Метод разработки бурение, страница 76

Основное назначение обратного клапана — предотвратить по­ступление цементного раствора из заколонного пространства внутрь обсадной колонны по окончании цементирования. Клапан состоит из стального корпуса /, седла 2, уплотнительной ман­жеты 3, кольца 4, шара 5, корзины 6 для удержания шара от па­дения в скважину. Все детали, кроме корпуса 1, изготовляют из легко разбуриваемых материалов.

Клапан пропускает жидкость в одном направлении — из ко­лонны в заколонное пространство. При обратном токе жидкости шар 5 плотно прижимается к уплотнительной манжете 3 и закры­вает вход в колонну. При спуске в скважину обсадная колонна вытесняет всю жидкость в кольцевое пространство. Если скорость спуска значительна, а зазор между колонной и стенками сква­жины невелик, то в скважине может возникнуть гидродинамиче­ское давление, под воздействием которого начнется поглощение промывочной жидкости. Поэтому скорость спуска приходится су­щественно ограничивать. При наличии обратного клапана в об­садной колонне во избежание смятия труб периодически доли­вают буровой раствор. Обычно это делают после спуска каждых 300—400 м труб. Чтобы исключить необходимость долива рас­твора и уменьшить величину гидродинамического давления, при­меняют дифференциальные клапаны (рис.2).

Рис. 2 Дифферен­циальный                                                   Рис.3 Центрирующие фонари

 обратный кла­пан

В период спуска клапан создает ограниченное сопротивление поступлению бурового раствора из скважины внутрь колонны че­рез дроссель 7. По окончании спуска в колонну сбрасывают шар 4, который при промывке свободно проходит через отверстие в на­жимном кольце 1, продавливается через пакет разрезных шайб 2, резиновую диафрагму 3 и садится на ограничитель 5. После по­садки шара на ограничитель поток промывочной жидкости отги­бает вниз мембрану 6 и проходит через периферийные окна в ог­раничителе. В случае же возникновения притока из скважин в ко­лонну шар приподнимается, прижимается к резиновой диафрагме 3 и перекрывает отверстие в кольце 1, закрывая проход для жид­кости.

Спущенная в скважину обсадная колонна должна быть хо­рошо зацементирована. Для этого колонна должна быть оснащена центрирующими устройствами. Упругий пружинный фонарь (рис. 3 а) состоит из двух разъемных шарнирных колец 1, со­единенных между собой несколькими плоскими или ребристыми пружинами 2, изогнутыми наружу. Фонарь надевают так, чтобы муфта обсадной колонны была между его шарнирными кольцами. Если же расстояние между фонарями должно быть меньше длины одной трубы, то на нее надевают специальное ограничительное кольцо и приваривают, а фонарь надевают на кольцо.

      Диаметр фонаря выбирают на 15—20 % больше номинального диаметра скважины. Перед спуском обсадной колонны проверяют жесткость фонаря. Деформация его под действием прижимающей силы в месте установки в скважине не должна превышать допу­стимую для центрирования колонны и фонарь с такой жесткостью должен проходить через возможные сужения в стволе скважины.

Жесткий фонарь (рис 3 б) состоит из одного или двух колец 1 и жестких ребер 2, приваренных параллельно оси колец или под некоторым углом по спирали. Диаметр жесткого фонаря должен быть меньше диаметра самых узких сечений скважины.Жесткие фонари используют при малом зазоре между обсадной колонной и стенкой скважины.

 Для лучшего замещения бурового раствора тампонажным на обсадной колонне устанавливают турбулизаторы (рис. 4). Турбулизатор состоит из корпуса /, неподвижно закрепляемого на обсадной трубе, и упругих (обычно резиновых) лопастей 2, на­клоненных под углом 30—50° к образующей, и клина 3 для фик­сации на трубе. Лопасти изменяют направление восходящего по­тока бурового и тампонажного растворов, способствуют образо­ванию местных вихрей и разрушению структуры в застойных зо­нах. Турбулизаторы устанавливают в интервалах недостаточно хо­рошего центрирования колонны, со сложной конфигурацией сече­ния ствола, а также на участках с неширокими кавернами.