Устройство для вращения обсадной колонны в процессе ее
цементирования
С.А. Рябоконь, В.М. Мильштейн, А.В. Лазаренко
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.
В
отличие от зарубежных вариантов и конструкций технических средств специального
назначения предлагаемая нами цементировочная головка не требует применения
специальных вертлюгов и подключения к ней напорных трубопроводов от
цементировочных агрегатов. Для подачи растворов в колонну трубопровод
подключают к стояку циркуляционной системы используя для этого специальный
отвод на стояке с краном высокого давления.
Список литературы
1
.Robert С. Smith. Amoco
Production. Co. Tulsa. Checklist aids successful primary cementing//Oil and Gaz
Journal. -1982. - № 1. Vol. 80. - P. 30-33.
2. Henry L. Doherty Memorial Fund of
AIME Sosiety of Petroleum Engineers of AIME New York. - Dallas. -1976.
3.
Мильштейн В.М. Цементирование буровых скважин. - Краснодар: ОАО «НПО «Бурение»,
2003. - 286 с.
4.
Мильштейн В.М., Лазарев В.Б. Трехсекционная универсальная цементировочная
головка с приставным коллектором ЗУЦГК-168-40//Строительство нефтяных скважин
на суше и на море. - 2005. -№ 5. - С. 26-27.
Журнал
«Нефтяное хозяйство» № 5, 2006