Башмак в бурении что это
Башмак для нефтяной скважины
Читать «Новости Югры» в
Успешные опытно-промышленные испытания гидравлического прорабатывающего башмака, применяемого при спуске эксплуатационной колонны, провели сотрудники ООО «РН-Юганскнефтегаз» на Приобском месторождении. Какой эффект дает предприятию эта новация, с какими видами скважин она позволяет работать? Подробнее об этом читайте в материале нашей газеты.
Обсаживая скважину
Чтобы стенки скважины были защищены от разрушения и можно было ее эффективно эксплуатировать, нефтяники спускают обсадную колонну, которая крепится цементом. Для читателей, далеких от топливно-энергетического сектора, поясним, что, по сути, скважина – это очень глубокий колодец с металлическими стенками. Однако при спуске обсадной колонны в некоторые скважины возникают осложнения, отсутствует возможность спуска до проектного забоя. По словам начальника отдела технологий бурения скважин Управления технологий и инжиниринга бурения Венера Хазиева, зачастую такие сложности возникают при спуске колонн в горизонтальные скважины со сложными горно-геологическими условиями. Неустойчивые породы могут провоцировать обвалы и сужения ствола скважины.
– Одно из решений этой проблемы – использование гидравлического прорабатывающего башмака, – рассказывает Венер Минибаевич. – На скважинах Приобского месторождения мы провели несколько успешных испытаний этого оборудования. Новация такова: на первую обсадную трубу наворачивается гидравлический прорабатывающий башмак. При спуске обсадной колонны и циркуляции бурового раствора прорабатывающие элементы башмака приходят в движение, работая как своеобразное долото, очищают скважину от обвалов и расширяют суженные участки. При этом сама обсадная колонна не вращается. Это позволяет осуществить проработку сложных участков ствола скважины и в штатном режиме спустить обсадную колонну до проектного забоя.
По словам Венера Минибаевича, в отличие от стандартного, прорабатывающий башмак имеет стационарную неподвижную часть, которая наворачивается на обсадную колонну, и долотную часть, которая вращается при подаче циркуляции. Кроме того, оборудование сделано из легкоразбуриваемого материала, так как оно остается в скважине и цементируется вместе с обсадной колонной – потом его просто разбуривают.
Без геологических осложнений
Как отмечает Венер Хазиев, в основном осложнения возникают при строительстве горизонтальных скважин на Приобском месторождении в интервалах неустойчивых аргиллитов в кровлях целевых пластов АС-10, АС-12, расположенных в зоне подножия палеосклона, которые создают осложнения при подготовке ствола скважины и во время спуска эксплуатационной колонны. Это связано с углом вскрытия пластов, он здесь большой – 80–86 градусов. А чем больше угол вскрытия, тем больше риск обвалообразования. По результату анализа рисков принимается решение о необходимости применения гидравлического прорабатывающего башмака. Но при необходимости его могут использовать и на наклонно-направленных скважинах, если нефтяники предположат, что именно там могут возникнуть геологические осложнения.
– Главный эффект от использования этой новации состоит в успешном спуске эксплуатационной колонны, исключении спуско-подъемных операций с обсадной колонной и переподготовке ствола скважины, – говорит Венер Хазиев.
По словам начальника отдела технологий бурения скважин Управления технологий и инжиниринга бурения, эту технологию успешно апробировали на трех скважинах Приобского месторождения. И уже есть решение, что оборудование будет применяться и на других месторождениях предприятия.
Инициатива использовать эту новацию принадлежит Управлению технологий и инжиниринга бурения ООО «РН-Юганскнефтегаз». Специалисты рассматривали несколько различных вариантов. Они тщательно изучили рынок, исследовали, какие технологии, башмаки применяются при решении проблем обвалообразования скважин. И одним из вариантов решения как раз и стало использование гидравлического прорабатывающего башмака.
Башмак в бурении это
Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой ( снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предохранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. Используются башмаки различной конструкции: простейшая представляет собой короткий отрезок стальной толстостенной трубы с фасками ( наружной и внутренней) на нижнем торце. Такие башмаки устанавливают на обсадных колоннах большого диаметра, начиная с 351 мм. [1]
Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой ( снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предозсранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. Используются башмаки различной конструкции: простейшая представляет собой короткий отрезок стальной толстостенной трубы с фасками ( наружной и внутренней) на нижнем торце. Такие башмаки обычно устанавливают на обсадных колоннах большого диаметра, начиная с 351 мм. [2]
Башмаки обсадных колонн выпускаются и другими предприятиями, информация о которых не представлена в настоящем справочном пособии. [5]
Башмак обсадной колонны устанавливается в подошве порового горизонта, и колонна в таком положении цементируется. Этим предохраняют трещитпгий горизонт от попадания в него цементного раствора. [6]
Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой ( снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предохранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. Используются башмаки различной конструкции: простейшая представляет собой короткий отрезок стальной толстостенной трубы с фасками ( наружной и внутренней) на нижнем торце. Такие башмаки устанавливают на обсадных колоннах большого диаметра, начиная с 351 мм. [8]
Башмак обсадной колонны обычно расположен в интервале плотных пород, поэтому при дальнейшем углублении ствола может быть вскрыт пласт более слабый. Следовательно, необходимо периодически повторно определять давление начала поглощения пород только что вскрытого интервала. Для этого призабойную часть ствола отсекают пакером. [10]
Башмаками обсадных колонн оснащаются нижние трубы обсадных колонн для защиты от их повреждения в процессе спуска в скважину. Башмак соединяют с колонной обсадных труб с помощью резьбы или сварки. Если башмаком оснащена колонна, после спуска которой продолжается углубление ствола скважины, его разбуривают после окончания цементирования. [11]
Конструктивно башмак обсадной колонны выполняется меньшего диаметра для более надежной и легкой установки гидроизоляционного пакера. [12]
Башмак кондуктора устанавливают в устойчивых коренных породах и обязательно тампонируют, а при глубоком бурении тампонируют все затрубное пространство. [1]
Если башмак кондуктора или промежуточной колонны с установленным противовыбросовым оборудованием по техническим причинам расположен против проницаемых пластов, опрессовки после разбуривания цементного стакана не производится. [2]
Перед разбуриванием башмака кондуктора рекомендуется провести учебную тревогу по работе с дросселями. Она может проводиться в сочетании с гидравлическими испытаниями обсадной колонны. При этом определяется правильность функционирования дросселя и связанного с ним оборудования, что дает возможность руководителю буровых работ и буровому мастеру проверить регулируемые дроссели. Создается циркуляция бурового раствора с закачкой через бурильные трубы ( или линию глушения, если глухие плашки закрыты) и возвратом через дроссель, который используется для регулирования давления в обсадной колонне. Должны быть задействованы все дроссели. Бурильщик и другие члены бригады должны поупражняться в работе с дросселем, если позволяет время. Обычно это способствует повышению уверенности членов бригады в собственных силах. [3]
При бурении из-под башмака кондуктора давление на забое нельзя снижать, если оно внезапно начнет возрастать, даже в случае превышения давления разрыва пород у башмака кондуктора. Таким образом, во избежание гидроразрыва пород и грифонообразования кондуктор следует спускать на достаточно большую глубину и ниже толстого непроницаемого барьера. Опыт работ на конкретной площади помогает выбрать необходимую глубину спуска обсадной колонны. [6]
Бурение скважины ниже башмака кондуктора начинается с применением в качестве промывочной жидкости воды для технических целей, которую берут из рек, озер или болот. [7]
Понижение столба глинистого раствора ниже башмака кондуктора ведет к обвалам в скважине, так как стенки главным образом слабых глинистых пород, периодически обнажаясь, высыхают, а затем вновь в процессе бурения замачиваются; подобные перемены вызывают более быстрое их разрыхление, размыв, оползания и обвалы. [9]
Видимо, цементное кольцо и ниже башмака кондуктора до газоносного пласта и забоя скважины также негерметично и проницаемо для газа. [10]
При отсутствии цементного камня за эксплуатационной колонной ниже башмака кондуктора или технической колонны, если в этот промежуток попадают пласты-коллекторы, содержащие минерализованную воду или углеводороды, производится перфорация колонны и цементирование под давлением с установкой цементного моста в колонне, перекрывающего указанный интервал, на 20 м ниже и выше с последующей опрессовкой, проведением исследований по определению высоты подъема цемента и качества схватывания. [12]
Имеется в виду расход долот при бурении ниже башмака кондуктора без учета при мепения колонковых долот. [13]
Башмак обсадной колонны
Известен колонный башмак, состоящий из цилиндрического корпуса с присоединительной резьбой на верхнем конце и сквозными радиальными каналами. Корпус жестко связан с направляющей пробкой с закругленным нижним концом, выполненной из легко разбуриваемого материала [1].
Известен башмак обсадной колонны, включающий полый цилиндрический корпус, имеющий в верхней части присоединительную резьбу для соединения с обсадной колонной, и жестко связанную с корпусом направляющую пробку с осевым каналом, со сквозными осевыми пазами и конической нижней частью [2]. Указанное устройство может быть принято в качестве прототипа.
К недостаткам известного устройства также следует отнести вероятность недопуска обсадной колонны до проектной глубины в осложненном (имеющем перегибы, каверны, уступы, желоба и др.) стволе скважины.
Задача настоящего изобретения заключается в повышении надежности спуска и установки обсадной колонны в осложненном стволе скважины.
Башмак обсадной колонны состоит из полого цилиндрического корпуса 1, в верхней части которого выполнена присоединительная резьба для соединения с обсадной колонной (на чертежах не показана). С корпусом 1 жестко связана направляющая пробка 2 с осевым каналом и конической нижней частью. Направляющая пробка, как правило, изготовляется из легко разрушаемого материала.
В направляющей пробке 2 имеются сквозные осевые пазы для размещения в них отклоняющих элементов, которые выполнены в виде изогнутых двуплечих рычагов Т-образного сечения. Длина большого плеча рычага может кратно превосходить длину малого плеча.
Каждый рычаг состоит из основания 3 и опорной плиты 4, которые жестко связаны между собой. Наружная поверхность опорной плиты 4 в поперечном сечении имеет вид сектора трубной заготовки.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
1. К.В.Иогансен. Справочник. Спутник буровика. М., Недра, 1990, с.159.
2. Е.М.Соловьев. Заканчивание скважин. М., Недра, 1979, с.171.
2. Башмак обсадной колонны по п.1, отличающийся тем, что длина большого плеча рычага кратно превосходит длину его малого плеча.
Башмак эксплуатационной колонны необходимо устанавливать вблизи кровли продуктивного объекта в устойчивых непроницаемых отложениях с целью исключения осыпей пород открытого ствола и предупреждения перетоков пластового флюида в вышерасположенные проницаемые горизонты. [2]
Башмак эксплуатационной колонны необходимо установить вблизи кровли продуктивного объекта в устойчивых непроницаемых отложениях для исключения осыпей пород открытого ствола и предупреждения перетоков пластового флюида и вышерасположенные проницаемые горизонты. [3]
Низ или башмак эксплуатационной колонны устанавливается всегда ( после прохождения через пористый продуктивный пласт) в непроницаемую породу. [5]
В первом случае башмак эксплуатационной колонны устанавливается ниже кровли продуктивного горизонта. Блокирование влияния продуктивного пласта на процесс схватывания и твердения цемента достигается секционным креплением. В период ОЗЦ нижней секции через бурильную колонну осуществляется постоянная циркуляция бурового раствора над верхней трубой нижней секции. [6]
Качество цементирования в интервале от башмака эксплуатационной колонны до кровли сеноманских отложений оценивали по наличию цементного камня ( ГТК) и сцеплению его с колонной и горными породами ( АКЦ) как жесткое, частичное и плохое. [9]
Если продуктивные пласты сложены устойчивыми породами, то низ башмака эксплуатационной колонны устанавливают в их кровле. [13]
Тематики
Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.
Смотреть что такое «башмак для обсадных труб» в других словарях:
Нефтяная вышка — (Oil derrick) Устройство, предназначение и использование нефтяных вышек Информация об устройстве, назначении, описании и использовании нефтяных вышек Содержание — это разрушения с помощью специальной техники. Различают два вида бурения:… … Энциклопедия инвестора
ГОСТ 23278-78: Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости — Терминология ГОСТ 23278 78: Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости оригинал документа: 2.2. Аппаратура 2.2.1. В комплекте оборудования для проведения испытаний должны быть: водоподъемник; устройство для измерения расхода воды; устройство… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Подготовка — 5. Подготовка* Преобразование принятых сигналов согласно настоящему стандарту в форму, которая позволяет измерять, обрабатывать или выдавать информации (например усиление, преобразование в код) Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Подготовка к испытанию — 7.3. Подготовка к испытанию Аналитическую пробу песка просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм, из просеянной части пробы берут не менее 500 г песка. Песок промывают, высушивают до постоянной массы, рассеивают на наборе сит с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Крепление скважин — (a. well lining; н. Bohrlochverrohrung; ф. cuvelage, tubage; и. entibacion de pozos, entubado, entubado de pozos) процесс укрепления стенок буровых скважин обсадными трубами и тампонажным раствором. Наиболее распространено K. c.… … Геологическая энциклопедия
Бур ручной — инструмент весьма пригодный для исследования грунта на глубину до 7 саженей, следовательно, совершенно достаточную для выбора системы основания изобретенный горным инженером С. Войславом (фиг. 1; см. рисунки при статье Буровые инструменты). Б.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Кондуктор — кондукторная колоннa (от позднелат. conductor, букв. сопровождающий * a. conductor, pipe conductor; н. Ankerrohrtour, Leitrohrtour; ф. conducteur; и. conductor), колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верх. интервала скважин … Геологическая энциклопедия
Башмак TurboREAM (Турборим) | MAXIMA Drilling
Башмак TurboREAM (Турборим)
TurboREAM — является уникальным продуктом на рынке заканчивания скважин представляющим собой силовой башмак с усиленным вооружением и вращающим его приводом. Продукт предназначен дня установки в нижней части обсадных труб, компоновки или хвостовика и позволяет вращать башмак с высокой скоростью, с небольшим моментом прорабатывая нестабильные участки ствола скважины, участки с набухающими и обваливающимися глинами. Простота исполнения и надежность гарантируют дохождение до конечного забоя в независимости от осложнений ствола в который спускается заканчивание или обсадная колонна.
Данное решение особенно актуально для протяженных, горизонтальных, ERD скважин, а так же скважин с высокими интенсивностями и вскрытием различных нестабильных геологических формаций.
Башмак для системы крепления расширяемого хвостовика и способ заканчивания скважины
На фиг.1 иллюстрируется известный способ спуска обсадной колонны с башмаком 16, установленным вблизи ее нижнего конца. Если впоследствии в нее вводится трубчатый элемент, который требуется закрепить на обсадной колонне путем его расширения, то получению плотного соединения между ними может помешать присутствие остатков цементного камня или цементных отложений на участке крепления трубчатого элемента к обсадной колонне. Избежать этого можно, если подавать цементный раствор в башмак, установленный ниже точки, в которой позднее будет крепиться хвостовик. Еще один способ состоит в том, чтобы для обеспечения чистоты этого установочного участка после цементирования пропустить через него щетки и скребки, что позволит обеспечить качественное уплотнение и крепление устанавливаемого впоследствии трубчатого элемента. Однако эти способы сопряжены с большими затратами времени и соответствующими расходами.
В соответствии с настоящим изобретением, защита места установки на обсадной колонне во время цементирования осуществляется при помощи трубчатого экрана, который перекрывает выемку. Трубчатый экран образует изолированное кольцевое пространство, в котором содержится несжимаемый материал. Это позволяет трубчатому экрану деформироваться при изменении гидростатического давления по мере спуска обсадной колонны к месту установки. Цементирование производится через трубчатый экран. Трубчатый экран впоследствии разбуривают, обнажая кольцевую выемку и установочный паз. Затем трубчатый элемент можно точно установить и расширить, введя его в плотный контакт с обсадной колонной. Благодаря наличию выемки диаметр проходного сечения трубчатого элемента после его расширения с посадкой в выемку становится по меньшей мере равным диаметру проходного сечения обсадной колонны. Трубчатый элемент можно расширить до его нижнего конца, а направляющий башмак на нижнем конце трубчатого элемента можно извлечь из скважины и поднять вместе с оправкой и спусковой колонной, на которой он был доставлен в скважину.
Таким образом, изобретение позволяет обеспечить защиту установочного участка обсадной колонны, впоследствии используемого для крепления к ней трубчатого элемента. Этот установочный участок на обсадной колонне закрывается трубчатым экраном, образующим герметично изолированную полость, в которой содержится слабоуплотненный несжимаемый материал. Цементирование обсадной колонны осуществляется через трубчатый экран. После цементирования трубчатый экран разбуривается, и несжимаемый материал выносится на поверхность с буровым шламом. В обсадную колонну вводится трубчатый элемент, который расширяют, предпочтительно с образованием уплотнения по месту его крепления на обсадной колонне. По окончании расширения извлекают установленный на трубчатом элементе направляющий башмак.
В соответствии с вышеизложенным, в настоящем изобретении предлагается башмак обсадной колонны для использования в скважине, содержащий корпус с проходящим через него каналом и по меньшей мере одной внутренней выемкой, и установленный поверх выемки деформируемый экран, проходящий в указанный канал с образованием между внутренней поверхностью выемки и экраном кольцевого пространства и предохраняющий выемку от засорения при цементировании корпуса в скважине, причем экран способен выгибаться в ответ на изменение гидростатического давления при спуске корпуса в скважину, а после цементирования может быть удален с обнажением указанной выемки.
В других частных вариантах осуществления в башмак введен трубчатый элемент, крепящийся в выемке после удаления экрана. Трубчатый элемент крепят в выемке предпочтительно путем его расширения. За пределами выемки корпус имеет определенный диаметр проходного сечения, а трубчатый элемент после его расширения с посадкой в выемку имеет диаметр проходного сечения, по меньшей мере равный диаметру проходного сечения башмака за пределами выемки. Может также использоваться расположенный на нижнем конце трубчатого элемента направляющий башмак, освобождаемый от трубчатого элемента при расширении последнего с возможностью извлечения направляющего башмака через корпус.
В изобретении также предлагается способ заканчивания скважины, при осуществлении которого:
в скважину вводят трубчатый элемент, снабженный на нижнем конце башмаком, в котором выполнена внутренняя выемка, для закрытия которой используют деформируемый трубчатый экран;
причем вводят этот трубчатый экран в проходящий через башмак канал, образуя кольцевое пространство между экраном и трубчатым элементом и позволяя экрану выгибаться в ответ на изменение гидростатического давления при спуске в скважину,
и затем цементируют трубу в скважине, после чего трубчатый экран удаляют с обнажением выемки.
В предпочтительных частных вариантах осуществления при помощи трубчатого экрана вокруг выемки создают герметично изолированное кольцевое пространство. Трубчатый экран может выгибаться также при изменении перепада давления на нем во время спуска башмака.
В кольцевое пространство помещают несжимаемый материал, который слегка уплотняют. После цементирования трубчатый экран разбуривают, а несжимаемый материал удаляют с буровым шламом.
После удаления трубчатого экрана в башмак вводят колонну труб и расширяют ее с посадкой в выемку башмака для крепления в скважине. Колонну труб расширяют до диаметра проходного сечения, по меньшей мере равного диаметру проходного сечения башмака за пределами его выемки.
На нижнем конце колонны труб может крепиться направляющий башмак, за счет расширения колонны труб освобождают от нее направляющий башмак и поднимают его на поверхность. В этом случае колонну труб вводят в скважину на спусковой колонне с оправкой, раскрепляемым якорем и извлекающим инструментом для подъема скважинных устройств, освобождают колонну труб и направляющий башмак от спусковой колонны путем продавливания оправки с ее избирательной поддержкой якорем и захватывают направляющий башмак для его подъема на поверхность вместе с якорем и оправкой при извлечении спусковой колонны.
Ниже сущность изобретения поясняется на примере осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
полностью расширен, а оправку поднимают из скважины вместе со спускным башмаком, извлекая спускной инструмент из полностью расширенного хвостовика;
На фиг.1 изображена эксплуатационная обсадная колонна 10, имеющая известную муфту 12 с упором и стандартную муфту 14 обсадной колонны с обратным клапаном, а также башмак 16, примыкающий к нижнему концу 18 обсадной колонны. Обычно цементный (тампонажный) раствор закачивают через башмак 16, а затем при помощи цементировочной пробки выдавливают цементный раствор из обсадной колонны 10 через башмак 16 в окружающее колонну затрубное пространство. Когда возникает необходимость углубить скважину, башмак 16 разбуривают, однако после разбуривания могут сохраниться остатки цементного камня или цементные отложения. Засорение остатками цементного камня и обломками башмака после разбуривания последнего могут сказаться на качестве уплотнения, которое потребуется в дальнейшем, когда в обсадную колонну 10 будет введен и закреплен хвостовик. Это представляет собой особую проблему, когда крепление хвостовика к обсадной колонне 10 выполняется расширением хвостовика.
Данная проблема в настоящем изобретении решается использованием трубчатого экрана 20, показанного на фиг.2 и 15. Как показано на фиг.15, у эксплуатационной обсадной колонны 22 имеется нижняя секция 24. Внутри секции 24 предпочтительно концентрично устанавливается трубчатый экран 20, образующий кольцевое пространство 28, в котором содержится несжимаемый материал 30. В предпочтительном варианте несжимаемый материал 30 представляет собой набивку из песка в рыхлом (слабоуплотненном) состоянии, однако могут использоваться и другие материалы. Назначение материала 30 состоит в том, чтобы трубчатый экран мог выгибаться в условиях увеличивающегося гидростатического давления при увеличении глубины нахождения обсадной колонны 22 во время ее спуска в исходное положение. Трубчатый экран 20 в предпочтительном варианте изготовлен из стекловолокна и на концах 32 и 34 образует герметичные соединения с сопряженными элементами конструкции. В исходном состоянии трубчатый экран 20 закрывает установочную выемку 36 и удлиненную выемку 38, которая впоследствии будет служить местом крепления трубчатого элемента, например, хвостовика, осуществляемого различными способами. Предпочтительный способ расширения более подробно описан ниже. Трубчатый экран 20 предпочтительно изготавливается из неметаллического или какого-либо иного материала, который быстро разбуривается, например, из пластика или композитов. Трубчатый экран 20 имеет внутреннюю поверхность 40, с которой во время цементирования обсадной колонны 22 контактирует цементный раствор. В конце через обсадную колонну 22 продавливается цементировочная пробка 42, вытесняя из обсадной колонны 22 в затрубное пространство большую часть цементного раствора, и затем становится на муфту 12 с упором (см. фиг.4). Впоследствии трубчатый экран 20 разбуривается, при этом несжимаемый материал удаляется, открывая чистые установочную выемку 36 и удлиненную выемку 38 для последующего присоединения трубчатого элемента, как это описано ниже. При разбуривании трубчатого экрана удаляется часть уплотнительных колец 42 и 46 без повреждения обсадной колонны 22 или ее нижней секции 24.
Рассмотрение предлагаемого в изобретении способа следует начать с фиг.3, где обсадная колонна 22 установлена в заданном положении и готова к цементированию в скважине 26. В конструкцию обсадной колонны входят муфта 12 с упором и муфта 14 с обратным клапаном. Показанный на фиг.15 узел находится на нижнем конце обсадной колонны, однако для упрощения вида на данной схеме показан только трубчатый экран 20.
На фиг.4 показано, что цементный раствор 48 вытеснен цементировочной пробкой 42, севшей на муфту 12 с упором. В результате цементный раствор 48 выдавлен через трубчатый экран 20 и направляющий башмак 50 в затрубное пространство 52.
На фиг.5 в обсадную колонну 22 введена бурильная колонна 54 с породоразрушающим инструментом 56, которая разбурила цементировочную пробку 42 и трубчатый экран 20, обнажив при этом установочную выемку 36 и удлиненную выемку 38. Несжимаемый материал 30 высвобождается и выносится на поверхность циркулирующим буровым раствором вместе с буровым шламом, образующимся в результате работы породоразрушающего инструмента 56.
На фиг.12 показано продолжение движения оправки при подаче с поверхности давления на якорь 70 и гидроцилиндр 74. Понятно, что гидроцилиндр 74 может быть снабжен средствами повышения усилия на поршне, и в начале каждого рабочего хода к оправке 76 может прикладываться большее усилие по сравнению с остальной частью рабочего хода. Эти особенности были раскрыты в заявке US 60/265061 от 11.02.2002, содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание, как если бы оно было в нем изложено. Однако при осуществлении изобретения могут использоваться и другие способы растяжения трубчатого элемента 66 или даже его крепления в удлиненной выемке 38 или в другом месте, которое исходно, во время цементирования обсадной колонны 22, было закрыто трубчатым экраном, например, рассмотренным выше экраном 20.
По мере приближения к направляющему башмаку 84, установленному на нижнем конце 86 трубчатого элемента 66 спусковая колонна 64 расширяет ствольные пакеры 82, плотно прижимая их к стенке ствола скважины 60. На нижнем конце спусковой колонны 64 схематически показан захватный механизм 88. При контакте с механизмом 88 направляющий башмак захватывается им. Оправка 76 расширяет нижний конец 86 трубчатого элемента 66 в достаточной степени для освобождения направляющего башмака. При подъеме колонны 64 из ствола скважины 60 на поверхность колонна забирает с собой якорь 70, гидроцилиндр 74, а также направляющий башмак 84, оставляя широкое отверстие 90 в нижнем конце трубчатого элемента 66, как показано на фиг.14. Известно, что направляющий башмак 84, представляя собой закругленный наконечник, облегчает спуск трубчатого элемента 66 в исходное положение, показанное на фиг.8. В нем имеется клапан, перепускающий жидкость для облегчения ввода трубчатого элемента 66. Как было указано выше, после извлечения направляющего башмака 84 в нижнем конце трубчатого элемента 66 остается широкое отверстие, позволяющее проводить последующие буровые работы или иные операции по заканчиванию скважины.
На фиг.16-19 захватный механизм 88 показан более подробно. Он имеет верхний переводник 100, установленный на резьбе 102 ниже замковых защелок 68. Резьбой 106 верхний переводник 100 соединен с сердечником 104. Направляющий башмак 84 крепится к трубчатому элементу 66 посредством разрезного кольца 108, зафиксированного от проворачивания штифтом 110, выступающим из башмака 84. Выполненная на кольце 108 резьба 112 находится в зацеплении с резьбой 114 трубчатого элемента 66. Кольцо 116 удерживает разрезное кольцо 108 на направляющем башмаке 84 в требуемом положении. Направляющий башмак 84 имеет проточку 118 и упорную поверхность 120. Верхний переводник 100 имеет поверхность 122, которая при продвижении захватного механизма 88 с оправкой 76 наталкивается на упорную поверхность 120. При встрече поверхности 122 верхнего переводника с упорной поверхностью 120 трубчатый элемент 66 еще не расширен. На сердечнике 104 имеется цанга 124, лепестки которой при стыковке поверхностей 120 и 122 заходят своими выступами в проточку 118. Когда это происходит, лепестки цанги оказываются над выемкой 126 сердечника 104, как показано на фиг.16а, что позволяет их выступам зайти в проточку 118 направляющего башмака 84. Сердечник 104 снабжен кольцом 128, удерживаемым срезными штифтами 130. Когда при соприкосновении поверхностей 120 и 122 направляющий башмак 84 нагружается направленным вниз усилием, резьба 112 и 114 срезается, направляющий башмак 84 падает и подхватывается кольцом 128. В этот момент, как показано на фиг.17а, поверхность 132 сердечника 104 подпирает выступы лепестков цанги 124 в проточке 118. Теперь направляющий башмак 84 захвачен сердечником 104. По мере движения сердечника 104 вниз вместе с оправкой 76, трубчатый элемент 66 расширяется донизу. После этого оправку 76 и захватный механизм 88 с прикрепленным к нему направляющим башмаком 84 можно поднять на поверхность, как показано на фиг.18а. Если по какой-либо причине направляющий башмак 84 не сможет освободиться от трубчатого элемента 66 либо застрянет по пути на поверхность, то приложение к спусковой колонне 64 усилия на выдергивание приведет к срезанию штифтов 130, что освободит лепестки 124, так как напротив проточки 118 окажется поверхность 134, как показано на фиг.19а. Понятно, что для улавливания направляющего башмака 84 по мере продвижения оправки 76 могут быть использованы и другие приспособления. Возможность извлечь направляющий башмак 84 выгодна тем, что исключает необходимость его разбуривания, а также уменьшает вероятность того, что при разбуривании направляющий башмак 84 просто провернется, так как расширенный трубчатый элемент 66 уже не будет препятствовать его вращению.
Вышеприведенное описание изобретения является иллюстративным и поясняющим сущность изобретения на примере его осуществления, поэтому изобретение осуществимо с разного рода изменениями в отношении размеров, форм и материалов, а также деталей конструктивного оформления.
1. Башмак обсадной колонны для использования в скважине, содержащий корпус с проходящим через него каналом и, по меньшей мере, одной внутренней выемкой, и установленный поверх выемки деформируемый экран, проходящий в указанный канал с образованием между внутренней поверхностью выемки и экраном кольцевого пространства и предохраняющий выемку от засорения при цементировании корпуса в скважине, причем экран способен выгибаться в ответ на изменение гидростатического давления при спуске корпуса в скважину, а после цементирования может быть удален с обнажением указанной выемки.
2. Башмак по п.1, в котором экран герметично присоединен к корпусу, ограничивая кольцевое пространство, смежное с выемкой.
3. Башмак по п.2, в котором в кольцевом пространстве содержится несжимаемый материал.
4. Башмак по п.3, в котором несжимаемый материал находится в слабоуплотненном состоянии.
6. Башмак по п.5, в котором удаление экрана проводят путем разбуривания башмака, позволяющего удалить слабоуплотненный несжимаемый материал из выемки.
7. Башмак по п.1, содержащий также трубчатый элемент, введенный в башмак для крепления в выемке после удаления экрана.
8. Башмак по п.7, в котором трубчатый элемент крепят в выемке путем его расширения.
9. Башмак по п.8, в котором за пределами выемки корпус имеет определенный диаметр проходного сечения, а трубчатый элемент после его расширения с посадкой в выемку имеет диаметр проходного сечения, по меньшей мере, равный диаметру проходного сечения башмака за пределами выемки.
10. Башмак по п.8, содержащий также расположенный на нижнем конце трубчатого элемента направляющий башмак, освобождаемый от трубчатого элемента при расширении последнего с возможностью извлечения направляющего башмака через корпус.
11. Способ заканчивания скважины, при осуществлении которого в скважину вводят трубчатый элемент, снабженный на нижнем конце башмаком, в котором выполнена внутренняя выемка, для закрытия которой используют деформируемый трубчатый экран, причем вводят этот трубчатый экран в проходящий через башмак канал, образуя кольцевое пространство между экраном и трубчатым элементом и позволяя экрану выгибаться в ответ на изменение гидростатического давления при спуске в скважину, и затем цементируют трубу в скважине, после чего трубчатый экран удаляют с обнажением выемки.
12. Способ по п.11, в котором при помощи трубчатого экрана вокруг выемки создают герметично изолированное кольцевое пространство.
13. Способ по п.12, в котором трубчатый экран выгибается при изменении перепада давления на нем во время спуска башмака.
14. Способ по п.12, в котором в кольцевое пространство помещают несжимаемый материал.
15. Способ по п.14, в котором несжимаемый материал слегка уплотняют.
16. Способ по п.15, в котором после цементирования трубчатый экран разбуривают, а несжимаемый материал удаляют с буровым шламом.
17. Способ по п.11, в котором после удаления трубчатого экрана в башмак вводят колонну труб и расширяют ее с посадкой в выемку башмака для крепления в скважине.
18. Способ по п.17, в котором колонну труб расширяют до диаметра проходного сечения, по меньшей мере, равного диаметру проходного сечения башмака за пределами его выемки.
19. Способ по п.17, в котором на нижнем конце колонны труб крепят направляющий башмак, за счет расширения колонны труб освобождают от нее направляющий башмак и поднимают его на поверхность.
20. Способ по п.19, в котором колонну труб вводят в скважину на спусковой колонне с оправкой, раскрепляемым якорем и извлекающий инструментом для подъема скважинных устройств, освобождают колонну труб и направляющий башмак от спусковой колонны путем продавливания оправки с ее избирательной поддержкой якорем и захватывают направляющий башмак для его подъема на поверхность вместе с якорем и оправкой при извлечении спусковой колонны.
Engineering: drill shoe
Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
Смотреть что такое «башмак для бурения» в других словарях:
башмак для дробового бурения — тормозной подкладной башмак — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы тормозной подкладной башмак EN drag shoe … Справочник технического переводчика
Нефтяная вышка — (Oil derrick) Устройство, предназначение и использование нефтяных вышек Информация об устройстве, назначении, описании и использовании нефтяных вышек Содержание — это разрушения с помощью специальной техники. Различают два вида бурения:… … Энциклопедия инвестора
Буровая платформа — (a. drilling platform; н. Bohrplattform, Bohrinsel; ф. echafaudage de forage; и. plataforma de sondeo) установка для бурения на акваториях с целью разведки или эксплуатации минеральных ресурсов под дном моря. Б. п. в осн. несамоходные,… … Геологическая энциклопедия
Ударное бурение — (a. percussive drilling; н. Stoβbohren, Schlagbohren; ф. forage par battage, forage par percussion, burinage; и. perforacion por percusion, sondeo por percusion, taladrado por percusion) способ бурения, при к ром разрушение породы… … Геологическая энциклопедия
Термобур — устройство для направленного разрушения твёрдых минеральных сред за счёт теплового и механического воздействий сверхзвуковой, высокотемпературной газовой струи (одной или нескольких). Сконструирован и работает по принципу реактивного… … Большая советская энциклопедия
Замораживающая скважина — (a. freezing well; н. Gefrierbohrloch; ф. sondage de congelation; и. sondeo para congelacion) горнотехн. скважина для замораживания горных пород. Диаметр З. c. при глуб. до 400 м составляет 150 200 мм, при 500 700 м 200 250 мм. Глубина З … Геологическая энциклопедия
Кондуктор — кондукторная колоннa (от позднелат. conductor, букв. сопровождающий * a. conductor, pipe conductor; н. Ankerrohrtour, Leitrohrtour; ф. conducteur; и. conductor), колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верх. интервала скважин … Геологическая энциклопедия
Опробование пластов — (a. testing of producing horizon, seam testing; н. Forderhorizonttest; ф. essai des horizons productifs, test des niveaux productids; и. invegastion de propiedades de niveles productivos, estudio de propiedades de niveles productivos,… … Геологическая энциклопедия
Геофизические исследования — в скважинах (a. geophysical exploration in wells; н. geophysikalische Untersuchungen in Sonden; ф. etudes geophysiques des trous de forage; и. estudios geofisicos en los poros de sondeo) группа методов, основанных на изучении естественных … Геологическая энциклопедия
Керноотборный снаряд — (a. core sampler; н. Kernheber; ф. carotteur, carottier; и. equipo para recuperacion de testigos, equipo para extraccton de testigos, equipo para extraer de muestras) устройство для отбора керна в процессе бурения. K. c. опускают в… … Геологическая энциклопедия
Установка башмака НКТ относительно фильтра существенно влияет на процессы воздействия на пласт и добычи пластовых флюидов. Например, для лучшей обработки пласта соляной кислотой башмак НКТ необходимо устанавливать у нижних перфорационных отверстий, а для эксплуатации скважины хорошие условия создаются при расположении башмака труб выше интервала перфорации. [2]
Установка башмака НКТ относительно фильтра существенно влияет на процессы воздействия на пласт и добычи пластовых флюидов. [4]
После установки башмака на устьевой фланец его стопорят болтом, который пропускают через соосные отверстия ( во фланцах башмака и устья эксплуатационной скважины), что предотвращает проворачивание башмака. [5]
После установки 346-лш башмака внутри 527-лш уплотнительного башмака превентор диаметром 527 мм закрепляется на 340-лш колонне и проводится испытание сальника на 527-лш башмаке созданием давления через нагнетательную линию. [6]
Глубину установки башмака обсадной колонны выбирают следующим образом. [9]
При установке башмаков в гнезда закладывают анкерные болты. После того как башмак колонны будет установлен и выверен, переходят к проверке вертикальности самой колонны. Проверку вертикальности колонны производят в двух плоскостях, для чего с ее вершины опускают два вертикальных отвеса. При необходимости переместить верх колонны в ту или другую сторону это производят при помощи расчалок, ослабляя одну из них и подтягивая другую. [12]
При установке башмака тормозной колодки операции следуют в обратном порядке. [13]
При установке башмака тормозной колодки операции следуют в обратном порядке. [15]
Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине
Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине включает корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полым клапаном. Полый клапан заглушен снизу, оснащен боковыми каналами, расположен в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом. Кроме того, полый клапан зафиксирован в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащен пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении. Причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении. Клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально. Причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения. Сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для установки профильных перекрывателей при изоляции ими зон осложнений бурения.
Известен башмак для установки профильных перекрывателей в скважинах (патент РФ №2187619, С2, МПК 7 Е21В 29/10, опубл. в бюл. №23 от 20.08.2002 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло с клапаном. Клапан в центральном канале корпуса установлен неподвижно и снабжен фиксатором, а седло клапана телескопически соединено с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения и имеет внутренний выступ, взаимодействующий с фиксатором клапана при перемещении седла внутри корпуса для фиксации башмака в рабочем положении.
Недостатками данного башмака являются сложность конструкции и низкая работоспособность, поскольку вследствие попадания в башмак скважинного шлама затруднено перемещение седла относительно клапана и его фиксация в рабочее положение, что может затруднить создание необходимого давления для расширения перекрывателя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (патент RU №52904 U1, МПК Е21В 29/10, опубл. в бюл. №12 от 27.04.2006 г.), включающий корпус с центральным проходным каналом, в котором размещено седло клапана, соединенное с корпусом с помощью временного разрушаемого соединения с возможностью фиксации в рабочем положении при помощи взаимодействия пружинного фиксатора с кольцевым выступом. Кольцевой выступ расположен на внутренней стенке корпуса выше седла, которое заглушено снизу, снабжено боковыми каналами, выполненными с возможностью герметичного перекрытия корпусом в рабочем положении, и наружной кольцевой выборкой под пружинный фиксатор.
Недостатком этого башмака является возможное непрохождение профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего требуется подъем профильного перекрывателя из скважины и дополнительная проработка ствола, что в конечном итоге ведет к дополнительным затратам времени и средств на ликвидацию зон осложнений бурения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат времени и материальных средств при установке профильного перекрывателя в скважинах с кавернами и уступами, в результате чего не требуется дополнительная проработка ствола и сокращается количество спуско-подъемных операций.
Техническая задача решается башмаком для установки профильного перекрывателя в скважине, включающим корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении.
Новым является то, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.
Новым является также то, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.
Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине (фиг.1) включает корпус 1, в котором размещен сборный клапан, состоящий из наружной втулки 2 и сердечника 3, причем сердечник 3 вставлен в наружную втулку 2 с возможностью вращения. На внутренней поверхности корпуса 1 расположено седло 4, выше которого находится кольцевой выступ 5. Наружная втулка 2 клапана имеет кольцевую выборку 6 под пружинный фиксатор 7 и соединяется с корпусом 1 с помощью временного разрушаемого соединения 8 (например, срезного штифта), которое фиксирует клапан в нижнем положении. Сердечник 3 клапана снабжен боковыми каналами 9 (фиг.1, фиг.2), которые выполнены тангенциально и герметично перекрываются корпусом 1 (фиг.1) в верхнем положении, при взаимодействии пружинного фиксатора 7 с кольцевым выступом 5, при этом несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 10. Сердечник 3 снизу оснащен конусом 11, сужающимся вниз, с винтовыми пазами 12. Технологические соединения конструктивных элементов на фиг.1 и 2 не показаны.
Наружная втулка 2 или сердечник 3 клапана могут выполняться сборными и изготавливаться из легкоразбуриваемого материала, например, чугуна для осуществления возможности дальнейшего бурения скважины.
Башмак работает следующим образом. Корпус 1 (фиг.1) башмака жестко (например, сваркой) присоединяют к профильному перекрывателю 13 (показан условно), который на колонне бурильных труб (не показано) спускают в скважину. В случаях непрохождения профильного перекрывателя 13 в скважине из-за наличия каверн или уступов, включают буровые насосы (не показаны) и осуществляют промывку ствола скважины. При этом нагнетаемая жидкость циркулирует по колонне бурильных труб, профильному перекрывателю 13, далее через боковые каналы 9 (фиг.1, фиг.2) сердечника 3 (фиг.1) и по затрубному пространству изливается на поверхность скважины. Благодаря тангенциальному расположению боковых каналов 9 (фиг.2), сердечник 3 (фиг.1), вставленный в наружную втулку 2, начинает вращаться, при этом конус 11 с винтовыми пазами 12 выходит из каверны или уступа и спуск профильного перекрывателя 13 продолжают вновь до забоя.
При подходе компоновки к забою включают буровые насосы и осуществляют промывку скважины. По мере очищения забоя скважины от шлама разгрузкой колонны бурильных труб создают нагрузку на конус 11 сердечника 3 клапана, который упирается в забой скважины. При этом происходит срезание разрушаемого соединения 8, и наружная втулка 2 с сердечником 3 перемещаются внутри корпуса 1, герметично перекрывая за счет уплотнительных колец 10 боковые каналы 9. Одновременно с этим пружинный фиксатор 7, расположенный на кольцевой выборке 6 наружной втулки 2, проходя через седло 4, заходит за кольцевой выступ 5 и фиксирует башмак в верхнем положении.
Далее профильный перекрыватель 13 на колонне бурильных труб приподнимают до отрыва от забоя, ориентируя на зону осложнения, создают внутреннее давление для расправления и фиксации к стенкам скважины, после чего его развальцовывают для окончательной и герметичной установки профильного перекрывателя 13 в скважине.
Предлагаемая конструкция башмака решает проблему прохождения профильного перекрывателя в скважинах с уступами и кавернами, тем самым снижает финансовые и временные затраты при его установке.
1. Башмак для установки профильного перекрывателя в скважине, включающий корпус с центральным проходным каналом с седлом и расположенным выше кольцевым выступом, полый клапан, заглушенный снизу, оснащенный боковыми каналами, расположенный в центральном канале с возможностью продольного перемещения вверх до взаимодействия с седлом, зафиксированный в нижнем положении разрушаемым соединением и оснащенный пружинным фиксатором, взаимодействующим с кольцевым выступом с фиксацией в верхнем положении, причем боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия корпусом в верхнем положении, отличающийся тем, что клапан выполнен сборным, состоящим из наружной втулки с разрушаемым соединением и пружинным фиксатором и сердечника с расположенными ниже боковыми каналами, выполненными тангенциально, причем сердечник вставлен в наружную втулку с возможностью вращения.
2. Башмак по п.1, отличающийся тем, что сердечник оснащен снизу конусом, сужающимся вниз, с винтовыми наружными пазами.