9.3. Оснащення обсадних колон

У конструкцію низу обсадної колони входять направляюча пробка, башмак, башмачний патрубок, зворотний клапан та упорне кільце (кільце "стоп").

Направляюча пробка прикріплюється до башмака (рис. 9.5) і служить для направлення і зменшення опору рухові обсадної колони при її спуску. Направляючі пробки виготовляють з легкорозбурюваних матеріалів (дерево, бетон, чавун, пластмаса). Вони виконуються обтічної форми і мають центральні і бокові прохідні канали.

Б ашмак встановлюють для підвищення міцності нижнього кінця обсадної колони і її захисту від пошкоджень при посадці на уступи в стовбурі свердловини. Він являє собою спеціальне товстостінне стальне кільце (товста труба довжиною 0,3 – 0,5 м) (рис. 9.5). Зовнішній діаметр башмака дорівнює діаметру муфти, а внутрішній – внутрішньому діаметру труби.

Башмак з'єднується з башмачним патрубком товстостінною обсадною трубою довжиною близько 2 м, в якій по спіральній (гвинтовій) лінії просвердлені отвори для виходу рідини. Діаметр та кількість отворів вибирають з таким розрахунком, щоб швидкість витікання рідини з них при промиванні і цементуванні не перевищувала 20 м/с, а потік рідини рівномірно розподілявся по периметру колони.

1 – башмак; 2 – бокові промивальні канали; 3 – направляюча пробка

Рис. 9.5. Башмак з направляючою пробкою

З воротний клапан призначений для попередження надходження тампонажного розчину із кільцевого простору свердловини в колону після закінчення цементування. Він встановлюється на віддалі однієї-двох труб від башмака. Застосовують тарілчасті, кульові і диференціальні зворотні клапани.

Найдосконалішим є диференціальний зворотний клапан типу ЦКЗД (рис. 9.6).

На обсадну колону такий клапан нагвинчують без запірної кулі. При спуску обсадної колони в свердловину витіснювана промивальна рідина направляється частково в кільцевий простір, а частково через дросель клапана всередину обсадних труб. Завдяки

1 – корпус; 2 – натискне кільце; 3 – гумові шайби; 4 – гумова діафрагма; 5 – упорне кільце; 6 – куля; 7 – обмежувач; 8 – еластична мембрана; 9 – дросель

Рис. 9.6. Диференціальний зворотний клапан ЦКЗД

цьому досягається самозаповнення колони рідиною, а гідравлічні втрати в кільцевому просторі стають меншими, ніж у випадку, коли клапан повністю закритий і вся витіснювана рідина направляється в заколонний простір.

Після спуску колони в неї кидають пластмасову кулю і потоком промивальної рідини проштовхують через гумову діафрагму до посадки в сідло обмежувача. З цього моменту пристрій ЦКЗД починає працювати як зворотний клапан. При прямій циркуляції рідина з колони витікає в свердловину через вікна в обмежувачі, прикриті гумовотканинною мембраною. Зворотному руху рідини із свердловини в колону перешкоджає куля, яка піднімаючись, опирається в гумову діафрагму і повністю закриває прохід.

Клапан ЦКЗД може виконувати також функцію упорного кільця для розділювальної цементувальної пробки.

При застосуванні іншого типу зворотного клапана над ним (через трубу) в спеціальній подовженій муфті закріплюють упорне кільце "стоп" для фіксації закінчення процесу протискування цементного розчину. Упорне кільце виготовляють з чавуну у вигляді шайби товщиною 12 – 15 мм. Діаметр отвору на 60 – 75 мм менший від зовнішнього.