ниппель, прочистная пробка; муфта цементировочная; пакер заколонный; обратный клапан; башмак хвостовика; центраторы.

Выполнен информационно-патентный обзор с изучением авторских свидетельств. По результатам обзора для работы принята цементировочная муфта МЦ-102/124 КР.

Сделано описание предлагаемой конструкции. Муфта предназначена для проведения работ при манжетном цементировании затрубного пространства хвостовика в открытом стволе, имеющем диаметр 124 мм. Она применяется совместно с заколонным пакером как рукавного, так и манжетного исполнения. Конструкция выполнена из цилиндрического корпуса, оснащенного пятью отверстиями, выполненными диаметром 12 мм, четырьмя отверстиями диаметром 4 мм, шестью отверстиями с резьбой М6 под срезные винты открывающей втулки и восемью отверстиями по четыре с каждого конца корпуса под предохранительные винты с резьбой М10. Внутри корпуса выполнено расположение открывающей и закрывающей втулки, манжеты, расположенной над циркуляционным отверстием, центрирующей гайки, присоединенной к нижнему концу посадочной муфты, верхнего и нижнего переходников.

Приспособление применяется в составе хвостовика с пакером заколонным и доставляется на куст уже в сборе с ним. Транспортирование возможно всеми видами транспорта.

Описан монтаж и принцип работы.

После модернизации цементировочная муфта поднимается на площадку буровой. Вместе с заколонным пакеро и ниппелем пакера она вставляется в резьбовую часть предыдущей обсадной трубы и затягиваются. Затем, производится спуск до уровня зажимной части автоматического ключа верхней части верхнего переводника цементировочной муфты и подвешивается уже спущенная часть хвостовика на пневмоклиньях. Далее, с приёмных мостков поднимается следующая свеча обсадной колоны, выполняется смазывание резьбы переводника специальной смазкой и производится свинчивание посредством автоматических ключей. По окончании продолжается дальнейший монтаж составных частей хвостовика и спуск хвостовика на плановую глубину. По достижении заданной глубины в колону опускается шар, который проходит через цементировочную муфту и садится в седло в заколонном пакере. Вследствие этого перекрывается циркуляция промывочной жидкости. Производится опрессовка хвостовика. После раздутия заколонного пакера выполняется повышение давления до 17 МПа внутри колоны. Давление действует на кольцо и происходит срез винтов, которые удерживают открывающую втулку. Происходит ее смещение вниз, за счет чего открываются цементировочные окна и давлени внутри колонны падает. Выполняется восстановление нормальной циркуляции промывочной жидкости в колонном и заколонном пространстве. По окончании производится промывка, при этом происходит отклонение эластичной манжеты от посадочной муфты, которая, в свою очередь, выполняет функции клапана. После промывки в скважину закачивается проектный объём тампонажного раствора. Из цементировочной головки высвобождается продавочная пробка, которая соединяется с пробкой прочистной. Пробка доходит до посадочной муфты и садится в неё. При повышении давления до 6 МПа происходит срез винтов и система перемещается вниз, вследствие чего перекрываются отверстия. Давление внутри колонны повышается. Далее, давление сбрасывается и проводится контроль отсутствия обратного перетока жидкости из затрубья в колону. После ОЗЦ пробки и муфта посадочная разбуриваются. Цементировочная муфта является устройством одноразового применения и после разбуривания выполняет функции обсадной колоны.

Выполнен расчет составных частей.

Определены параметры:

1. Сделан расчет цементирования скважины.
2. Рассчитано количество материалов и реагентов с определением потребного количества цементного раствора 74,2 м³, объема продавочной жидкости 5,6 м³. Принят цементировочный агрегат 3ЦА-400, с диаметром втулки 115 мм.
3. Определено общее время цементирования скважины 68,2 мин, количество цементно-смесительных машин гидровакуумного типа 3 шт.
4. Разработан раздел по безопасности и экологичности проекта.
5. В экономической части выполнено обоснование технического решения и рассчитан экономический эффект от внедрения модернизации, равный 1597,19 руб.

          В работе выполнена модернизации цементировочной муфты МЦ-102/124 КР для комбинированного цементирования обсадной колонны, что значительно сокращает время на технологический процесс цементирования скважины.