Элементы оснастки низа обсадной колонны

В конструкцию низа обсадных колонн входит технологическая оснастка для успешного спуска обсадных колонн и цементирования скважин, разобщения пластов и эксплуатации скважин.

Назначение обсадных труб:

• крепление стенок скважины после бурения,
• перекрытие и изоляция друг от друга нефтеносных, газоносных, водоносных пластов и пропластков.

Элементы низа обсадной колонны:

• Переводники для перехода с замковой резьбы на резьбу обсадных труб предназначены для соединения колонны бурильных и обсадных труб. Представляют собой сочетание муфтового замка с ниппельным концом обсадной трубы.
• Направляющие пробки, предназначенные для правильного направления спускаемой обсадной колонны по стволу скважины, изготавливают из серого чугуна. Применяют бетонную направляющую пробку ПБН, состоящую из металлического корпуса и бетонного наконечника.
• Цементирующие пробки - для продавки и разделения тампонажного раствора от бурового и продавочной жидкости при цементировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин;
  
• Упорное кольцо (кольцо «стоп»), изготовляемое из серого чугуна, предназначено для установки цементировочной пробки на заданной глубине и получения четкого сигнала об окончании продавки цементного раствора.
• Башмак, предназначен для придания жесткости низу обсадной колонны, для направления труб по стволу скважины и защиты от повреждения при спуске. Представляет собой толстостенный стальной патрубок.
• Обратный клапан применяют для облегчения спуска колонны обсадных труб.
• Скребки - удаляют в процессе спуска и подъема обсадной колонны глинистые отложения со стенок скважины перед цементированием. Бывают пружинные, тросовые, корончатые;
  
  
• Центраторы - турбулизаторы - обеспечивают безаварийный спуск трубной колонны в скважину, центрирование относительно стенок ствола для равномерного распределения цементного камня и турбулизации потока жидкости снаружи.

Рис. 1. Башмачные направляющие пробки: а - деревянная; б - бетонная; в - чугунная; г - стальная - паук; 1 - башмак/

Башмак.
Существует 2 типа башмака:
- БП - с направляющей чугунной пробкой, поставляемый свинченным с направляющей пробкой.
- Б - с фаской без направляющей пробки (короткий патрубок с боковыми отверстиями).
Башмак колонны устанавливается на первой трубе для предупреждения смятия торца нижней трубы обсадной колонны при спуске в скважину и представляет собой толстую короткую (0,5 м) трубу.
Наружный диаметр башмака равен диаметру муфты, а внутренний Ø - внутреннему Ø обсадной трубы.
На башмаках клеймением наносят маркировку с указанием товарного знака завода - изготовителя, условного обозначения башмака, порядкового номера и даты выпуска.

Пробка.
Башмачная направляющая пробка крепится к башмаку обсадной колонны и служит направляющей при ее спуске.
Без направляющей пробки башмак колонны при спуске срезает со стенок скважины глинистую корку и породу.
В результате загрязняется ствол скважины и закупоривается нижняя часть колонны.
Из-за образования патронных сальников или невозможности продавить промывочную жидкость обсадную колонну нередко приходится поднимать из скважины.
Применяют несколько типов направляющих пробок: деревянные, бетонные и чугунные (рис. 1).
Деревянные пробки бывают 2 видов: крестообразные, изготовляемые из 8... 10 см сосновых досок на гвоздях; точеные - из дерева крепких пород (Рис. 1 а).
Бетонные пробки отливают в специальной форме, смесь прочно прихватывается к башмаку (Рис. 1 б).
Такие пробки легко разбуриваются.
Чугунные пробки имеют 1 центральное и 2 боковых отверстия (Рис. 1 в).
В башмаке они крепятся на резьбе.
Чугунные пробки обладают высокой механической прочностью и в то же время сравнительно легко разбуриваются.
Башмачный патрубок с отверстиями используют, когда существует опасность забивания промывочных отверстий направляющей насадки.



Рис. 2. Тарельчатый клапан: 1 - стержень; 2 - пружина; 3 - седло клапана; 4 - тарелка

Обратный клапан.

Рис. 3. Обратный дроссельный клапан: I - корпус; 2 - нажимное кольцо; 3 - разрезная шайба; 4 - резиновая диафрагма; 5 - упорное кольцо; 6 - шар; 7 - ограничитель; 8 - эластичная мембрана; 9 - дроссель/

Используются также шаровые и дроссельные обратные клапаны (рис. 3).
Обратные клапаны устанавливаются на расстоянии 2...12 м от башмака.
При спуске обсадных колонн значительной длины или хвостовиков устанавливаются два обратных клапана на расстоянии 8... 12 м друг от друга.
В скважинах с возможными газопроявлениями обратные клапаны устанавливают вне зависимости от глубины спуска колонны во избежание газового выброса через колонну в процессе ее спуска и цементирования.
Обратный клапан перед спуском в скважину опрессовывают на давление, в 1,5 раза превышающее его рабочее давление.


Упорное кольцо
Так как обсадную колонну с обратным клапаном спускают порожней, то периодически (через 100...200 м) следует доливать ее буровым раствором.
Если этого не делать, наружное давление может достигнуть критической величины, угрожающей или смятию колонны, или прорыву обратного клапана.
Упорное кольцо(кольцо-стоп) устанавливается для четкого фиксирования окончания процесса цементирования над обратным клапаном (на расстоянии 6... 12 м).
Упорное кольцо изготавливается из чугуна в виде шайбы толщиной 12... 15 мм; диаметр отверстия делается на 60-75 мм меньше наружного Ø.
В некоторых случаях упорное кольцо имеет не 1 отверстие, а 2 или 4.


Рис. 6. Скребок
Скребки (рис. 6) применяют для удаления со стенок скважины фильтрационной глинистой корки при спуске обсадной колонны.
Их устанавливают на тех же участках обсадной колонны, что и центрирующие фонари (центраторы).
Наибольший эффект получается при совместном применении скребков и центраторов.