способ удлинения обсадных колонн в скважине

Формула изобретения

Способ удлинения обсадных колонн в скважине, включающий установку на нижнем конце ее стыковочного патрубка, цементирование, спуск в скважину дополнительной колонны из профильных и цилиндрических труб, закрепление ее верхнего конца в стыковочном патрубке и расширение профильных труб созданием в них гидравлического давления с последующими калибровкой профильных и развальцовыванием цилиндрических труб, отличающийся тем, что стыковочный патрубок перед установкой на обсадной колонне растачивают изнутри до диаметра, обеспечивающего установку дополнительной колонны впотай, и выполняют кольцевое углубление для ограничения спуска дополнительной колонны, взаимодействующее с упорами, которые закрепляют на верхнем конце дополнительной колонны, причем в полости стыковочного патрубка формируют цилиндрический стакан из легкоразбуриваемого материала с образованием зазора между внутренней стенкой стыковочного патрубка и цилиндрическим стаканом, который заполняют густой смазкой, а после цементирования обсадной колонны цилиндрический стакан разбуривают, добуривают скважину с одновременным расширением и спускают дополнительную колонну.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно - к технологии удлинения обсадных колонн в скважинах путем наращивания их снизу.

Известен способ удлинения обсадных колонн в скважине, включающий спуск дополнительной колонны из профильных и цилиндрических труб в скважину, установку ее верхней части в нижнем конце предыдущей обсадной колонны, расширение профильных труб гидравлическим давлением и калибровку развальцовыванием до прижатия их стенок к стенкам нижнего конца предыдущей колонны (патент РФ №1813171, кл. Е 21 В 43/10, 1993).

Основным недостатком известного способа является то, что диаметр скважины ниже предыдущей колонны уменьшается на удвоенную толщину стенки дополнительной колонны.

Наиболее близким по технической сущности и количеству совпадающих с заявляемым существенных признаков является способ удлинения обсадных колонн в скважине, включающий установку на нижнем конце ее стыковочного патрубка, цементирование колонны с патрубком, спуск в скважину дополнительной колонны из профильных и цилиндрических труб, закрепление ее верхнего конца в стыковочном патрубке и расширение профильных труб созданием в них гидравлического давления с последующими калибровкой профильных и развальцовыванием цилиндрических труб (Ш.Ф.Тахаутдинов и др. "Удлинение обсадных колонн и профильных перекрывателей без уменьшения диаметра скважины и ее цементирования". Статья в ж. "Нефтяное хозяйство" №7, 2002, с.87).

Недостатком этого способа является его низкая надежность, поскольку практически трудно определить точное местонахождение верхнего конца дополнительной колонны труб при ее спуске в скважину из-за ее растяжения под действием собственного веса, контакта со стенками скважины и других факторов. Применение длинномерных (3,0-8,0 м) патрубков затрудняет спуск обсадной колонны в скважину из-за ограниченных диаметральных размеров ее, поскольку чтобы установить дополнительную колонну труб впотай, необходимо увеличить наружный диаметр патрубка на удвоенную толщину стенки этой колонны.

Другим недостатком известного способа является то, что после цементирования обсадной колонны и разбуривания цементной пробки на внутренних стенках патрубка остается слой затвердевшего цементного раствора, который перед установкой дополнительной колонны зачищают фрезерованием, что связано с большими временными и материальными затратами.

Технической задачей является повышение надежности способа за счет улучшения условий стыковки и ориентации дополнительной колонны труб в скважине.

Это достигается тем, что в описываемом способе удлинения обсадных колонн в скважине, включающем установку на ее нижнем конце стыковочного патрубка, цементирование, спуск в скважину дополнительной колонны из профильных и цилиндрических труб, закрепление ее верхнего конца в стыковочном патрубке и расширение профильных труб созданием в них гидравлического давления с последующей калибровкой профильных и развальцовыванием цилиндрических труб, согласно изобретению стыковочный патрубок перед установкой на обсадной колонне растачивают изнутри до диаметра, обеспечивающего установку дополнительной колонны впотай, и выполняют кольцевое углубление для ограничения спуска дополнительной колонны, взаимодействующее с упорами, которые закрепляют на верхнем конце дополнительной колонны, причем в полости стыковочного патрубка формируют цилиндрический стакан из легкоразбуриваемого материала с образованием зазора между внутренней стенкой стыковочного патрубка и цилиндрическим стаканом, который заполняют густой смазкой, а после цементирования обсадной колонны цилиндрический стакан разбуривают, добуривают скважину с одновременным расширением и спускают дополнительную колонну.

Это позволяет изготавливать стыковочные патрубки меньшей длины (0,8-1,0 м), что облегчает спуск дополнительной колонны в скважину, обеспечить точную ориентацию колонны относительно стыковочного патрубка и защитить его внутреннюю поверхность от налипания цементной корки, благодаря чему уменьшается количество спуско-подъемных операций за счет исключения операции по фрезерованию указанной корки.

На фиг.1 показана обсадная колонна со стыковочным патрубком - после цементирования их в скважине (разрез); на фиг.2 - то же - после разбуривания цементной пробки, цилиндрического стакана и углубления скважины (разрез); на фиг.3 - то же - с зафиксированной в стыковочном патрубке дополнительной колонной труб (разрез); на фиг.4 - процесс установки дополнительной колонны обсадных труб в скважине (разрез); на фиг.5 - сечение А-А на фиг.3; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.7 - обсадная колонна, удлиненная снизу.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Перед спуском обсадной колонны 1 (фиг.1) в скважину 2 стыковочный патрубок 3 длиной 0,8-1,0 м растачивают изнутри до диаметра, обеспечивающего установку дополнительной колонны 4 (фиг.3, 7) впотай так, чтобы внутренние диаметры основной и дополнительной колонн после ее установки были равны. Кроме того, в нижней части стыковочного патрубка 3 выполняют кольцевое углубление 5 (фиг.1-6), служащее для фиксации дополнительной колонны 4 при спуске ее в скважину 2. С помощью пресс-формы изготавливают цилиндрический стакан 6 из легкоразбуриваемого материала, например полимер-цемента, с проходным каналом 7. К нижнему концу цилиндрического стакана 6 при его изготовлении прикрепляют башмак 8 из легкоразбуриваемого материала, например чугуна. Стакан 6 устанавливают в стыковочном патрубке 3 и закрепляют в нем с помощью резьбы 9, выполненной на башмаке 8. В результате установки стакана 6 в патрубке 3 между ними образуется зазор 10, герметизированный уплотнениями 11, который через отверстие 12 заполняют под давлением густой смазкой - типа "Литол". При этом воздух из зазора 10 вытесняется через отверстия 13, выполненные в стенке стакана 6.

После спуска колонны 1 с патрубком 3 в скважину их цементируют по известной технологии и после затвердевания цементного раствора образовавшуюся внутри цилиндрического стакана 6 цементную пробку 14, а также цилиндрический стакан 6 с башмаком 8 разбуривают (фиг.2). Далее скважину 2 продолжают бурить долотом 15 с одновременным расширением наддолотным расширителем 16 до диаметра, равного наружному диаметру расширенных труб дополнительной колонны 4. После окончания бурения скважины 2 в нее спускают на колонне бурильных труб 17 (фиг.3 и 4) дополнительную колонну 4, составленную из цилиндрических 18 и профильных 19 труб, закрепленную с помощью правой трапецеидальной резьбы 20 на нижнем развальцевателе 21, имеющем резьбу 22 для ввинчивания в резьбу 23 башмака 24, установленного на нижнем конце колонны 4 и имеющего обратный клапан 25. На наружной стенке верхнего конца профильных труб 19 закрепляют упоры 26 (фиг.3-6), обладающие пружинящими свойствами, которые при спуске колонны 4 в скважину 2 западают в кольцевые углубления 5 патрубка 3, обеспечивая фиксацию дополнительной колонны 4 в патрубке 3. При этом полости бурильной 17 и дополнительной обсадной 4 колонн заполняются скважинной жидкостью через канал 27 башмака 24 и его обратный клапан 25. Далее созданием гидравлического давления внутри компоновки оборудования расширяют профильные трубы 19 до прижатия их стенок к стенкам стыковочного патрубка 3 и скважины 2, после чего вращением бурильной колонны 17 влево освобождают от резьбы 20 на трубах 18 нижний развальцеватель 21 и вращением колонны вправо развальцовывают цилиндрические трубы 18 и калибруют профильные трубы 19 до плотного прижатия их стенок к стенкам стыковочного патрубка 3 и скважины 2 (фиг.7). При этом верхний конец цилиндрических труб 18 с резьбой 20 развальцовывают верхним развальцевателем 28 (фиг.4).

По достижении нижним развальцевателем 21 башмака 24 он ввинчивается своей резьбой 22 в резьбу 23 башмака 24, освобождая последний от дополнительной колонны 4. Затем колонну бурильных труб 17 с развальцевателями 21 и 28. а также и башмаком 24 поднимают из скважины 2. При этом находящаяся в них жидкость изливается в скважину через отверстия 29, выполненные в башмаке 24.

Описанные усовершенствования позволяют повысить надежность способа за счет улучшения условий для спуска дополнительной колонны в скважину, ориентации и стыковки ее в стыковочном патрубке основной колонны обсадных труб.