Факторы, влияющие на скорость и качество интернет-соединения

Технология передачи данных.  В фиксированных сетях основным фактором, влияющим на скорость широкополосного доступа, является технология, используемая для передачи данных. Волоконно-оптические и кабельные сети обеспечивают высокоскоростные соединения, в то время как традиционные соединения xDSL, обеспечиваемые по телефонной сети, имеют ограниченную максимальную скорость передачи.

Централизатор сети.  Скорость вашего соединения также зависит от расстояния между вашим терминальным устройством и центром сети. Чем дальше вы живете от центратора широкополосного доступа оператора, тем сильнее это влияет на скорость вашего соединения.

Другие устройства и пользователи.  У большинства из нас дома одновременно подключено несколько разных устройств к Интернету. Если вы используете несколько сервисов и не являетесь единственным пользователем сети, это может привести к замедлению или обрыву соединения.

Сетевые технологии и терминальные устройства . Скорость соединения в мобильных сетях зависит, в частности, от доступных в регионе сетевых технологий и характеристик конечного устройства пользователя:

• сеть 4G обеспечивает высокоскоростное соединение при соответствующих обстоятельствах
• сеть 3G может быть используется в более широкой области, но максимальная скорость ниже
• сеть GSM является самой обширной сетью, но скорость передачи данных очень ограничена

Другие пользователи. Емкость мобильной сети распределяется между всеми пользователями в области, использующими одну и ту же сеть. В определенные часы много пользователей, из-за чего скорость соединения снижается.

Местоположение. Если пользователь меняет местоположение, скорость может измениться, поскольку сигнал меняется в зависимости от зоны покрытия. Если у вас дома есть мобильная широкополосная связь, вы можете проверить карту покрытия вашего оператора, чтобы узнать, как далеко вы находитесь от базовой станции.

Некоторые операторы предоставляют своим клиентам бесплатный тест скорости.Тест показывает скорость загрузки и выгрузки соединения в реальном времени. Вы можете получить разные результаты в разное время, поэтому вам следует запускать тест несколько раз в разное время.

Вы можете проверить скорость соединения, например, с помощью следующих сервисов:

Цементировочное оборудование — PetroWiki

Плавающее оборудование, цементировочные пробки, ступенчатые инструменты, центраторы и скребки — механические устройства, обычно используемые при спуске труб и при укладке цемента вокруг обсадной колонны.

Плавающее оборудование

Плавучее оборудование обычно используется на нижней части обсадной трубы скважины для:

• Уменьшить нагрузку на вышку при размещении обсадной трубы в стволе скважины
• Помогите провести обсадную колонну мимо уступов и выемок в боковых стенках, когда обсадная труба проходит через искривленные участки ствола скважины
• Предусмотреть обратный клапан для предотвращения повторного попадания цемента во внутренний диаметр обсадной колонны (ID) после его закачки в кольцевое пространство обсадной колонны/ствола скважины
• Обеспечение точки посадки для цементировочных пробок, закачиваемых перед цементным раствором и позади него

Типы плавучего и направляющего оборудования

Некоторые основные типы плавучего и направляющего оборудования:

• Направляющий башмак, с отверстием или без отверстия в носке направляющей
• Поплавковый башмак, содержащий поплавковый клапан и направляющую головку
• Поплавковый башмак и поплавковая муфта с автоматическим клапаном заполнения

Направляющий башмак

Простейший направляющий башмак представляет собой хомут с открытым концом, с формованной носовой частью или без нее. Он спускается на первом стыке обсадной колонны и просто направляет обсадную колонну мимо неровностей в стволе. Циркуляция осуществляется вниз по обсадной колонне через открытый конец направляющего башмака или через боковые отверстия, предназначенные для создания большего перемешивания при циркуляции цементного раствора вверх по затрубному пространству. Если корпус опирается на дно или забит шламом, циркуляция может осуществляться через боковые отверстия.

Модифицированный или плавающий башмак

Модифицированный направляющий или поплавковый башмак с боковыми отверстиями может помочь при спуске обсадной колонны в скважину, где возможны препятствия.Этот инструмент имеет боковые порты вверху и меньшее отверстие в закругленном носике. Меньшее отверстие обеспечивает прокачку примерно 60% жидкости через имеющиеся боковые порты. Эти порты помогают смыть препятствия, которые могут возникнуть, а также помогают довести обсадную колонну до дна, если часть шлама осела на дне скважины.

Струйное действие инструментов с боковым отверстием способствует удалению шлама и обеспечивает более чистый ствол скважины с повышенной турбулентностью во время циркуляции и цементирования.Это также способствует равномерному распределению навозной жижи вокруг башмака.

Комбинированный направляющий или поплавковый башмак обычно включает шаровой или подпружиненный обратный клапан. Внешний корпус изготовлен из стали той же прочности, что и кожух. Обратный клапан заключен в пластик и высокопрочный бетон. Клапан, закрывающийся под действием пружины или гидростатического давления столба жидкости в скважине, предотвращает попадание жидкости в обсадную трубу при опускании трубы в скважину.После того, как обсадная колонна спущена на требуемую глубину, устанавливается циркуляция через обсадную колонну и поплавковый клапан вверх по затрубному пространству. Когда работа с цементом завершена, обратный клапан предотвращает попадание цемента обратно в обсадную колонну.

Поплавковые хомуты

Поплавковые муфты обычно размещаются на одно-три соединения выше поплавка или направляющего башмака в обсадной колонне и выполняют те же основные функции, что и поплавковый башмак ( Рис. 1 ). Они содержат обратный клапан, аналогичный клапану поплавкового башмака, и обеспечивают гладкую поверхность или фиксирующее устройство для цементировочных пробок.Поплавковые муфты также доступны с невращающимися (NR) вставками. При использовании цементировочных пробок с соответствующими вставками во время цементировочных работ пробки фиксируются на муфте поплавка, предотвращая проворачивание пробок во время бурения. Это оборудование может сократить время разбуривания «башмачной гусеницы» на 80%. Пространство между поплавковой муфтой и направляющим башмаком улавливает загрязненный цемент или буровой раствор, которые могут скапливаться в результате очищающего действия верхней цементировочной пробки. Таким образом, загрязненный цемент удерживается вдали от обуви, где требуется наилучшее сцепление.

• Рис. 1—Типовое оборудование для первичного цементирования (любезно предоставлено Halliburton).

Когда цементировочная пробка находится на поплавковой муфте ( Рис. 2 ), она перекрывает поток жидкости и предотвращает перекачивание цемента. Нарастание давления на поверхности указывает на то, что закладка цемента завершена. Для более крупной обсадной колонны могут быть установлены поплавковые муфты или башмаки со специальным врезным устройством, позволяющим закачивать цемент через насосно-компрессорную или бурильную колонну.(Этот метод размещения часто называют цементированием внутри колонны.) Такое устройство устраняет необходимость в больших цементировочных пробках и контейнерах для пробок большого размера.

• Рис. 2 — Поплавковая манжета (любезно предоставлено Halliburton).

Вставить откидной клапан

Из соображений экономии простой вставной откидной клапан и седло могут быть установлены в обсадной колонне на одно или два соединения выше направляющего башмака. Этот вставной клапан предназначен для использования в неглубоких скважинах при давлении меньшем, чем давление разрушения обсадной колонны J-55 в конкретном используемом диапазоне веса. Вставное оборудование с откидным клапаном может работать с дроссельной трубкой, удерживающей откидной клапан в открытом положении, чтобы позволить обсадной колонне автоматически заполняться при спуске в стволе скважины. Отверстие в наливной трубе может быть изменено, чтобы обеспечить прохождение через трубку больших концентраций материала для потери циркуляции. После того, как обсадная труба опущена на нужную глубину, в обсадную трубу сбрасывается утяжеленный пластиковый шар, который срезает трубку отверстия и позволяет закрыть откидной клапан. Вставной откидной клапан, как и поплавковая муфта, обеспечивает пространство для изоляции загрязненного цемента.Он также обеспечивает поверхность для посадки цементной пробки.

Поплавковые муфты с дифференциальным и автоматическим заполнением и поплавковые башмаки

Поплавковые муфты с дифференциальным и автоматическим заполнением и поплавковые башмаки позволяют контролируемому количеству жидкости поступать в нижнюю часть обсадной колонны во время спуска обсадной колонны в скважину ( рис. 3 ). Они работают по принципу, согласно которому гидростатическое давление в кольцевом пространстве будет пропорционально уравновешивать гидростатическое давление внутри обсадной колонны.Ограниченная зона позволяет контролируемому количеству жидкости поступать в обсадную трубу через нижнюю часть поплавкового башмака во время спуска обсадной колонны, тем самым сокращая время спуска и снижая скачки давления на пласт. Обратный клапан в оборудовании для автоматического наполнения не работает до тех пор, пока он не будет открыт заданным расходом, подаваемым с поверхности через поплавковое оборудование. Скорость потока в обсадную колонну обычно достаточно низкая, чтобы поддерживать уровень жидкости в пределах от 10 до 300 футов от поверхности.При покупке плавучего оборудования важно указать наружный диаметр (НД), резьбу, марку материала и вес трубы.

• Рис. 3—Поплавковые муфты с дифференциальным заполнением и автоматическим заполнением (любезно предоставлено Halliburton).

Контейнеры с заглушками

вмещают верхнюю и нижнюю цементировочные пробки и выпускаются в двух различных версиях: головка непрерывного цементирования и быстросменный контейнер.Цементировочная головка предназначена для крепления к верхнему стыку обсадной колонны скважины при выполнении цементировочных работ. Головка позволяет выпускать цементировочные пробки перед цементным раствором и позади него, чтобы изолировать цементный раствор от скважинных флюидов перед цементом и вытесняющими флюидами, закачиваемыми за цементным раствором. Цементировочные головки могут содержать одну, две или более цементировочных пробок. Одиночная цементировочная головка используется, когда нет необходимости в непрерывной перекачке тампонажного раствора. При использовании одной цементировочной головки нижняя пробка может быть загружена в головку и закачана в обсадную колонну с небольшим объемом жидкости или вставлена ​​вручную в верхнюю часть обсадной колонны, а затем головка установлена ​​в стык верхней обсадной колонны. Верхняя пробка загружается в цементировочную головку для освобождения после перемешивания цементного раствора.

Двойная цементировочная головка (две пробки) или составная цементировочная головка (три и более) позволяют загружать цементировочные пробки до перемешивания цементного раствора. Во время цементировочных работ пробки могут быть освобождены от оголовка без остановки закачки.

Заглушки-контейнеры оснащены клапанами и соединениями для присоединения цементировочных линий для циркуляции и вытеснения. Цемент обычно падает в обсадную трубу в вакууме до того, как пробка будет снята; следовательно, вытесняющая жидкость может перекачиваться в обсадную трубу ниже верхней заглушки, если клапан источника подачи не закрыт.Поскольку жидкость может перекачиваться через цементировочный насос, клапан не следует открывать до тех пор, пока не будет снята верхняя заглушка. Цементировочные головки с внутренним вертлюгом или вертлюгом между верхней муфтой обсадной колонны и цементировочной головкой позволяют вращать обсадную колонну во время цементирования. Быстроразъемные соединения на цементировочных головках позволяют быстро соединить цементировочную головку с обсадной колонной, когда последний стык будет запрессован, чтобы можно было немедленно начать циркуляцию.

Для удобства работы цементировочная головка должна находиться как можно ближе к уровню пола буровой.Типовой контейнер с пробкой (, рис. 4, ) позволяет вставить донную пробку через контейнер в обсадную колонну перед цементным раствором. Верхняя заглушка загружается в контейнер заглушки, где она опирается на опорную планку. Он высвобождается путем втягивания опорной планки после смешивания цемента. Рычаг на некоторых типах контейнеров для пробок указывает на прохождение пробки при выходе из контейнера.

• Рис. 4 — Контейнер-пробка (любезно предоставлено Halliburton).

Цементировочные пробки

настоятельно рекомендуются для разделения бурового раствора, цемента и вытесняющей жидкости. Если скважина не бурится воздухом или газом, обсадная колонна и скважина перед цементированием обычно заполняются буровым раствором. Чтобы свести к минимуму загрязнение поверхности раздела между буровым раствором и цементом в обсадной колонне, перед цементным раствором закачивается забойная пробка. Эта заглушка вытирает буровой раствор с внутреннего диаметра обсадной трубы (ВД) по мере ее продвижения вниз по трубе. Когда он достигает муфты поплавка, перепад давления разрывает диафрагму в верхней части пробки, позволяя цементному раствору течь через пробку и плавучее оборудование вверх по кольцевому пространству между трубой и отверстием (рис.5 ). Верхняя цементировочная пробка, закачиваемая за цементным раствором, закачивается до отсечки на поплавковой муфте, вызывая повышение давления на поверхности. Это сигнал о том, что цемент сместился. Верхняя и нижняя заглушки внешне похожи, но всегда разного цвета. Верхняя заглушка (черная) имеет сплошную вставку с прилитыми к вставке резиновыми грязесъемниками. Нижняя заглушка (красная, оранжевая и желтая) имеет вставку цилиндрического типа с формованными грязесъемниками и пластиковой или формованной резиновой диафрагмой, рассчитанной на разрыв при давлении от 200 до 400 фунтов на квадратный дюйм.Вставки изготавливаются из пластика или алюминия. Алюминиевые вставки повышают прочность и температурные характеристики цементировочной пробки, и их следует использовать, когда температура циркуляции в забое скважины (BHCT) превышает 300°F, и их следует выбуривать обычными трехшарошечными буровыми долотами. Рекомендуемое посадочное давление для заглушек с алюминиевой вставкой варьируется в зависимости от размера корпуса, но обычно выше, чем рекомендуемое посадочное давление для заглушек с пластиковыми вставками. Пробки с пластиковыми вставками можно использовать в скважинах с BHCT ниже 300°F, и их можно разбуривать трехшарошечными долотами или долотами из компактного поликристаллического алмаза (PDC).

• Рис. 5—Пять грязесъемных (слева) и невращающихся (справа) цементировочных пробок (любезно предоставлено компанией Halliburton).

Невращающиеся цементные пробки

Невращающиеся цементировочные пробки с пятью грязесъемниками ( Рис. 5 ) изготавливаются с фиксирующими зубьями как на верхней, так и на нижней пробке для посадки на поплавковую муфту NR с аналогичными фиксирующими зубьями. Эти стопорные зубья фиксируют пробку на муфте поплавка, предотвращая вращение во время разбуривания, что сокращает время разбуривания и связанные с этим затраты на буровую установку.В пробках NR используются пластиковые вставки, которые позволяют легко разбуривать буровые долота PDC или трехшарошечные буровые долота. Высокопрочные пробки и поплавковые муфты NR можно использовать для опрессовки обсадной колонны сразу после завершения цементирования.

Однако бывают случаи, когда нельзя использовать нижнюю заглушку; например, когда цемент содержит большое количество материала для борьбы с поглощением или когда используемая обсадная колонна сильно проржавела или покрыта окалиной. В таких условиях нижняя пробка может привести к закупорке обсадной колонны. В некоторых случаях вода или химическая промывка должны предшествовать цементному раствору для очистки обсадной колонны от твердых частиц бурового раствора. Это не так эффективно, как механическое вытирание нижней заглушки, но уменьшает количество загрязненного шлама. Верхняя пробка следует за цементным раствором, стирая его со стенки обсадной колонны.

Хотя обычные грязесъемные пробки используются наиболее широко, существуют и другие конструкции для первичного цементирования ( Рис. 6 ):

• Шарики
• Деревянные пробки
• Подводные заглушки
• Капельные или фиксирующие устройства

Пробка и перегородка обсадной колонны с фиксатором могут использоваться с большинством обычного плавучего оборудования, но чаще всего они используются в НКТ малого диаметра для цементирования внутри колонны.Этот тип системы пробок, дополняющий поплавковый клапан, предотвращает повторное попадание жидкости в обсадную колонну. Когда весь цемент закачан, пробка с защелкой позволяет немедленно сбросить поверхностное давление, а также предотвращает заталкивание цемента и пробки в обсадную колонну воздухом, сжатым под пробкой. Если заканчивание производится достаточно близко к муфте флотации, система пробки с защелкой устраняет необходимость бурения цемента.

• Рис.6 — Узел заглушки кожуха с защелкой (любезно предоставлено Halliburton).

Подводное заканчивание и обычные работы с хвостовиками можно цементировать стандартными методами цементирования с двумя пробками. Они требуют, чтобы цементный раствор прокачивался через колонну бурильных труб, которая меньше, чем цементируемая колонна обсадных труб. Скважинная система выпуска может очищать как бурильную трубу, так и обсадную колонну, а также отделять цементный раствор и вытесняющую жидкость.

Скважинные разблокирующие пробки крепятся к монтажному инструменту в верхней части цементируемой обсадной колонны.Нижняя заглушка крепится к верхней заглушке, которая, в свою очередь, крепится к монтажному инструменту. В этих инструментах используется шар или расцепляющая заглушка для отделения нижней заглушки от верхней за счет давления на заданную величину и срезания некоторых штифтов. Это позволяет закачивать забойную пробку перед цементным раствором, удаляя твердые частицы бурового раствора с обсадной колонны и отделяя цементный раствор от скважинного флюида. За цементным раствором закачивается дротик для выпуска верхней пробки, чтобы отделить цемент и вытеснить жидкость из бурильной трубы.Выступ, освобождающий верхнюю заглушку, защелкнется в верхней заглушке грязесъемника в корпусе. Заданное давление освобождает верхнюю пробку-скребок, которая затем закачивается в виде сплошной пробки через обсадную колонну за цементным раствором.

Когда верхняя пробка должна быть вытеснена буровым раствором или водой, объем вытесняющей жидкости следует измерять в цементных насосах и сравнивать с объемом, измеренным в резервуарах для воды или бурового раствора. Там, где есть расходомер, его можно использовать для перекрестной проверки.Когда верхняя пробка приземляется на нижнюю пробку, на поверхности наблюдается повышение давления, поскольку жидкость не может прокачиваться через плавучее оборудование. Если верхняя пробка не «ударяет» (т.е. не садится на поплавковую муфту), вызывая повышение давления на расчетный объем вытеснения, закачку следует прекратить, чтобы цементный раствор не вытеснялся из обсадной колонны.

Цементировочный манифольд обычно используется с отводной линией в приямок для промывки цементовоза. Он устроен таким образом, чтобы можно было откачать пробку из цементировочной головки вместе с вытесняющей жидкостью.

Если используется движение обсадной колонны, оно должно продолжаться в течение всего цикла смешивания. Часто движение продолжается, пока заглушки высвобождаются, и до тех пор, пока верхняя заглушка не ударится, хотя нередко останавливаются, когда одна или обе заглушки вставляются.

Инструменты для многоступенчатого цементирования

Ступенчатое цементирование обычно снижает загрязнение бурового раствора и снижает вероятность разрушения пласта, что часто является причиной поглощения. Ступенчатые инструменты устанавливаются в определенной точке обсадной колонны по мере спуска обсадной колонны в скважину. Когда желательно зацементировать две или три отдельные секции за одной обсадной колонной или зацементировать длинную секцию в две или три стадии, применяют инструменты многоступенчатого цементирования. При многоступенчатом цементировании цементный раствор размещают в заранее определенных точках вокруг обсадной колонны в несколько этапов цементирования. Инструменты для многоступенчатого цементирования могут использоваться в следующих случаях:

• Цементирование скважин с низким пластовым давлением, которые не выдерживают гидростатического давления полного столба цемента
• Цементирование для изоляции только определенных участков ствола скважины
• Размещение различных смесей цемента в стволе скважины
• Цементирование глубоких горячих скважин, где ограниченное время работы цементировочного насоса ограничивает полнопроходное цементирование обсадной колонны в одну стадию

Типы инструментов для многостадийного цементирования

Доступны два типа инструментов для многоступенчатого цементирования:

• Гидравлически открываемый
• Открытая заглушка

Выбранный тип зависит от состояния скважины. После укладки цемента на дно обсадной трубы обычным способом многоступенчатый инструмент может быть открыт либо гидравлически путем приложения давления в обсадной трубе (гидравлически открываемый инструмент), либо с помощью свободно падающей открывающей пробки, опускаемой вниз. ID обсадной колонны (заглушка). Когда инструмент открыт, жидкость, такая как цемент, может циркулировать через его внешние отверстия. Когда весь цементный раствор уложен, заглушка, закачиваемая в обсадную колонну за цементом, закрывает муфту над боковым отверстием.

Повреждение инструмента

Поскольку инструмент для многоступенчатого цементирования содержит скользящие внутренние или внешние втулки, при его установке в обсадную колонну необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Щипцы для обсадных труб следует устанавливать только на верхние и нижние 6 дюймов инструмента. Запрещается размещать щипцы на средней части кожуха. Это может привести к деформации корпуса и выходу инструмента из строя.

Изгибающие усилия, возникающие в результате отклонения ствола или прогиба обсадной колонны, не повредят инструмент, если предел текучести самой обсадной трубы не превышен.Поскольку наружный диаметр инструмента больше, чем наружный диаметр обсадной трубы, искривления и шпоночные гнезда, возникающие при входе в скважину, могут привести к заклиниванию инструмента. Обсадные центраторы должны быть установлены на обсадной трубе как можно ближе к каждому концу инструмента для направления его и обеспечения зазора со стенками скважины.

Цементирование ступеней с пробкой

Метод стадийного цементирования со свободным падением с пробкой используется, когда не требуется, чтобы цемент первой ступени заполнял кольцевое пространство от забоя обсадной колонны до ступенчатого инструмента, или когда расстояние между инструментом и башмак корпуса достаточно длинный.Основным преимуществом этого метода является то, что запорная пробка, используемая на первой стадии, предотвращает чрезмерное вытеснение цемента первой стадии.

Необходимо оценить время, в течение которого свободно падающая пробка достигнет инструмента, поскольку при ее приземлении не будет никаких признаков поверхности. Многие факторы, в том числе вязкость и плотность жидкости в обсадной колонне и большие отклонения скважины от вертикали, влияют на скорость опускания пробки и должны учитываться при оценке времени ожидания. Хорошее эмпирическое правило — выделять 1 минуту на каждые 200–400 футов глубины.Максимальное отклонение, при котором пробка может упасть, составляет 30°. Отклонение более 30°, вероятно, приведет к тому, что пробка зависнет на муфте, что потребует подталкивания пробки к инструменту с помощью грузила на кабеле или рабочей колонны ( Рис. 7 ).

• Рис. 7 — Цементные заглушки (предоставлено Halliburton).

Инструмент для цементирования гидравлически открытой ступени

Гидравлически открываемый или вытесняющий инструмент для ступенчатого цементирования используется, когда цемент должен быть размещен во всем кольцевом пространстве от нижней части обсадной колонны до или над инструментом для ступенчатого цементирования. Метод вытеснения часто используется в глубоких или наклонных скважинах, в которых требуется слишком много времени для того, чтобы свободно падающая пробка достигла инструмента. Объемы жидкости должны быть точно рассчитаны и тщательно измерены, чтобы предотвратить избыточное или недостаточное вытеснение первой ступени.

Двухэтапное цементирование

Двухэтапное цементирование является наиболее широко используемым методом многоэтапного цементирования. Однако когда цементный раствор необходимо распределить по длинной колонне, а условия скважины не позволяют проводить циркуляцию в одну или две ступени, можно использовать трехстадийный метод.Используются те же этапы, что и в двухэтапном методе, за исключением того, что имеется дополнительный этап. Большинство инструментов для многоступенчатого цементирования имеют разбуриваемые гнезда, которые необходимо высверливать после завершения операций цементирования. Эти разбуриваемые седла позволяют производить бурение либо стандартными трехшарошечными долотами, либо долотами PDC.

Центраторы корпуса

Равномерность цементного покрытия вокруг трубы во многом определяет эффективность уплотнения между стволом скважины и обсадной колонной.Поскольку отверстия редко бывают прямыми, труба обычно соприкасается со стенкой отверстия в нескольких местах. Отклонение ствола может варьироваться от нуля до 70-90° в наклонно-направленных скважинах на море. Такое серьезное отклонение сильно влияет на количество и расстояние между центраторами ( Рис. 8 ).

• Рис. 8—Сварной центратор с дугообразной пружиной (любезно предоставлено компанией Halliburton).

Много усилий было потрачено на определение относительного успеха спуска обсадных колонн с центраторами и без них.Хотя эксперты расходятся во мнениях относительно правильного подхода к идеальному цементированию, они в целом согласны с тем, что успех зависит от правильной централизации обсадной колонны. Центраторы являются одними из немногих вспомогательных механических средств, на которые распространяются спецификации API.

Центрирование обсадной колонны с помощью механических центраторов по изолируемым интервалам помогает оптимизировать вытеснение бурового раствора. В плохо централизованной обсадной колонне цемент будет обходить буровой раствор по пути наименьшего сопротивления. Цемент проходит по широкой стороне затрубного пространства, оставляя буровой раствор на узкой стороне.При правильной установке в калибровочных сечениях скважины центраторы:

• Предотвращение сопротивления при спуске трубы в скважину
• Центрирование обсадной колонны в стволе скважины
• Сводит к минимуму дифференциальное прихватывание, тем самым способствуя выравниванию гидростатического давления в кольцевом пространстве
• Уменьшает образование каналов и способствует удалению грязи.

Типы центраторов

Два основных типа центраторов:

Центратор с пружинной дугой

Пружинный тип имеет большую способность обеспечивать зазор при расширении отверстия.

Центратор жесткий

Жесткий тип обеспечивает более надежный зазор, когда диаметр скважины близок к диаметру.

Центраторы принудительного типа имеют диаметр от ¼ до ½ дюйма меньше диаметра скважины, в которой они должны быть спущены, и, следовательно, не оказывают сил сопротивления со стволом скважины.

Центраторы жесткого типа обычно используются в горизонтальных стволах скважин из-за их положительного зазора. Как пружинные, так и жесткие центраторы доступны практически для любого размера корпуса/отверстия.Важными соображениями при проектировании являются расположение, способ установки и расстояние между ними. Центраторы следует располагать на обсадной колонне через интервалы, требующие эффективного цементирования, на обсадной колонне, примыкающей к (а иногда и проходящей через) интервалы, в которых существует опасность дифференциального прихвата, и, иногда, на обсадной колонне, проходящей через изгибы, где могут существовать ключевые седла.

• Рис. 9 — Зажим (любезно предоставлено Halliburton).

Трубная стойка

Надлежащий зазор трубы помогает обеспечить равномерную схему потока вокруг обсадной колонны и помогает уравнять силу, которую текущий цемент оказывает на обсадную колонну, увеличивая удаление бурового раствора.В наклонном стволе скважины зазор еще более важен для предотвращения накопления слоя твердых частиц на нижней стороне кольцевого пространства. Предпочтительный зазор должен быть разработан на основе компьютерного моделирования и будет варьироваться в зависимости от скважинных условий. При оптимальных дебитах наилучшее вытеснение бурового раствора достигается, когда допуски на кольцевое пространство составляют приблизительно от 1 до 1,5 дюймов. Эффективное цементирование важно в интервалах добычи и вокруг нижних стыков наземной и промежуточной обсадных колонн, чтобы свести к минимуму вероятность потери стыка.

Удерживающие устройства (хомут или стопорные кольца)

Центраторы удерживаются в своем относительном положении на корпусе либо с помощью обсадных колец, либо с помощью механических стопорных колец. Удерживающее устройство (хомут или стопорный хомут) всегда должно располагаться внутри центратора пружинного типа, чтобы центратор втягивался, а не проталкивался в отверстие. Пружинный центратор не должен свободно перемещаться по стыку обсадной колонны.

Крепежные приспособления для насадок обсадных труб

Все насадки на кожух должны быть установлены или прикреплены к кожуху каким-либо способом в зависимости от типа (т.т. е., твердое тело, разъемное тело или шарнирное соединение). Если они не установлены поверх муфты обсадной колонны, необходимо использовать зажим для фиксации или ограничения хода различных приспособлений для обсадной колонны.

Существует несколько различных типов зажимов. Один тип представляет собой просто фрикционный зажим, в котором используется установочный винт, чтобы зажим не скользил. Другой тип использует спиральные штифты, вставленные между зажимом и корпусом, для обеспечения удерживающей силы (рис. 9). У других есть собачки (или зубы) внутри, которые фактически вгрызаются в корпус. Любой хомут, который может оставить царапины на поверхности корпуса, не следует использовать там, где существуют проблемы с коррозией.

Размещение центраторов

Большинство сервисных компаний предлагают компьютерные программы для правильного размещения центраторов в зависимости от нагрузки на обсадную колонну, размера отверстия, размера обсадной колонны и отклонения ствола. Все программы компьютерного интервала основаны на зазоре 66%, используемом в спецификации API. 10Д. ^[1] Компьютерные программы определяют размещение центраторов на обсадной колонне в зависимости от данных скважины, введенных в программу.Программы основаны на уравнениях, опубликованных в API Spec. 10Д. ^[1]

Конструкция центраторов

Конструкция центраторов значительно различается, в зависимости от назначения и производителя. По этой причине спецификации API охватывают минимальные требования к производительности для стандартных и жестких центраторов с пружинным изгибом.

Определения в спецификации API. 10D ^[1] крышка:

• Стартовая сила
• Рабочая сила
• Восстанавливающая сила

Стартовая сила

Стартовое усилие — это максимальное усилие, необходимое для запуска центратора в ранее спущенную обсадную колонну.Максимальное пусковое усилие для любого центратора должно быть меньше веса 40 футов обсадной трубы среднего веса. Максимальное пусковое усилие следует определять для центратора в его новом, полностью собранном состоянии при доставке конечному потребителю.

Рабочая сила

Рабочее усилие — это максимальное усилие, необходимое для перемещения центратора через ранее спущенную обсадную колонну. Сила бега пропорциональна силе пуска и всегда равна или меньше ее. Это практическое значение, которое дает максимальное «сопротивление движению» центратора при наименьшем заданном размере отверстия.

Восстанавливающая сила

Возвращающая сила – это сила, с которой центратор действует на обсадную колонну, удерживая ее от стенки ствола скважины. Возвращающая сила, необходимая от центратора для поддержания адекватного зазора, невелика в вертикальном отверстии, но значительна для того же центратора в наклонном отверстии. Централизация меньших кольцевых пространств затруднена, а скорость движения и смещения трубы может быть сильно ограничена. Большие кольцевые пространства могут потребовать экстремальных скоростей вытеснения, чтобы генерировать достаточную энергию потока для удаления бурового раствора и шлама.Центраторы и другие механические вспомогательные средства для цементирования, которые обычно используются в промышленности, также могут служить в качестве встроенных смесителей с ламинарным потоком, изменяя схему потока жидкостей, что может способствовать лучшему удалению бурового раствора и большему вытеснению.

Скребки

Скребки, или очистители стен, представляют собой устройства, которые крепятся к обсадной колонне для удаления рыхлой фильтрационной корки из ствола скважины. Они наиболее эффективны при использовании во время закачки цемента. Как и центраторы, скребки помогают распределить цемент по обсадной колонне.

Типы скребков

Существует два основных типа скребков:

• Используемые при вращении корпуса
• Те, которые используются, когда корпус совершает возвратно-поступательное движение

Вращающийся скребок

Вращающийся скребок либо приваривается к корпусу, либо крепится концевыми зажимами. Когти скребка представляют собой проволоку из высокопрочной стали со скошенными концами, которая разрезает и удаляет глинистую корку во время вращения. Захваты могут иметь винтовую пружину в основании для уменьшения поломки или изгиба при спуске обсадной колонны в скважину.Когда трубу необходимо установить на точную глубину, следует использовать вращающиеся скребки, но должна быть гарантия того, что труба может свободно вращаться. Поскольку вращающиеся скребки повреждаются чрезмерным крутящим моментом на обсадной колонне, они, как правило, не используются там, где высок риск чрезмерного крутящего момента, например, в глубоких или наклонных скважинах.

Скребок с возвратно-поступательным движением

Поршневые скребки ( рис. 10 ), также изготовленные из стальной проволоки или троса, устанавливаются на корпус с помощью встроенного или отдельного зажимного устройства.Когда желаемая глубина достигнута, возвратно-поступательное движение обсадной колонны (движение ее вверх и вниз) очищает ствол скважины при ходе вверх, удаляя буровой раствор и фильтровальную корку. Возвратно-поступательные скребки более эффективны там, где нет ограничений по глубине установки обсадной колонны и когда трубу можно либо вращать, либо совершать возвратно-поступательные движения после ее опускания.

• Рис. 10 — Поршневые скребки (любезно предоставлено Halliburton).

Специальное оборудование

Грязеотводчики

предназначено для использования с бурильной трубой при спуске хвостовиков или при подводном заканчивании, когда устье скважины расположено на дне океана. Он обеспечивает проход жидкости от внутреннего диаметра бурильной трубы в кольцевое пространство над хвостовиком. Пружинная система на внешнем корпусе инструмента вызывает движение бурильной трубы, которое открывает и закрывает порты оборудования для отвода бурового раствора.

Это оборудование используется для работы с хвостовиком, где небольшие кольцевые зазоры предотвращают селевой поток между спуском хвостовика и предыдущей колонной обсадных труб. Такие условия вызывают высокие потери бурового раствора в пласты в необсаженной части ствола скважины. Надежное оборудование автоматического заполнения, установленное на нижнем конце хвостовика, позволяет свободно поступать скважинному флюиду в хвостовик, а оборудование отвода бурильных труб позволяет жидкости выходить из бурильной трубы непосредственно над хвостовиком.Такая компоновка помогает уменьшить перепад давления и скачок давления в пласте во время спуска хвостовика, что помогает уменьшить дорогостоящие потери бурового раствора в пласт. Система защиты от бурового раствора, включающая отклонитель, может использоваться на хвостовике или подводном заканчивании. Использование этого отклоняющего оборудования может исключить необходимость возврата на поверхность.

Пробки-перемычки

Пробки-мосты представляют собой устройства, устанавливаемые в открытом стволе или обсадной колонне в качестве временных извлекаемых пробок или постоянных пробок для бурения.Их нельзя прокачивать, и они используются для предотвращения движения жидкости или газа в стволе скважины. Мостовые заглушки также используются для:

• Изолировать нижнюю зону, пока тестируется верхняя часть
• Установка мостовидного протеза над или под перфорированным участком, подлежащим сдавливанию, цементированию или разрушению
• Обеспечьте герметичность обсадной колонны, подлежащей испытаниям, или скважин, подлежащих ликвидации
• Зоны изоляции, от которых следует отказаться, чтобы можно было восстановить верхнюю обсадную колонну
• Обсадная колонна при ремонте наземного оборудования

Корзины для цемента и наружные пакеры

Цементные корзины и внешние пакеры ( Рис. 11 ) используются с обсадной трубой или хвостовиком в местах, где пористые или слабые пласты требуют поддержки цементной колонны до ее первоначального схватывания. Корзины можно установить, надев их на кожух и удерживая их на месте с помощью хомутов или ограничительных зажимов. Наружные пакеры размещаются в обсадной колонне по мере ее спуска в скважину. Их расширяют до начала цементирования.

• Рис. 11—Цементная корзина (любезно предоставлено Halliburton).

Насосное оборудование

Высокоэнергетические скорости смещения наиболее эффективны для обеспечения хорошего смещения.Наиболее желателен турбулентный поток по всей окружности кожуха, но он не обязателен. Если турбулентный поток не подходит для конфигурации пласта или ствола скважины, используйте максимальную скорость нагнетания, которая возможна для условий ствола скважины. Наилучшие результаты достигаются при закачивании буфера и/или цемента с максимальной энергией; разделитель или промывка должным образом предназначены для удаления бурового раствора; и используется хороший, грамотный цемент.

Реализация цементонасосной установки

Цементонасосные установки могут быть установлены на грузовике, прицепе, салазках или плавучем судне.Обычно они приводятся в действие либо двигателями внутреннего сгорания, либо электродвигателями и работают с перерывами при высоком давлении и с различной скоростью. Насосные агрегаты должны быть способны обеспечивать широкий диапазон давлений и скоростей, чтобы соответствовать требованиям современных методов цементирования, и иметь наименьшее практическое отношение массы к лошадиным силам, чтобы облегчить транспортировку.

Цементировочные агрегаты

Цементировочные агрегаты обычно оснащены двумя объемными насосами.В системе высокого давления один насос смешивает, а другой вытесняет. В системе низкого давления смешивание осуществляется центробежным насосом, а для вытеснения доступны два объемных насоса. При рециркуляционном смешивании один центробежный насос подает воду в смесительную форсунку, а другой центробежный насос рециркулирует шлам обратно через смесительную форсунку. Как и в случае с системой низкого давления, имеются два объемных насоса для забора шлама и его перекачки в скважину.

Цементировочные насосы

Почти все цементировочные насосы являются объемными и представляют собой либо сдвоенные поршневые насосы двойного действия, либо тройные плунжерные насосы одинарного действия.Любой из них является удовлетворительным в пределах своих проектных ограничений. Для перекачки в тяжелых условиях тройные насосы нагружают более плавно и обычно могут работать с более высокой мощностью и большим давлением, чем сдвоенные насосы. Большинство работ по цементированию связано с максимальным давлением менее 5000 фунтов на квадратный дюйм, но давление до 20 000 фунтов на квадратный дюйм не является редкостью. Из-за сильно различающихся условий эксплуатации цементировочный насос и его силовая передача рассчитаны на максимальное, а не среднее ожидаемое давление.

Оценка необходимого количества насосных агрегатов

Для данной работы количество грузовиков, используемых для смешивания цемента, зависит от объема цемента, глубины скважины и ожидаемого давления. Для наземных и направляющих колонн обычно достаточно одной тележки, тогда как для промежуточной или эксплуатационной обсадной колонны может потребоваться до трех единиц. На работах, требующих более 1000 ск, или там, где ожидается высокое давление, используются два, а иногда и три автобетоносмесителя. Для каждого грузовика используется отдельная система смешивания, при этом каждый блок подключен к общему насосному коллектору. Если труба должна быть возвратно-поступательной, автобетоносмесители привязываются к временной стояке, которая поддерживает гибкую линию, ведущую к цементировочной головке.

Промысловые шламы обычно смешивают и закачивают в обсадную колонну с максимально возможной скоростью, которая варьируется от 20 до 50 ск/мин в зависимости от производительности каждого смесительного узла. В результате первый мешок цемента при первичном цементировании достигает забойных условий довольно быстро.

Смешивание цемента

Система смешения дозирует и смешивает сухую тампонажную композицию с жидкостью-носителем (водой), подавая на устье скважины цементный раствор с предсказуемыми свойствами.

Рециркуляционный смеситель, предназначенный для смешивания более однородных однородных суспензий, представляет собой струйный смеситель под давлением с баком большой емкости ( Рис. 12 ). Он использует рециркулирующий шлам и воду для смешивания для частичного смешивания и сброса шлама в ванну. Рециркуляционный насос обеспечивает дополнительный сдвиг, а перемешивающие лопасти или форсунки обеспечивают дополнительную энергию и улучшают перемешивание. В результате получается однородный цементный раствор с плотностью до 22 фунтов на галлон, который можно закачивать с такой скоростью, как 0.5 барр/мин.

• Рис. 12 — Поршневой смеситель (любезно предоставлено Halliburton).

Периодическое перемешивание используется для смешивания цементного раствора на поверхности перед его закачкой в ​​скважину. Смеситель периодического действия не является частью цементоперекачивающей установки; это отдельная часть оборудования. Смеситель периодического действия используется, когда требуется определенный объем цемента. Смесительный бак в смесителе периодического действия заполняется достаточным количеством воды для определенного количества цемента.Смесительная турбина обеспечивает циркуляцию воды по мере добавления сухого цемента до тех пор, пока не будет достигнута желаемая консистенция и объем суспензии. Предгидратор используется для смачивания сухого цемента, чтобы предотвратить проблемы с пылью. Основными недостатками смесителя периодического действия являются ограничения по объему и необходимость использования дополнительного оборудования. Однако для непрерывного цементирования можно использовать установки с несколькими смесительными баками, чтобы обеспечить точную консистенцию и объем раствора. Для смешивания уплотненных или тяжелых шламов, перекачиваемых со скоростью менее 5 баррелей/мин, рециркуляционный смеситель производит более однородный шлам.

Ссылки

1. ↑ ^{1.0 1.1 1.2} Спец. 10D, Спецификация центраторов обсадных труб, третье издание.