Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин

Тампонажные материалы при затворении водой образуют суспензии, способные затем превращаться в твердый непроница­емый камень.

В зависимости от вида вяжущего материала тампонажные це­менты образуются на основе:

• портландцемента;

• доменных шлаков;

• известково-песчаных смесей;

• прочих материалов (белитовых и др.).

Для цементирования скважин применяют только тампонаж­ные цементы на основе портландцемента и доменных шлаков.

К цементным растворам предъявляют следующие основные требования:

• подвижность раствора должна быть такой, чтобы его можно было закачивать в скважину насосами, и она должна сохраняться от момента приготовления раствора (затворения) до окончания процесса продавливания;

• структурообразование раствора, т. е. загустение и схватывание после продавливания его за обсадную колонну, должно прохо­дить быстро;

• цементный раствор на стадиях загустения и схватывания и сформировавшийся камень должны быть непроницаемы для воды, нефти и газа;

• цементный камень, образующийся из цементного раство­ра, должен быть коррозионно — и температуроустойчивым, а его контакты с колонной и стенками скважины не должны нару­шаться под действием нагрузок и перепадов давления, возни­кающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

К важнейшим свойствам цементного раствора относятся водо — содержание (водоцементное отношение), водоотдача, плотность, подвижность (растекаемость), сроки схватывания, время загусте­ния, седиментационная устойчивость (способность частиц цемен­тного раствора не оседать в жидкости затворения под действием сил тяжести), структурная вязкость, механическая прочность, проницаемость, объемные изменения, коррозионная устойчивость и некоторые другие.

В зависимости от добавки тампонажные цементы и их растворы подразделяют на песчаные, волокнистые, гельцементные, пуц — цолановые, сульфатостойкие, расширяющиеся, облегченные с низкой водоотдачей, водоэмульсионные, нефтецементные и др. Номенклатура тампонажных цементов на основе портландцемен­та и шлака содержит:

• тампонажные портландцементы для «холодных» и «горячих* скважин («холодный» цемент — для скважин с температурой до 50 °С; «горячий» цемент — для скважин с температурой до Ю0°С; плотность раствора — 1,88 г/см3);

• облегченные цементы для получения растворов плотностью

1,4.. . 1,6 г/см3 на базе тампонажных портландцементов, а также на основе шлакопесчаной смеси (до температуры 90… 140’С); в ка­честве облегчающих добавок используют глинопорошки или мо­лотые пемзу, трепел, опоку и др.;

• утяжеленные цементы для получения растворов плотностью не менее 2,15 г/см3 на базе тампонажных порт^ндцементов для температур, соответствующих «холодным» и «горячим» цементам, а также шлакопесчаной смеси для температуры 90… 140 “С. В каче­стве утяжеляющих добавок используют магнетит, барит др.;

• термостойкие шлакопесчаные цементы для скважин с темпе­ратурами 90… 140 и 140… 180°С;

• низкогигроскопические тампонажные цементы, предназна­ченные для длительного хранения.

Регулируют свойства цементных растворов путем изменения водоцементного отношения (В:Ц), а также путем добавления раз­личных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих сро­ки схватывания и твердения, снижающих вязкость и показатель фильтрации.

На практике в большинстве случаев применяют цементный ра­створ с отношением В: Ц = 0,4…0,5. Нижний предел отношения В: Ц ограничивается текучестью цементного камня и удлинением срока схватывания. К ускорителям относятся хлористые кальций, калий и натрий; жидкое стекло (силикаты натрия и калия); каль­цинированная сода; хлористый алюминий. Эти реагенты обеспечи­вают схватывание цементного раствора при отрицательных темпе­ратурах и ускоряют схватывание при низких температурах (до 40 °С).,

Замедляют схватывание цементного раствора такие химические реагенты, как гидролизованный полиакрилонитрил, карбоксиме — тилцеллюлоза, полиакриламид, сульфитоспиртовая барда, кон­центрированная сульфинспиртовая барда, нитролигнин. Перечис­ленные реагенты оказывают комбинированное действие. Все они понижают водоотдачу и одновременно могут увеличивать или уменьшать подвижность цементного раствора.

Для приготовления цементного раствора химические реагенты растворяют предварительно в жидкости затворения (воде). Утяже — ляюшие, облегчающие и повышающие температуростойкость до­бавки смешивают с вяжущим веществом в процессе производства (специальные цементы) или перед применением в условиях бу­рового предприятия (сухие цементные смеси). От правильного выбора тампонажного цемента и при необходимости добавок к нему зависит качество строящейся скважины, поэтому выбор ре­цептуры тампонажного раствора следует проводить только на ос­новании тщательных лабораторных исследований. Особое внима­ние следует уделять смешиванию цемента с добавками.

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин, относятся цементировочные агрегаты, цементосмесительные ма­шины, цементировочная головка, заливочные (разделительные) пробки и другое мелкое оборудование (краны высокого давле­ния, устройства для распределения раствора, гибкие металличе­ские шланги и т. д.).

При помощи цементировочного агрегата производят затворе — ние цемента (если не используется иементосмесительная маши­на), закачивают цементный раствор в скважину, продавливают цементный раствор в затрубное пространство (рис. 11.16). Кроме того, цементировочные агрегаты используются и для других ра-

Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин

Рис. 11.16. Схема действия цементировочного агрегата при затворении и закачке цементировочного раствора:

I — замерный бак; 2 — цементный насос; 3 — коробка отбора мощности; 4 — коробка передачи автомобиля; 5 — двигатель; б — ротационный насос; 7— ие — ментосмеситель: # — цементный бачок

бот (установки цементных мостов, нефтяных ванн; испытания колонн на герметичность и др.).

Учитывая характер работ, цементировочные агрегаты изготав­ливают передвижными с монтажом всего необходимого оборудо­вания на грузовой автомашине. На открытой платформе автома­шины смонтированы: поршневой насос высокого давления для прокачки цементного раствора в колонну обсадных труб; ротаци­онный насос, которым подают воду в цементную мешалку во вре­мя приготовления цементного раствора; замерные баки, при по­мощи которых определяют количество жидкости, закачиваемой в колонну для продавки цементного раствора; двигательдля приво­да насоса.

Для цементирования обсадных колонн в отечественной прак­тике применяют цементировочные агрегаты (ЦА) различных ти­пов: ЦА 320А, ЦА 320С; ЗЦА 400А; УН Б 2-630-50; УНБ-2-160; УНБ2-400-40. Они отличаются друг от друга прежде всего гидрав­лической мощностью насосов. Для централизованной обвязки це­ментировочных агрегатов с устьем скважины Применяют блок манифольдов, который состоит из коллектора высокого давления для соединения ЦАс устьем скважины и коллектора низкого дав­ления для распределения воды и продавочной жидкости, подава-

Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин

Рис. 11.17. Агрегат смесительный АСМ-25:

I — шасси несущего автомобиля; 2 — редуктор; 3 — сальниковое уплотнение валов мешалок; 4 — коробка раздаточная цепная; 5 — загрузочный шнековый транспортер; 6 — редуктор загрузочного шнекового транспортера; 7 — смотро­вой люк; 8 — моечный люк; 9 — указатель уровня; 10 — заливочный трубопро^ вод; 11 — вал мешалки; 12 — резервуар; 13 — выносная опора; 14 — шламовый люк; 15 — лонный клапан; 16 — патрубок для соединения с приемным манифоль — дом ЦА; 17— коробка раздаточная цепная; 18 — коробка отбора мощностей

Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин

Рис. 11.18. Головка цементировочная устьевая:

/ — крышка; 2 — накидная гайка; 3 — пробковый кран; 4 — цементировочная пробка: 5 — стопорный винт; 6 — элементы обвязки; 7— корпус

емой к ЦА. Блок манифольдов, как правило, оборудован грузо­подъемным устройством.

При цементировании скважин для приготовления тампонаж — ных растворов применяют цементосмесительные сашины, снабжен­ные смесительными устройствами гидровакуумного типа. Выпус­каются агрегат смесительный ЗАС-ЗО, установка цементосмеси­тельная УС630, изготавливаемый по индивидуальным заказам аг­регат смесительный АСМ-25 (рис. 11.17).

Цементировочные головки предназначены для промывки сква­жины и проведения цементирования. Спущенная обсадная колон­на оборудуется специальной цементировочной головкой, к кото­рой присоединяются нагнетательные трубопроводы (манифоль — ды) от цементировочных агрегатов.

Применяются цементировочные головки ГЦУ-140-146; ГЦУ — 16в; ГЦУ-245; ГЦУ-243; ГЦУ-324; ГЦУ-340. Конструкция головки Цементировочной устьевой (ГЦУ) (рис. 11.18) рассчитана на мак-

Рис. 11.19. Цементировочные пробки:

а 6 в

Подпись: а 6 в а — нижняя самсу плотня ющаяся с ме­таллическим остовом; 6 — верхняя; в — самоуплотняющаяся резиновая

симальное давление 40 МПа. Диаметр обвязываемых колонн эти­ми головками составляет от 140 до 340 мм. Головка состоит из корпуса 7; крышки / с разделительным устройством, трехходо­вым краном и манометром; двух стопорных винтов 5; пробковых кранов 3′, цементировочной пробки 4 элемент^ обвязки 6 и на­кидной гайки 2. Корпус головки имеет семь отводов, к четырем из которых, расположенным в нижней части, присоединены угло­вые трехходовые пробковые краны, а к верхнему боковому — про­ходной пробковый кран. В остальные два отвода ввинчены стопо­ры для поддержания цементировочной пробки.

Заливочиые (разделительные) пробки предназначены для отде­ления бурового раствора и продавочной жидкости от цементного раствора при цементировании обсадных колонн и получения сиг­нала об окончании иродавки цементного раствора. При двухсту­пенчатом цементировании используются специальные цементи­ровочные пробки (рис. 11.19).

Комментарии запрещены.