Принципы одно- и двухступенчатого цементирования.

Итак, одноступенчатое цементирование применяется тогда, когда на графике эквивалентов давлений давление гидроразрыва окажется больше плотности цементного раствора.

При одноступенчатом цементировании (Рисунок 74) в скважину спускают обсадную колонну, после чего их обвязывают со специальным наземным оборудованием. По умолчанию заслонки 8, 9 и 10 закрыты.

Сначала через заслонку 8 в скважину подаётся промывочная жидкость, для очистки скважины от шлама. Затем, через заслонку 9 в скважину подаётся цементный раствор. При этом разделительная диафрагма 6 под действием цементного раствора начинает опускаться вниз, не давая при этом цементной и промывочной жидкостям перемешиваться.

Когда диафрагма 8 доходит до стоп-кольца, то она перекрывает течение жидкости, из-за чего давление в ОК резко возрастает, и диафрагма лопается, после чего цементный раствор начинает поступать в затрубное пространство ОК.

Рисунок 74. Одноступенчатое цементирование. Пример принципиальной начальной схемы компоновки и оборудования обсадной колонны

где: 1 – башмак, 2 – обратный клапан, 3 – стоп-кольцо, 4 – обсадная труба, 5 – центратор, 6, 7 – разделительные диафрагмы, 8, 9, 10 – заслонки, 11 – манифольд.

Когда цементный раствор заканчивается, то в скважину, через заслонку 10 закачивают продавочную жидкость, для продавки цементного раствора в затрубное пространство. В качестве такой жидкости обычно используется промывочная жидкость.

Продавочная жидкость не смешивается с цементным раствором , так как их разделяет разделительная диафрагма 7.

Когда диафрагма 7 доходит до стоп-кольца и диафрагмы 6, то она перекрывает течение жидкости, из-за чего давление в ОК резко возрастает, и диафрагма лопается. При этом скачёк давления является сигналом для буровиков, и они выключают насос, закачивающий продавочную жидкость.

Из-за того, что в компоновке ОК есть обратный клапан 2, цементный раствор, имеющий обычно большую плотность, чем плотность промывочной жидкости, не может из затрубного пространства поступать обратно внутрь ОК.

По окончанию всех этих процессов, производят ожидание затвердевания цемента. После чего производят разбурку цементного стакана (от стоп-кольца до башмака), вместе с разделительными диафрагмами, стоп-кольцом, обратным клапаном и башмаком. И бурят дальше.

При двухступенчатом цементировании схема компоновки и оборудования ОК (Рисунок 75) отличается тем, что содержит перепускное устройство с шаровым клапаном для второй ступени цементирования 12, а так же модифицированные разделительные диафрагмы 6 и 7, которые за счёт эластичных манжет могут продавливаться сквозь перепускное устройство.

Первую ступень цементируют аналогично одноступенчатому цементированию. Только в конце, после выключения насосов, разбирают наземное оборудование и бросают в ОК шар для перепускного устройства, который в среде промывочной жидкости опускается вниз и садится в соответствующее седло устройства 12. После этого наземное оборудование опять собирают и начинают нагнетать промывочную жидкость. При этом шар не пропускает промывочную жидкость вниз, из-за этого возникает повышенное давление в растворе, и в устройстве 12 лопаются диафрагмы (конструкции

Рисунок 75. Двухступенчатое цементирование. Пример принципиальной начальной схемы компоновки и оборудования обсадной колонны

где: 1 – башмак, 2 – обратный клапан, 3 – стоп-кольцо, 4 – обсадная труба, 5 – центратор, 6, 7 – разделительные диафрагмы с эластичными боками, 8, 9, 10 – заслонки, 11 – манифольд, 12 – перепускное устройство с шаровым клапаном для второй ступени цементирования.

устройства есть разные). После этого промывочная жидкость поступает в затрубное пространство ОК второй ступени, и вымывает из этого пространства цемент, попавший в него из пространства первой ступени.

После этого производят ОЗЦ первой ступени, а во время этого подготавливают наземное оборудование по схеме одноступенчатого цементирования.

После ОЗЦ аналогично производят цементирование второй ступени. Здесь при цементировании второй ступени устройство 12 играет роль стоп-кольца. А так как в компоновке второй ступени отсутствует обратный клапан, то его включают в состав нагнетательного трубопровода 11.