Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
НА НЕ НИ НО НУ НЬ

Нижняя разделительная пробка

 
Нижние разделительные пробки предназначены для уменьшения смесеобразования цементного раствора с буферной жидкостью и для снятия глинистой корки с внутренних стенок обсадной колонны. В проведенных совместно с В. И. Мищенко и Р. Ф. Ухано-вым экспериментах по исследованию процессов вытеснения было установлено, что гравитационные перемещения за счет разности плотностей последовательно текущих жидкостей могут быть причиной интенсивной турбулентности в зоне их контакта. При движении по колонне без разделения пробками уменьшение градиента плотностей в зоне смеси жидкостей приводит к тому, что при выходе в затрубное пространство смеси плотность ее не может уже вызывать значительной турбулентности.
Верхняя цементировочная пробка.| Нижняя цементировочная пробка типа ПЦН. Нижние разделительные пробки могут служить для доставки компонентов к забою без образования зоны смеси, и, следовательно, начальный процесс смесеобразования, характеризуемый наиболее интенсивными гравитационными перемещениями жидкостей друг в друге, переносится в затрубное пространство. Низкая надежность пробок обусловлена возможностью срабатывания при движении их по колонне, высоким давлением открытия при посадке на стоп-кольцо, неполной проходимостью отверстия и, наконец, возможностью повреждения элементов обратного клапана остатками диафрагм.
Достигнув устройства, нижняя разделительная пробка свободно проходит верхнюю втулку, но задерживается в нижней. При повышении давления срезаются калиброванные шпильки 8 и нижняя втулка проходит вниз. При этом она упирается в поршень 12, срезаются калиброванные шпильки 10 и поршень сдвигается вниз, закрывая боковые отверстия в стенке цилиндра. Повышение давления на поверхности служит сигналом о начале проддвки. После того как весь цементный раствор продавлен в затрубное пространство, верхняя пробка попадает в верхнюю втулку 3, срезает калиброванные шпильки 2 и сталкивает втулку вниз. Втулка 3 в нижнем положении садится на упоры, выполненные на верхнем торце переводника 7, соединяющего цилиндр с корпусом. В результате этого раствор обтекает верхнюю втулку. Повышение давления при срезке шпилек верхней втулки отмечается на поверхности как сигнал о конце продавки.
Хвостовики цементируют одноступенчатым способом, причем нижнюю разделительную пробку в отечественной практике, как правило, не применяют. Поскольку диаметры хвостовика и бурильных труб, при помощи которых его спускают в скважину, различны, тампонажный раствор отделяют от продавочной жидкости специальной пробкой. Нижнюю секцию изготовляют под внутренний диаметр хвостовика и подвешивают при помощи тарированных шпилек в разъединителе ( см. рис. 52); в центральной части этой секции имеется проходной канал. Верхнюю же секцию изготовляют под внутренний диаметр бурильных труб.
Хвостовики цементируют одноступенчатым способом, причем нижнюю разделительную пробку в отечественной практике, как правило, не применяют. Поскольку диаметры хвостовика и бурильных труб, при помощи которых его спускают в скважину, различны, тампонажныи раствор отделяют от продавочнои жидкости специальной пробкой. Нижнюю секцию изготовляют под внутренний диаметр хвостовика и подвешивают при помощи тарированных шпилек в разъединителе ( см. рис. 52); в центральной части этой секции имеется проходной канал. Верхнюю же секцию изготовляют под внутренний диаметр бурильных труб.
После окончания промывки скважины в обсадную колонну вставляют нижнюю разделительную пробку ( рис. 172), навинчивают специальную цементировочную головку, боковые отводы которой с помощью трубопроводов соединяют с цементировочными насосами, и внутрь колонны закачивают водную суспензию тампонажных материалов, которую называют цементным раствором, или тестом.
При цементировании обычных вертикальных или наклонных скважин рекомендовано применение нижних разделительных пробок для предупреждения образования смеси тампонажного раствора с буферной жидкостью при движении их внутри колонны. При этом устраняется также опасность загрязнения наиболее ответственной последней порции тампонажного раствора буровым, прилипшим к внутренней поверхности обсадной колонны в виде пленки, снимаемой со стенки манжетами продавочной пробки. При цементировании горизонтальных скважин комплектное применение продавочных и нижних пробок становится обязательным, так как наличие цементного стакана внутри колонны в пределах продуктивного пласта вообще недопустимо по экономическим соображениям.
Хвостовики цементируют в одну ступень через башмак, причем нижнюю разделительную пробку не применяют. Поскольку диаметры хвостовика и бурильных труб, на которых его спускают, существенно различны, для разделения цементного раствора и продавочной жидкости используют секционную верхнюю пробку. Такая пробка состоит из двух секций. Верхняя же секция изготовляется под внутренний диаметр бурильных труб. Ее сбрасывают в бурильные трубы сразу же после закачки цементного раствора. В процессе закачки продавочной жидкости в бурильную колонну верхняя секция, продвигаясь вниз, садится на нижнюю; при этом давление жидкости возрастает, шпильки срезаются, и пробка движется дальше по хвостовику до упорного кольца.
Считается, что полное вытеснение растворов в трубах обеспечивается применением нижней разделительной пробки или турбулентным режимом течения тампонажного раствора.
Такие колонны цементируют одноступенчатым способом, как правило, без использования нижней разделительной пробки.
Зависимость безразмерной высоты вытесненного за колонну глинистого раствора, увлеченного продавочной пробкой, от безразмерной толщины пленки глинистого раствора в трубах.| Нижняя разделительная пробка. Полученные нами выводы совпадают с выводами Т. Е. Еременко [38] о важности применения нижних разделительных пробок. Однако в настоящее время нижние пробки почти не используются.
Из всего сказанного выше следует, что при вытеснении и смешении растворов необходимо применять нижние разделительные пробки. Это связано с тем, что они уменьшают продольное смесеобразование внутри колонны под действием гравитационных факторов и диффузий, а также в процессе выхода контактирующих жидкостей в затрубное пространство.
Для повышения герметичности стыков между секциями обсадных колонн наряду с совершенствованием стыкующих устройств следует также обязательно применять нижние разделительные пробки, исключающие ухудшение качества последней порции тампонажного раствора, имеющей важное значение в герметизации стыка.

Если исходить из этих лабораторных данных, необходимо до минимума свести перемешивание нефтепродуктов с тампонажной смесью в обсадной колонне, применяя нижние разделительные пробки.
Зависимость безразмерной высоты вытесненного за колонну глинистого раствора, увлеченного продавочной пробкой, от безразмерной толщины пленки глинистого раствора в трубах.| Нижняя разделительная пробка. С учетом приведенных выше соображений на базе верхней корпусной пробки ПУЦ-5 X 6, выпускаемой Грозненским ре-монтно-механическим заводом, разработана конструкция нижней разделительной пробки с металлической диафрагмой. Пробка с диафрагмой, рассчитанной 30 кгс / см2, была испытана на специальном стенде и применена на Самотлорской площади для отделения буферной жидкости от цементного раствора.
Универсальные цементировочные головки типа ГЦУ ( рис. 5.14 и табл. 5.8) предназначены для обвязки обсадных колонн на устье скважины, для зарядки нижней разделительной пробки в колонну, а также для размещения верхней ( продавочной) разделительной пробки при цементировании скважин.
Цементировочные головки типов ГУЦ ( а и ГЦК ( б. Универсальные цементировочные головки типа ГЦУ ( рис. 12.2; табл. 12.2) предназначены для обвязки обсадных колонн на устье скважины, для зарядки нижней разделительной пробки в колонну, а также для размещения верхней ( продавочной) разделительной пробки при цементировании скважин.
Разработан размерный ряд колонных башмаков типа БК с бетонной направляющей насадкой, а также размерный ряд дроссельных обратных клапанов с шаровым затвором типа ЦКОД, турбулизаторов, нижних разделительных пробок.
Схема прямого одноступенчатого цементирования. Контроль за процессом осуществляется путем измерения объема продавочной жидкости мерными емкостями цементировочных агрегатов и по давлению на устье скважины. Нижняя разделительная пробка применяется редко.
Цементное колонное стоп-кольцо о резиновым уплотнителем. К вн утриколонной технологической оснастке также относятся разделительные пробки, которые запускают в обсадную колонну для разделения жидкостей во время операции цементирования. При этом нижнюю разделительную пробку ( рис. 63, а) применяют для разделения вытесняемого из обсадной колонны бурового раствора и вытесняющей жидкости - тампонажного раствора. Верхнюю разделительную пробку ( рис. 63, б, в, г) используют на следующей стадии операции цементирования - для разделения теперь уже вытесняемой жидкости - тампонажного раствора и вытесняющей продавочной жидкости.
Основные технические данные цементировочных головок ЦГЗ и ГЦК.| Цементировочная головка ЦГЗ.| Цементировочная головка ГЦК. Верхние цементировочные пробки предназначены для разобщения там-понажного раствора и продавочной жидкости в процессе цементирования. В ряде случаев используют также и нижние разделительные пробки.
Вторая нижняя цементировочная пробка, используемая в процессе, садится не на упорное кольцо, а на первую пробку, но срабатывание ее происходит аналогичным образом. Следовательно, в случае применения двух нижних разделительных пробок полностью исключается смешение в обсадной колонне буферной жидкости с буровым и цементным растворами.
Устье скважины оборудуют соответствующей цементировочной головкой, в которую вставляют два шаровых резиновых разделителя. После промывки скважины и закачивания расчетного количества буферной жидкости вывинчиванием стопоров цементировочной головки освобождают первый шаровой резиновый разделитель, выполняющий роль нижней разделительной пробки. В соответствии с рецептурой, подобранной в лаборатории, производят затворение необходимого количества тампонажного раствора и закачивают его в заливочные трубы. Вслед за этим вывинчиванием стопоров цементировочной головки освобождают второй шаровой разделитель и закачивают продавочную жидкость. Последние 2 - 1 5 м3 продавочной жидкости закачивают одним цементировочным агрегатом на первой скорости. После получения сигнала об окончании продавки ( удара) немедленно снижают давление на цементировочных агрегатах. Повышать давление удара над рабочим давлением более чем на 3 0 МПа не рекомендуется во избежание преждевременного среза шпилек, удерживающих посадочную плиту в корпусе.

В процессе движения жидкостей в трубах формируется поверхность раздела, длина которой соизмерима с длиной колонны. Длина этой поверхности связана с интенсивностью подачи жидкости, ее параметрами, длиной трубы и др. Если допущение об отсутствии перемешивания жидкостей в трубах в ряде случаев вполне реально ( например, при использовании нижних разделительных пробок), то без перемешивания немыслим разворот потока жидкостей на 180 у башмака колонны.
Применительно к повышению качества цементирования затрубного пространства рассмотрен комплекс мероприятий, связанных с гидравлическими явлениями и определяющих надежную изоляцию затрубного пространства. Сюда относятся процесс подготовки скважины к спуску обсадных труб и их цементированию, выбор типа и объема буферной жидкости, управление свойствами промывочной жидкости перед цементированием, выбор режимов последовательно движущихся жидкостей, разработка эффективных конструкций турбулизаторов и нижних разделительных пробок. Однако важное значение в повышении качества изоляции затрубного пространства имеет способ цементирования.
Это мероприятие является эффективным средством и в настоящее время. Необходимо стремиться к повсеместному применению разделительных пробок как между вытесняемой промывочной жидкостью ( или буферной) и тампонажным раствором, так и между цементным раствором и продавочной жидкостью при цементировании всех видов обсадных колонн. К сожалению, нижние разделительные пробки в практике цементирования используют редко. Далеко не везде применяют и верхние пробки при цементировании кондукторов и промежуточных колонн. Например, на месторождениях Западной Сибири их используют только при цементировании эксплуатационных колонн. Только из-за отсутствия разделительных пробок на Варьеганском нефтяном месторождении в 50 % скважин приходится разбуривать излишние цементные стаканы после цементирования кондукторов и промежуточных колонн.
Таким образом, полученные выводы находятся в соответствии с результатами экспериментов, описанных в предыдущем параграфе. Критерий Pf пригоден для оценки величины коэффициента вытеснения при прямом цементировании с обычными режимами закачки и продавки без применения нижних разделительных пробок.
Проведены исследования, посвященные образованию смесей при цементировании. Разработана методика для определения объемов смесей, образующихся за счет продольного массопереноса. Предложены методы проектирования процесса цементирования при турбулентном режиме течения и методика определения гидравлических параметров жидкостей непосредственно в скважине. Доказана необходимость использования при цементировании нижних разделительных пробок.
Перед началом цементирования скважину промывают, т.е. очищают забойную зону от частиц выбуренной породы. Для этого на оголовок обсадных труб привинчивают цементировочную головку. Промывку осуществляют подачей в колонну обсадных труб бурового раствора. Циркуляцию бурового раствора осуществляют до тех пор, пока на поверхность не будет выходить чистый буровой раствор без частиц породы. После окончания промывки через цементировочную головку закачивают цементный раствор. Перед цементированием в некоторых случаях в обсадную колонну вставляют нижнюю разделительную пробку. Количество закачиваемого цементного раствора рассчитывают заранее по объему затрубного пространства. Закачиваемый цементный раствор вытесняет глинистый раствор из обсадных труб в затрубное пространство. Сверху столба закачиваемого цементного раствора устанавливают верхнюю разделительную пробку и через цементировочную головку подают буровой раствор. Последний вытесняет цементный раствор в затрубное пространство.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11