RU62157U1

RU62157U1 - COMPLEX OF EQUIPMENT FOR CEMENTING WELLS

Info

Publication number: RU62157U1
Application number: RU2006140906/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Самсоненко; Владимир Николаевич Мартынов; Александр Владимирович Самсоненко; Иван Владимирович Самсоненко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная Компания "РАНКО"; Общество с ограниченной ответственностью "Вяжущее-Сервис"
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2007-03-27

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована при строительстве скважин различного назначения, приготовлении и нагнетании разнообразных растворов. Комплекс оборудования для цементирования скважин включает передвижные насосные установки, оборудование для транспортирования на скважину сухих порошкообразных материалов, оборудование для приготовления и нагревания различных жидкостей затворения, оснащенное автономной системой контроля за процессами приготовления и нагревания, оборудование для приготовления, гомогенизации, механической и гидродинамической активации растворов, осреднительную емкость, оснащенную вертикальными гидроприводными перемешивателями с регулируемой частотой и направлением вращения, систему управления процессом цементирования, быстроразборную трубопроводную обвязку с запорно-регулирующей арматурой. Оборудование для транспортирования на скважину сухих порошкообразных материалов включает цементовозы-вездеходы высокой грузоподъемности и, обеспечивающие транспортирование сухих порошкообразных материалов, оперативную разгрузку серийных бункеров и задувание сухих порошкообразных материалов в различные бункера. Оборудование для приготовления и нагревания жидкостей затворения включает герметичный бункер большого объема для сухой порошкообразной соли NaCl либо СаСl₂, оснащенный герметичными люками для загрузки сухих порошкообразных материалов, смотровыми окнами по обе стороны бункера, двумя горизонтальными шнеками с автономными гидродвигателями для подачи сухих порошкообразных материалов к воронкам гидравлическим; две воронки гидравлические, стационарно смонтированные по обе стороны герметичного бункера; два водяных фильтра с напорными трубопроводами, стационарно смонтированных по обе стороны осреднительной емкости, два напорных трубопровода, стационарно смонтированных по сторонам осреднительной емкости для нагнетания смеси соли с водой от воронок гидравлических в осреднительную емкость; осреднительную емкость большого объема с уклоном днища от кабины автомобиля-вездехода не менее 3°; теплообменник, стационарно смонтированный внутри осреднительной емкости; комплексный прибор для измерения плотности, уровня (объема) и температуры жидкости затворения внутри осреднительной емкости и световое информационное табло для отображения измеряемых параметров; буферную емкость с двумя шиберными заслонками и быстроразьемными соединениями, связанную с осреднительной емкостью двумя патрубками большого диаметра; рециркуляционный насос с приводом от гидродвигателя; гидростанцию; раздаточный коллектор. При этом автономная система контроля за процессами приготовления и нагревания жидкостей затворения, включающая измерительные устройства, коммутирующую, регистрирующую и отображающую The inventive utility model relates to the field of oil and gas production and can be used in the construction of wells for various purposes, the preparation and injection of a variety of solutions. The complex of equipment for well cementing includes mobile pumping units, equipment for transporting dry powdered materials to the well, equipment for the preparation and heating of various mixing fluids, equipped with an autonomous system for monitoring the processes of preparation and heating, equipment for the preparation, homogenization, mechanical and hydrodynamic activation of solutions, averaging tank equipped with vertical hydraulic agitators with adjustable cha totoy and the direction of rotation, a process control system cementing Quick-piping system with shut-off and regulating valves. Equipment for transporting dry powdered materials to the well includes high-capacity cement truck-all-terrain vehicles that provide transportation of dry powdered materials, prompt unloading of serial bins and blowing dry powdered materials into various bins. Equipment for the preparation and heating of mixing liquids includes a large-volume airtight hopper for dry powdered NaCl or CaCl ₂ salt, equipped with airtight manholes for loading dry powder materials, viewing windows on both sides of the hopper, two horizontal screws with autonomous hydraulic motors for feeding dry powder materials to funnels hydraulic; two hydraulic funnels, permanently mounted on both sides of the airtight hopper; two water filters with pressure pipelines permanently mounted on both sides of the averaging tank, two pressure pipelines stationary mounted on both sides of the averaging tank to pump a mixture of salt and water from the hydraulic funnels into the averaging tank; large averaging capacity with a slope of the bottom from the cab of an all-terrain vehicle at least 3 °; a heat exchanger permanently mounted inside the averaging tank; a complex device for measuring the density, level (volume) and temperature of the mixing fluid inside the averaging tank and a light information board for displaying the measured parameters; a buffer tank with two slide gates and quick couplings connected to the averaging tank with two large diameter pipes; recirculation pump driven by a hydraulic motor; hydro station; distribution manifold. At the same time, an autonomous system for monitoring the processes of preparation and heating of mixing fluids, including measuring devices, switching, recording and displaying

аппаратуру, световое информационное табло, полностью размещается на оборудовании для приготовления и нагревания жидкостей затворения. Оборудование для приготовления, гомогенизации, механической и гидродинамической активации растворов содержит герметичный бункер большого объема для сухих порошкообразных материалов, оснащенный сборным коллектором для задувания сухих порошкообразных материалов с четырьмя отводами и обратными клапанами, герметичными люками для загрузки сухих порошкообразных материалов, смотровыми окнами по обе стороны бункера, выводами отфильтрованного воздуха в атмосферу, вводами воздуха с пылью сухих порошкообразных материалов в воронки гидравлические, двумя горизонтальными шнеками с автономными гидродвигателями и двумя измерителями частоты вращения шнеков при подаче сухих порошкообразных материалов к воронкам гидравлическим; световое информационное табло для отображения частот вращения шнеков, суммарного расхода порошкообразных материалов, расхода нагнетаемой в воронки гидравлические жидкости затворения и водотвердого отношения; две воронки гидравлические, стационарно смонтированные по обе стороны герметичного бункера; два напорных трубопровода, стационарно смонтированные по сторонам осреднительной емкости, для нагнетания смеси порошкообразных материалов с водой и воздухом от воронок гидравлических в осреднительную емкость; осреднительную емкость большого объема с уклоном днища от кабины автомобиля-вездехода не менее 3°; три вертикальных гидроприводных перемешивателя и регулируемой частотой и направлением вращения; комплексный прибор для измерения плотности, уровня (объема) и температуры приготавливаемых растворов внутри осреднительной емкости; буферную емкость с двумя шиберными заслонками и быстроразъемными соединениями, связанную с осреднительной емкостью двумя патрубками большого диаметра; рециркуляционный насос с приводом от гидродвигателя; гидростанцию; контур промывки осреднительной емкости от приготавливаемых растворов; гидравлические аутригеры. Система контроля и управления процессом цементирования, включающая измерительные устройства, на выходе из скважины в том числе, коммутирующую аппаратуру, световые информационные табло, размещенные на оборудовании комплекса, а также кабельные линии связи, средства сбора, обработки, документирования и отображения измерительной информации, монтируется в специальном автомобиле-вездеходе и образует станцию контроля и управления процессом цементирования компьютеризированную. 1 илл. 3 п.п.ф.equipment, light information board, is completely placed on the equipment for the preparation and heating of mixing liquids. The equipment for the preparation, homogenization, mechanical and hydrodynamic activation of solutions contains a large-capacity pressurized hopper for dry powdered materials, equipped with a prefabricated manifold for blowing dry powdered materials with four taps and check valves, airtight manholes for loading dry powdered materials, inspection windows on both sides of the hopper , outlets of filtered air into the atmosphere, air inlets with dust of dry powder materials in the funnel others, with two horizontal augers with autonomous hydraulic motors and two meters of auger rotation speed when dry powdered materials are fed to hydraulic funnels; light information board for displaying screw speeds, total consumption of powdered materials, flow rate of mixing fluids pumped into the funnels and water-solid ratio; two hydraulic funnels, permanently mounted on both sides of the airtight hopper; two pressure pipelines, stationary mounted on the sides of the averaging tank, for pumping a mixture of powder materials with water and air from hydraulic funnels into the averaging tank; large averaging capacity with a slope of the bottom from the cab of an all-terrain vehicle at least 3 °; three vertical hydraulic agitators and adjustable frequency and direction of rotation; complex instrument for measuring the density, level (volume) and temperature of the prepared solutions inside the averaging tank; a buffer tank with two slide gates and quick-disconnect connections associated with the averaging capacity of two large diameter pipes; recirculation pump driven by a hydraulic motor; hydro station; washing contour of averaging tank from prepared solutions; hydraulic outriggers. The monitoring and control system of the cementing process, including measuring devices, at the well exit including switching equipment, light information boards located on the equipment of the complex, as well as cable communication lines, means for collecting, processing, documenting and displaying measurement information, is mounted in special all-terrain vehicle and forms a computerized cementing control and management station. 1 ill. 3 p.p.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована при строительстве скважин различного назначения, приготовлении и нагнетании разнообразных растворов.The inventive utility model relates to the field of oil and gas production and can be used in the construction of wells for various purposes, the preparation and injection of a variety of solutions.

Цементирование скважин относится к наиболее ответственной операции при строительстве нефтяных и газовых скважин и одновременно решает несколько технологических задач:Well cementing is one of the most critical operations in the construction of oil and gas wells and at the same time solves several technological problems:

- обеспечения длительной изоляции продуктивных нефтегазонасыщенных пластов от прорыва верхних либо нижних вод;- ensuring long-term isolation of productive oil and gas saturated formations from a breakthrough of upper or lower waters;

- предотвращения возможности движения любой жидкости или газа из одного пласта в другой через заколонное пространство скважин (межпластовых перетоков);- preventing the possibility of the movement of any liquid or gas from one formation to another through the annulus of the wells (inter-reservoir flows);

- обеспечения плотного сцепления тампонажных камней как со стенками скважин, так и с обсадными колоннами;- ensuring tight adhesion of grouting stones with both the walls of the wells and with the casing strings;

- исключения заколонных и межколонных нефтегазоводопроявлений;- exclusion of casing and intercolumn oil and gas occurrences;

- изолирования пройденных при бурении маломощных продуктивных пластов с целью- isolating low-productivity reservoirs passed during drilling in order to

- временной их консервации;- their temporary conservation;

- предохранения колонн обсадных труб от смятия их внешним давлением и от коррозии и др.- protection of casing strings from being crushed by external pressure and from corrosion, etc.

Эффективность и качество операций цементирования скважин зависит от многих факторов:The effectiveness and quality of well cementing operations depends on many factors:

- качества подготовки стволов скважин к процессу цементирования - удаления глинистой корки со стенок скважин и глинистой пленки с поверхности обсадных труб;- the quality of preparation of wellbores for the cementing process - removal of clay cake from the walls of the wells and clay film from the surface of the casing;

- качества жидкостей затворения - пресной, соленой воды с различными плотностями, разбавленных минерализованных вод, морской и т.д.;- the quality of mixing liquids - fresh, salt water with different densities, diluted mineralized water, sea water, etc .;

- качества компонентных составов используемых буферных и тампонажных материалов;- the quality of the component compositions of the used buffer and grouting materials;

- совершенства технологии приготовления буферных и тампонажных растворов в соответствии с технологическим регламентом, разрабатываемым для конкретных горно-геологических условий скважины;- the perfection of the technology for the preparation of buffer and cement slurries in accordance with the technological regulations developed for specific mining and geological conditions of the well;

- соблюдения режимов нагнетания растворов в обсадные колонны и продавки их в заколонные пространства скважин с контролем основных параметров этих процессов и др.- compliance with the modes of injection of solutions into casing strings and their pushing into annular spaces of wells with control of the main parameters of these processes, etc.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение эффективности и качества проведения процессов первичного цементирования скважин за счет совершенствования технологии приготовления высококачественных буферных и тампонажных растворов и обеспечения рациональных режимов нагнетания и продавки растворов в скважины с контролем в реальном времени всех основных параметров вышеназванных процессов согласно технологическим регламентам для конкретных горно-геологических условий.The proposed technical solution is aimed at improving the efficiency and quality of the processes of primary cementing of wells by improving the technology for the preparation of high-quality buffer and cement slurries and ensuring rational modes of injection and delivery of solutions into wells with real-time monitoring of all the main parameters of the above processes in accordance with the technological regulations for specific mining -geological conditions.

В применяемых ныне технологиях цементирования скважин базовым параметром, который контролируется и поддерживается в реальном времени, является плотность растворов, однако текущий контроль плотности, определяемой водотвердым соотношением, вовсе не гарантирует получения высококачественных буферных и тампонажных растворов.In current well cementing technologies, the basic parameter, which is monitored and maintained in real time, is the density of the solutions, however, the current control of the density, determined by the water-solid ratio, does not at all guarantee the production of high-quality buffer and cement slurries.

Традиционно в РФ и за рубежом технология приготовления буферных и тампонажных растворов заключается в смешении жидкости затворения и порошкообразных буферных и тампонажных материалов в вакуумных смесительных устройствах, которые фактически приготавливают седиментационно-неустойчивые суспензии, в то время как при совершенной технологии необходимо готовить гомогенизированные седиментационно-устойчивые растворы, обеспечив при этом максимально возможную гидратацию порошкообразных материалов.Traditionally, in the Russian Federation and abroad, the technology for preparing buffer and cement slurries consists in mixing mixing liquid and powdery buffer and cement materials in vacuum mixing devices that actually prepare sedimentation-unstable suspensions, while with advanced technology it is necessary to prepare homogenized sedimentation-stable solutions while ensuring the maximum possible hydration of powdered materials.

В общем виде процесс цементирования укрупнено можно разбить на следующие этапы (которые могут совмещаться во времени):In general, the consolidation process can be divided into the following stages (which can be combined in time):

- подготовка скважины к цементированию (как правило, выполняется силами буровой бригады) с целью качественной промывки заколонного пространства от выбуренной породы;- preparation of the well for cementing (as a rule, performed by the drilling crew) in order to qualitatively flush annular space from the cuttings;

- подготовка компонентов растворов-жидкости затворения, буферного и тампонажных материалов;- preparation of components of solutions-mixing fluid, buffer and grouting materials;

- приготовление буферного и тампонажных растворов;- preparation of buffer and grouting solutions;

- нагнетание в скважину буферного раствора с целью вытеснения из заколонного пространства бурового раствора, очистки стенок скважины и поверхности обсадных труб, соответственно, от глинистой корки и пленки, а также для очистки каверн;- injection of a buffer solution into the well in order to displace the drilling fluid from the annulus, to clean the walls of the well and the surface of the casing, respectively, from clay cake and film, as well as to clean cavities;

- последовательное нагнетание в скважину тампонажных растворов (облегченного - 80÷85% от общего объема и нормальной плотности - 15÷20% от общего объема);- sequential injection of grouting mortars into the well (lightweight - 80 ÷ 85% of the total volume and normal density - 15 ÷ 20% of the total volume);

- нагнетание в скважину продавочной жидкости (через разделительную продавочную резино-металлическую пробку) до посадки пробки на упорное кольцо.- injection of a squeezing fluid into the well (through a separating squeezing rubber-metal plug) before the plug is placed on the thrust ring.

Для нагнетаемых в скважину буферного и тампонажных растворов регламентируются следующие технологические параметры:The following technological parameters are regulated for the buffer and grouting solutions injected into the well:

- плотность растворов и их водотвердые соотношения (В/Т):- the density of the solutions and their water-solid ratio (W / T):

- растекаемость растворов по конусу АзНИИ;- spreadability of solutions along the cone of the AzNII;

- минимально допустимое время начала загустевания тампонажных растворов при заданных температуре и давлении;- the minimum allowable time to start thickening of cement slurries at a given temperature and pressure;

- сроки схватывания тампонажных растворов при заданных температуре и давлении;- the setting time of cement slurries at a given temperature and pressure;

- объемное расширение тампонажных камней за одни либо двое суток водного твердения при заданной температуре;- volumetric expansion of cement stones in one or two days of water hardening at a given temperature;

- прочность тампонажных камней на растяжение при изгибе за одни либо двое суток водного твердения при заданной температуре.- tensile strength of cement stones in bending for one or two days of water hardening at a given temperature.

Соблюдение всех перечисленных выше регламентируемых параметров невозможно без специальной подготовки жидкости затворения и организации эффективного процесса приготовления высококачественных буферного и тампонажных растворов с обязательным контролем параметров и режимов.Compliance with all of the above regulated parameters is impossible without special preparation of mixing fluid and the organization of an effective process for the preparation of high-quality buffer and grouting mortars with mandatory control of parameters and modes.

Комплексное решение перечисленных ранее технологических задач требует создания специализированного многофункционального комплекса оборудования (см., A comprehensive solution to the previously listed technological problems requires the creation of a specialized multifunctional equipment complex (see.

«Новые насосные установки для цементирования нефтяных и газовых скважин». Каталог М: АОЗТ «Нефтемаш» 1997 г., 3 с)."New pumping units for cementing oil and gas wells." Catalog M: AOZT Neftemash 1997, 3 s).

За прототип заявляемого технического решения может быть принят патент РФ на изобретение №2225499 MKU 7 Е 21 В 33/13, выдан 10.03.2004 г., опубл. Бюл. №7 «Комплекс цементирования скважин «Костромич», авт. Халилов М.М.For the prototype of the claimed technical solution, a RF patent for the invention No. 2225499 MKU 7 E 21 B 33/13 may be adopted, issued March 10, 2004, publ. Bull. No. 7 "Complex cementing wells" Kostromich ", ed. Khalilov M.M.

В состав этого комплекса входят передвижные одно- и двухнасосная установки, оборудование для транспортирования на скважину сухих порошкообразных материалов-серийные бункера, переносная воронка гидравлическая для приготовления растворов, осреднительная емкость, оснащенная двумя тихоходными горизонтальными перемешивателями и рециркуляционным насосом, трубопроводная обвязка с запорно-регулирующей аппаратурой, система контроля и управления процессом цементирования.The composition of this complex includes mobile single and double pump units, equipment for transporting dry powdered materials to the well — serial bins, a portable hydraulic funnel for preparing solutions, an averaging tank equipped with two slow horizontal mixers and a recirculation pump, piping with shut-off and control equipment , cementing process control and management system.

Основным недостатком прототипа является то, что он не решает комплексно технологические задачи, необходимые для качественного проведения процесса первичного цементирования и, в частности, не обеспечивает приготовление и нагревание применяемой жидкости затворения в соответствии с требованиями регламента и текущий контроль за процессами приготовления и нагревания, что существенно ухудшает качество приготавливаемых буферного и тампонажных растворов. Используемые в составе известного комплекса цементирования переносная гидравлическая воронка и осреднительная емкость, оснащенная двумя тихоходными горизонтальными перемешивателями и рециркуляционным насосом, не обеспечивают в совокупности высокоэффективную гомогенизацию и мощную механическую и гидродинамическую активацию приготавливаемых буферного и тампонажных растворов.The main disadvantage of the prototype is that it does not solve the complex technological problems necessary for the high-quality implementation of the primary cementing process and, in particular, does not provide for the preparation and heating of the used mixing fluid in accordance with the requirements of the regulations and the current monitoring of the processes of preparation and heating, which is essential degrades the quality of the prepared buffer and cement slurries. The portable hydraulic funnel and averaging tank used in the composition of the well-known cementing complex, equipped with two low-speed horizontal mixers and a recirculation pump, do not together provide highly efficient homogenization and powerful mechanical and hydrodynamic activation of the prepared buffer and grouting mortars.

В связи с изложенным, основной технической задачей заявляемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков прототипа и создание такого комплекса оборудования для цементирования скважин, который позволял бы комплексно решать технологические задачи, необходимые для качественного выполнения процесса первичного цементирования и, в частности, обеспечивал бы приготовление и нагревание различных жидкостей затворения в соответствии с требованиями регламентов, осуществлял бы текущий контроль за процессами приготовления и нагревания, повышая тем самым качество приготавливаемых буферного и тампонажных растворов, производил бы высокоэффективную гомогенизацию и мощную механическую и гидродинамическую активацию приготавливаемых растворов.In connection with the above, the main technical task of the claimed utility model is to eliminate the above disadvantages of the prototype and create such a complex of equipment for cementing wells, which would allow to comprehensively solve the technological problems necessary for the high-quality implementation of the primary cementing process and, in particular, would ensure the preparation and heating various mixing fluids in accordance with the requirements of the regulations, would carry out ongoing monitoring of the cooking processes and heating, thereby increasing the quality of the prepared buffer and cement slurries, would produce highly efficient homogenization and powerful mechanical and hydrodynamic activation of the prepared solutions.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что заявляемый комплекс оборудования для цементирования скважин включает передвижные насосные установки, оборудование для транспортирования на скважину сухих порошкообразных материалов-цементовозы, оборудование для приготовления и нагревания различных жидкостей затворения, оснащенное автономной системой контроля за процессами приготовления и нагревания, оборудование для приготовления, гомогенизации, механической и гидродинамической активации растворов, осреднительную емкость, оснащенную тремя вертикальными гидроприводными перемешивателями с регулируемой частотой и направлением вращения, систему управления процессом цементирования, быстроразборную трубопроводную обвязку с запорно-регулирующей арматурой.The solution of the technical problem is achieved by the fact that the claimed complex of equipment for cementing wells includes mobile pumping units, equipment for transporting dry powdered cement materials to the well, equipment for the preparation and heating of various mixing fluids, equipped with an autonomous system for monitoring the processes of preparation and heating, equipment for the preparation, homogenization, mechanical and hydrodynamic activation of solutions, averaging bone equipped with three vertical agitator hydraulically adjustable frequency and direction of rotation, the process control system cementing Quick-piping system with shut-off and control valves.

Отличительной особенностью передвижных насосных установок является наличие высокопроизводительного пятиплунжерного насоса с компактным и мощным палубным приводом; утепленной кабины машиниста; емкости большого объема на линии всасывания пятиплунжерного насоса; поделенного пополам бака большого объема, оснащенного измерительными устройствами плотности, уровня (объема) и температуры, донными клапанами с гидроприводом, управляемыми из утепленной кабины машиниста и световым информационным табло, размещенным в утепленной A distinctive feature of mobile pumping units is the availability of a high-performance five-plunger pump with a compact and powerful deck drive; insulated driver's cab; large capacity tanks on the suction line of a five-plunger pump; a large tank divided in half, equipped with measuring devices for density, level (volume) and temperature, hydraulically actuated bottom valves controlled from the insulated driver’s cab and a light information board placed in the insulated

кабине машиниста; раздаточного коллектора; автономного перекачивающего центробежного насоса с гидродвигателем; нагнетательного трубопровода с элементом клапанной коробки, вход которой, через обратный клапан, связан с нагнетательными трубопроводами других насосных установок и с измерительным конструктивом, оснащенным измерительными устройствами плотности, расхода (объема), давления и температуры нагнетаемых растворов; светового информационного табло в утепленной кабине машиниста для отображения параметров растворов нагнетаемых через измерительный конструктив, а также приготавливаемых внутри осреднительной емкости, запорно-регулирующей арматуры.driver's cab; distribution manifold; autonomous transfer centrifugal pump with hydraulic motor; a discharge pipeline with an element of a valve box, the inlet of which, through a non-return valve, is connected to the discharge pipelines of other pumping units and to a measuring construct equipped with measuring devices for density, flow (volume), pressure and temperature of the injected solutions; light information board in the insulated driver’s cab to display the parameters of the solutions pumped through the measuring construct, as well as prepared inside the averaging tank, shut-off and control valves.

Отличительной особенностью оборудования для доставки на скважину сухих порошкообразных материалов является использование цементовозов-вездеходов высокой грузоподъемности, обеспечивающих транспортирование сухих порошкообразных материалов, оперативную разгрузку серийных бункеров, дооснащенных специальными патрубками с резьбовыми окончаниями, а также задувание сухих порошкообразных материалов в различные бункера.A distinctive feature of the equipment for delivering dry powder materials to the well is the use of high-capacity cement truck-all-terrain vehicles that transport dry powder materials, prompt unloading of serial bins equipped with special nozzles with threaded ends, and blowing dry powder materials into various bins.

Характерной особенностью оборудования для приготовления и нагревания жидкостей затворения является наличие герметичного бункера большого объема для сухой порошкообразной соли NaCl либо СаСl₂, размещенного на автомобиле-вездеходе большой грузоподъемности и оснащенного герметичными люками для загрузки сухих порошкообразных материалов, смотровыми окнами по обе стороны бункера, двумя горизонтальными шнеками с автономными гидродвигателями для подачи сухих порошкообразных материалов к воронкам гидравлическим; двух воронок гидравлических, стационарно смонтированных по обе стороны герметичного бункера; двух водяных фильтров с напорными трубопроводами, стационарно смонтированных по обе стороны осреднительной емкости, двух напорных трубопроводов, стационарно смонтированных но сторонам осреднительной емкости для нагнетания смеси соли с водой от воронок гидравлических в осреднительную емкость; осреднительной емкости большою объема с уклоном днища от кабины автомобиля-вездехода не менее 3°; теплообменника, стационарно смонтированного внутри осреднительной емкости; комплексного прибора для измерения плотности, уровня (объема) и температуры жидкости затворения внутри осреднительной емкости и светового информационного табло для отображения измеряемых параметров; буферной емкости с двумя шиберными заслонками и быстроразъемными соединениями, связанной с осреднительной емкостью двумя патрубками большого диаметра; рециркуляционного насоса с приводом от гидродвигателя; гидростанции; раздаточного коллектора. При этом автономная система контроля за процессами приготовления и нагревания жидкостей затворения, включающая измерительные устройства, коммутирующую, регистрирующую и отображающую аппаратуру, световое информационное табло, полностью размещается на оборудовании для, приготовления и нагревания жидкостей затворения.A characteristic feature of the equipment for the preparation and heating of mixing liquids is the presence of a large-capacity airtight hopper for dry powdered NaCl or CaCl ₂ salt, mounted _{on a} heavy-duty all-terrain vehicle and equipped with airtight manholes for loading dry powdered materials, viewing windows on both sides of the hopper, two horizontal screws with autonomous hydraulic motors for feeding dry powder materials to hydraulic funnels; two hydraulic funnels, permanently mounted on both sides of the airtight hopper; two water filters with pressure pipelines permanently mounted on both sides of the averaging tank, two pressure pipelines stationary mounted on both sides of the homogenization tank to pump the salt-water mixture from the hydraulic funnels into the homogenizing tank; averaging capacity of a large volume with a slope of the bottom from the cab of an all-terrain vehicle at least 3 °; a heat exchanger permanently mounted inside the averaging tank; a complex device for measuring the density, level (volume) and temperature of the mixing fluid inside the averaging tank and a light information board to display the measured parameters; a buffer tank with two slide gates and quick couplings connected to the averaging tank with two large diameter pipes; recirculation pump driven by a hydraulic motor; hydro power plants; distribution manifold. In this case, an autonomous system for monitoring the processes of preparation and heating of mixing fluids, including measuring devices, switching, recording and displaying equipment, a light information board, is completely placed on equipment for preparing and heating mixing fluids.

Характерной особенностью оборудования для приготовления растворов является наличие герметичного бункера большого объема для сухих порошкообразных материалов (глинопорошка, буферного и тампонажных материалов), размещенного на автомобиле-вездеходе большой грузоподъемности и оснащенного сборным коллектором для задуваемых сухих порошкообразных материалов с четырьмя отводами и обратными клапанами, герметичными люками для загрузки сухих порошкообразных материалов, смотровыми окнами по обе стороны бункера, выводами отфильтрованного воздуха в атмосферу, вводами воздуха с пылью сухих порошкообразных материалов в воронки гидравлические, двумя горизонтальными шнеками с автономными гидродвигателями и двумя измерителями частоты вращения шнеков при подаче сухих порошкообразных материалов к воронкам гидравлическим; светового информационного табло в кабине автомобиля-вездехода для отображения частот вращения шнеков, суммарного расхода порошкообразных материалов, расхода нагнетаемой в гидравлические воронки жидкости затворения и водотвердого отношения; двух воронок гидравлических, A characteristic feature of the equipment for the preparation of solutions is the presence of a large-volume airtight hopper for dry powder materials (clay powder, buffer and grouting materials), mounted on a heavy-duty all-terrain vehicle and equipped with a prefabricated manifold for dry powder powder materials with four branches and check valves, airtight manholes for loading dry powder materials, viewing windows on both sides of the hopper, filtered out air into the atmosphere, air inlets with dust of dry powdered materials into hydraulic funnels, two horizontal augers with autonomous hydraulic motors and two auger speed meters when dry powdered materials are fed to hydraulic funnels; light information board in the cab of an all-terrain vehicle for displaying the rotational speeds of the augers, the total consumption of powdered materials, the flow rate of mixing fluid injected into the hydraulic funnels and the water-solid ratio; two hydraulic funnels,

стационарно смонтированных по обе стороны герметичного бункера; двух напорных трубопроводов, стационарно смонтированных но сторонам осреднительной емкости для нагнетания смеси порошкообразных материалов с водой и воздухом от гидравлических воронок в осреднительную емкость; осреднительной емкости большого объема с уклоном днища от кабины автомобиля-вездехода не менее 3°; трех вертикальных гидропроводных перемешивателей с регулируемой частотой и направлением вращения; комплексного прибора для измерения плотности, уровня (объема) и температуры приготавливаемых растворов внутри осреднительной емкости; буферной емкости с двумя шиберными заслонками и быстроразъемными соединениями, связанной с осреднительной емкостью двумя патрубками большого диаметра; рециркуляционного насоса с приводом от гидродвигателя; гидростанции; контура промывки осреднительной емкости от приготавливаемых растворов; гидравлических аутригеров.permanently mounted on both sides of a sealed hopper; two pressure pipelines permanently mounted on the sides of the averaging tank to pump a mixture of powder materials with water and air from hydraulic funnels into the averaging tank; large averaging capacity with a slope of the bottom from the cab of an all-terrain vehicle at least 3 °; three vertical hydraulic conductive mixers with adjustable frequency and direction of rotation; a complex device for measuring the density, level (volume) and temperature of the prepared solutions inside the averaging tank; a buffer tank with two slide gate valves and quick-disconnect couplings connected to the averaging tank by two large diameter pipes; recirculation pump driven by a hydraulic motor; hydro power plants; washing contour of averaging capacity from prepared solutions; hydraulic outriggers.

Отличительной особенностью осреднительной емкости, размещаемой на автомобиле-вездеходе большой грузоподъемности, является наличие трех вертикальных гидроприводных перемешивателей с регулируемой частотой и направлением вращения; комплексного прибора для измерения плотности, уровня (объема) и температуры приготавливаемых и накапливаемых растворов внутри осреднительной емкости; буферной емкости с двумя шиберными заслонками и быстроразъемными соединениями, связанной с осреднительной емкостью двумя патрубками большого диаметра; рециркуляционного насоса с приводом от гидродвигателя; гидростанции; контура промывки осреднительной емкости от приготавливаемых растворов; гидравлических аутригеров.A distinctive feature of the averaging capacity, placed on a heavy-duty all-terrain vehicle, is the presence of three vertical hydraulic agitators with an adjustable frequency and direction of rotation; a complex instrument for measuring the density, level (volume) and temperature of prepared and accumulated solutions inside the averaging tank; a buffer tank with two slide gate valves and quick-disconnect couplings connected to the averaging tank by two large diameter pipes; recirculation pump driven by a hydraulic motor; hydro power plants; washing contour of averaging capacity from prepared solutions; hydraulic outriggers.

Система контроля и управления процессом цементирования, включающая измерительные устройства, на выходе из скважины в том числе, коммутирующую аппаратуру, световые информационные табло, размещенные на технологическом оборудовании комплекса, а также кабельные линии связи и средства сбора, обработки, документирования и отображения измерительной информации, монтируется в специальном автомобиле-вездеходе и образует компьютеризированную станцию контроля и управления процессом цементирования.The monitoring and control system for the cementing process, including measuring devices, at the exit from the well, including switching equipment, light information boards located on the technological equipment of the complex, as well as cable lines and means for collecting, processing, documenting and displaying measuring information, is mounted in a special all-terrain vehicle and forms a computerized station for monitoring and controlling the cementing process.

Возможность практического осуществления заявляемой полезной модели доказывается успешным использованием в отечественной и зарубежной практике цементирования скважин отдельных видов цементировочного оборудования и комплексов для цементирования скважин.The feasibility of the practical implementation of the claimed utility model is proved by the successful use of certain types of cementing equipment and complexes for well cementing in domestic and foreign practice of cementing wells.

Отличительные признаки, отраженные в формуле полезной модели, могут быть реализованы с помощью средств, используемых в различных областях техники. Они необходимы и достаточны для осуществления заявляемой полезной модели, т.к. обеспечивают решение поставленной выше технической задачи. В дальнейшем, заявляемая полезная модель поясняется примером ее выполнения, схематически изображенном на прилагаемой схеме размещения оборудования комплекса, на которой представлен состав оборудования и которой поясняется принцип работы заявляемого комплекса.Distinctive features reflected in the formula of a utility model can be implemented using tools used in various fields of technology. They are necessary and sufficient for the implementation of the claimed utility model, because provide a solution to the above technical problem. In the future, the claimed utility model is illustrated by an example of its implementation, schematically depicted in the attached layout of the equipment of the complex, which shows the composition of the equipment and which explains the operating principle of the claimed complex.

Комплекс (см. чертеж) включает цементовозы-вездеходы 1-4 грузоподъемностью М≤20 т, установки приготовления жидкости затворения 5, 6, 7, насосные установки 8, 9, 10, установку приготовления раствора 11, осреднительную установку 12, компьютеризированную станцию контроля и управления процессом цементирования 13. Каждая установка приготовления жидкости затворения 5-7 включает бункер 14 объемом V=8,5 м³ с герметичными люками 15, осреднительную емкость 16 объемом V>18 м³, буферную емкость 17, гидроворонки 18, водяные фильтры 19, рециркуляционный насос 20 и раздаточный коллектор 21. Каждая насосная установка 8-10 включает утепленную кабину машиниста 22, палубный дизель 23, пятиплунжерный насос 24, емкость на линии всасывания 24а, клапанную коробку 25, измерительный конструктив 26, левый и правый отсеки бака 27, раздаточный коллектор 28 и перекачивающий насос 29. Осреднительная установка включает осреднительную емкость 30 (V≥24 м³), буферную емкость 31 и The complex (see drawing) includes all-terrain cement trucks 1-4 with a loading capacity of M≤20 t, mixing fluid preparation plants 5, 6, 7, pumping units 8, 9, 10, mortar preparation unit 11, averaging unit 12, a computerized monitoring station and cementing process control 13. Each mixing fluid preparation plant 5-7 includes a hopper 14 with a volume of V = 8.5 m ³ with hermetic hatches 15, an averaging tank 16 with a volume of V> 18 m ³ , a buffer tank 17, a hydraulic funnel 18, water filters 19, recirculation pump 20 and distribution th collector 21. Each pump unit 8-10 includes an insulated driver’s cabin 22, deck diesel 23, five-plunger pump 24, capacity on the suction line 24a, valve box 25, measuring construct 26, left and right tank compartments 27, transfer manifold 28 and transfer pump pump 29. Averaging installation includes averaging tank 30 (V≥24 m ³ ), a buffer tank 31 and

рециркуляционный насос 32. Установка приготовления раствора 11 включает герметичный бункер 33 объемом V=8,5 м³ с герметичными люками 34, сборный коллектор 35, гидроворонки 36, осреднительную емкость 37 (V≥18 м³), буферную емкость 38 и рециркуляционный насос 39.recirculation pump 32. The solution preparation plant 11 includes a sealed hopper 33 with a volume of V = 8.5 m ³ with airtight manholes 34, a collecting manifold 35, hydraulic funnel 36, averaging tank 37 (V≥18 m ³ ), a buffer tank 38 and a recirculation pump 39 .

Компьютеризированная станция 13, включающая кабельные линии связи и средства сбора, документирования и отображения измерительной информации монтируется в специальном автомобиле-вездеходе 40. В систему контроля и управления процессом цементирования входят измерительные устройства на выходе из скважины 41, коммутирующая аппаратура, световые информационные табло, размещенные на технологическом оборудовании комплекса (на чертеже не показаны).A computerized station 13, including cable lines and means for collecting, documenting and displaying measurement information, is mounted in a special all-terrain vehicle 40. The cementing process control and management system includes measuring devices at the outlet of the well 41, switching equipment, and light information boards placed on technological equipment of the complex (not shown in the drawing).

Работа комплекса оборудования для цементирования скважин осуществляется следующим образом.The work of a set of equipment for cementing wells is as follows.

Предварительно (до начала цементирования) готовится требуемый для приготовления буферного и тампонажных растворов и промывки всего оборудования объем соответствующей жидкости затворения. Указанный выше объем приготавливается с использованием одной либо нескольких установок приготовления жидкости затворения 5, 6, 7 и одной насосной установки 8, 9 или 10.Preliminarily (before the start of cementing) the required volume of the corresponding mixing liquid is prepared for the preparation of buffer and grouting mortars and washing of all equipment. The above volume is prepared using one or more mixing liquid preparation units 5, 6, 7 and one pumping unit 8, 9 or 10.

При этом возможны следующие варианты приготовления жидкостей затворения:The following options for the preparation of mixing liquids are possible:

- пресная или морская вода тангенциально нагнетается насосной установкой 8, 9, 10 в водяной фильтр 19 и по напорному трубопроводу направляется в осреднительную емкость 16, где, при необходимости, нагревается с помощью теплообменника до необходимой температуры. Для выравнивания температуры жидкости затворения по всему объему осреднительной емкости 16 используется рециркуляционный насос 20 с приводом от гидродвигателя.- fresh or sea water is tangentially pumped by the pumping unit 8, 9, 10 into the water filter 19 and sent through the pressure pipe to the averaging tank 16, where, if necessary, it is heated by the heat exchanger to the required temperature. To equalize the temperature of the mixing fluid over the entire volume of the averaging tank 16, a recirculation pump 20 is used, driven by a hydraulic motor.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру рециркулируемой жидкости в осреднительной емкости 16, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном на оборудовании 5, 6, 7.The complex device measures the density, level (volume) and temperature of the recirculated liquid in the averaging tank 16, and the measurement results are displayed on a light information board located on the equipment 5, 6, 7.

- сильно минерализованная пластовая вода нагнетается насосной установкой 8, 9, 10 в один из водяных фильтров 19 и по напорному трубопроводу подается в осреднительную емкость 16. Затем в водяной фильтр 19 насосной установкой 8, 9, 10 нагнетается пресная вода, которая также по напорному трубопроводу направляется в осреднительную емкость 16 установки 5, 6, 7.- highly mineralized produced water is pumped by the pump unit 8, 9, 10 into one of the water filters 19 and fed through the pressure pipe to the averaging tank 16. Then, fresh water is pumped into the water filter 19 of the pump installation 8, 9, 10, which is also pumped through the pressure pipe sent to the averaging tank 16 of the installation 5, 6, 7.

Смесь вод в результате рециркуляции осредняется в осреднительной емкости 16, а, при необходимости, нагревается, с использованием теплообменника, до требуемой температуры.The mixture of water as a result of recirculation is averaged in averaging tank 16, and, if necessary, is heated, using a heat exchanger, to the required temperature.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру разбавленной минерализованной воды в осреднительной емкости 16, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном на оборудовании 5, 6, 7.The complex device measures the density, level (volume) and temperature of the diluted mineralized water in the averaging tank 16, and the measurement results are displayed on a light information board placed on the equipment 5, 6, 7.

- тонкомолотая соль NаСI, либо СаСI₂ через герметичные люки 15 засыпается в герметичный бункер 14. Смотровые окна по обе стороны герметичного бункера 14 позволяют визуально контролировать уровень (объем) соли внутри последнего.- finely ground NaCl or CaCl ₂ through sealed hatches 15 is poured into the sealed hopper 14. Inspection windows on both sides of the sealed hopper 14 allow you to visually control the level (volume) of salt inside the latter.

В герметичном бункере 14 соль доставляется на буровую.In an airtight hopper 14, salt is delivered to the rig.

Пресная вода тангенциально нагнетается насосной установкой 8, 9, 10 в водяной фильтр 19 и по напорному трубопроводу заполняет осреднительную емкость 16 и одновременно буферную емкость 17 установки 5, 6, 7.Fresh water is tangentially pumped by the pump unit 8, 9, 10 into the water filter 19 and fills the averaging tank 16 and at the same time the buffer tank 17 of the plant 5, 6, 7 through the pressure pipe.

Буферная емкость 17, посредством шиберной заслонки, быстроразъемного соединения и шланга большого диаметра соединяется с емкостью на линии всасывания 24а насосной установки 8, 9, 10, либо рециркуляционный насос 20, через свой раздаточный коллектор 21, раздаточный коллектор 28 и напорный трубопровод нагнетает пресную воду в отсеки бака 27 насосной установки 8, 9, 10.The buffer tank 17, by means of a slide gate, a quick-disconnect connection and a large-diameter hose, is connected to the tank on the suction line 24a of the pumping unit 8, 9, 10, or the recirculation pump 20, through its distribution manifold 21, the distribution manifold 28 and the pressure pipe, pumps fresh water into compartments of the tank 27 of the pump unit 8, 9, 10.

Пятиплунжерный насос 24 установок насосных 8, 9, 10 забирает пресную воду из емкости на линии всасывания 24а либо из отсеков бака 27 и подает ее под высоким давлением на входы двух воронок гидравлических 18, стационарно смонтированных по обе стороны бункера 14.The five-plunger pump 24 of the pumping units 8, 9, 10 draws fresh water from the tank on the suction line 24a or from the compartments of the tank 27 and delivers it under high pressure to the inlets of two hydraulic funnels 18, permanently mounted on both sides of the hopper 14.

Два горизонтальных шнека (не показаны) с автономными гидродвигателями подают тонкомолотую соль NaCI, либо СаСI₂ в две гидравлические воронки 18.Two horizontal augers (not shown) with self-contained hydraulic motors feed finely ground NaCI or CaCl ₂ into two hydraulic funnels 18.

Смесь соли с водой нагнетается в осреднительную емкость 16 установки 5, 6, 7 по двум напорным трубопроводам, размещенным по обе стороны осреднительной емкости 16, и, при необходимости, нагревается, с использованием теплообменника, до требуемой температуры.A mixture of salt and water is pumped into the averaging tank 16 of the installation 5, 6, 7 through two pressure pipelines located on both sides of the averaging tank 16, and, if necessary, is heated, using a heat exchanger, to the required temperature.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру смеси в осреднительной емкости 16, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном на оборудовании установок 5, 6, 7.The complex device measures the density, level (volume) and temperature of the mixture in the averaging tank 16, and the measurement results are displayed on a light information board located on the equipment of the plants 5, 6, 7.

В процессе рециркуляции смеси пресной воды и соли по одному из вышеописанных контуров пресная вода засолоняется до требуемой регламентом плотности и нагревается до необходимой температуры.In the process of recycling a mixture of fresh water and salt according to one of the above circuits, fresh water is salted to the required density regulation and heated to the required temperature.

Нагревание используемой жидкости затворения до необходимой температуры в любое время года является важным фактором улучшения технологических свойств растворов и физико-механических свойств образующегося тампонажного камня и особенно целесообразно при цементировании скважин, с низкими и нормальными статическими забойными температурами.The heating of the used mixing fluid to the required temperature at any time of the year is an important factor in improving the technological properties of the solutions and the physicomechanical properties of the resulting cement stone and is especially suitable for cementing wells with low and normal static bottomhole temperatures.

Весьма теплоемкие буферный и тампонажный растворы долго остывают в цементируемой низкотемпературной скважине, а поэтому несколько сокращаются сроки загустевания и схватывания указанных растворов и существенно повышается ранняя прочность образующегося тампонажного камня.Very heat-consuming buffer and grouting solutions cool down for a long time in a cemented low-temperature well, and therefore, the thickening and setting time of these solutions is slightly reduced and the early strength of the resulting grouting stone is significantly increased.

При использовании нескольких установок 5, 6, 7 для приготовления требуемого объема соответствующей жидкости затворения, они размещаются таким образом, чтобы их буферные емкости 17 посредством шиберных заслонок, быстроразъемных соединений и шлангов большого диаметра сообщались между собой, образуя сообщающиеся сосуды. Кроме того, рециркуляционные насосы 20 каждой установки 5, 6, 7 через раздаточные коллекторы 21 и напорные трубопроводы связываются с раздаточными коллекторами 28 и соответственно баками 27 насосной установки 8, 9, 10 для заполнения отсеков 27 приготовленной жидкостью затворения, и с напорными трубопроводами контуров промывки осреднительных емкостей от приготавливаемых растворов.When using several units 5, 6, 7 to prepare the required volume of the corresponding mixing liquid, they are placed in such a way that their buffer tanks 17 communicate with each other by means of slide gates, quick couplings and large-diameter hoses, forming interconnected vessels. In addition, the recirculation pumps 20 of each installation 5, 6, 7 through the distributing manifolds 21 and pressure pipelines are connected with the distributing manifolds 28 and, accordingly, the tanks 27 of the pumping unit 8, 9, 10 to fill the compartments 27 with the prepared mixing fluid, and with the pressure piping of the washing circuits averaging capacities from prepared solutions.

До приготовления растворов (буферного, тампонажных и др.) первая (8) насосная установка размещается так. чтобы ее емкость на линии всасывания 24а посредством шиберной заслонки, быстроразъемного соединения и шланга большого диаметра соединялась с буферной емкостью 17 установки приготовления жидкости 5, 6, 7.Prior to the preparation of solutions (buffer, grouting, etc.), the first (8) pumping unit is placed as follows. so that its capacity on the suction line 24a by means of a slide gate, a quick disconnect connection and a large-diameter hose is connected to the buffer tank 17 of the liquid preparation unit 5, 6, 7.

Герметичный бункер 33 установки приготовления раствора 11 на базе заполняется сухим порошкообразным буферным материалом через герметичные загрузочные люки 34 либо путем задувания цементовозом 1-4. Задувание осуществляется, через один из четырех отводов с обратным клапаном, связанным со сборным коллектором 35. Смотровые окна по обе стороны герметичного бункера 33 позволяют визуально контролировать уровень заполнения и последующей разгрузки буферного материала.The pressurized hopper 33 of the solution preparation plant 11 at the base is filled with dry powder buffer material through airtight loading hatches 34 or by blowing with a cement truck 1-4. Blowing is carried out through one of four taps with a check valve connected to the collecting manifold 35. The viewing windows on both sides of the airtight hopper 33 allow you to visually control the level of filling and subsequent unloading of the buffer material.

Выводы отфильтрованного воздуха па крыше герметичного бункера 33 (не показаны) позволяют в реальном времени частично отводить воздух в атмосферу.The conclusions of the filtered air on the roof of the sealed hopper 33 (not shown) allow in real time to partially divert air into the atmosphere.

Некоторая часть воздуха с пылью задуваемого буферного материала вводится по трубопроводам (не показаны) в две гидравлические воронки 36, стационарно смонтированные по обе стороны бункера 33.Some of the air with the dust of the blown-out buffer material is introduced through pipelines (not shown) into two hydraulic funnels 36 fixedly mounted on both sides of the hopper 33.

Два горизонтальных шнека (не показаны) с автономными гидродвигателями подают порошкообразный буферный материал в две воронки гидравлические 36; сюда Two horizontal augers (not shown) with autonomous hydraulic motors supply powdery buffer material to two hydraulic funnels 36; here

же пятиплунжерным насосом 24 через клапанную коробку 25 и измерительный конструктив 26 нагнетается готовая к применению жидкость затворения под высоким давлением.the five-plunger pump 24 through the valve box 25 and the measuring construct 26 is pumped ready to use mixing fluid under high pressure.

Смесь порошкообразного буферного материала, жидкости затворения и воздуха с пылью (суспензия) но двум трубопроводам, размещенным по обе стороны осреднительной емкости 37, нагнетается в осреднительную емкость 37 установки.A mixture of powdery buffer material, a mixing liquid and air with dust (suspension) but two pipelines placed on both sides of the homogenizing tank 37 is injected into the homogenizing tank 37 of the installation.

Осреднительная емкость 37, имеющая уклон днища от кабины автомобиля-вездехода не менее 3° и три вертикальных гидроприводных перемешивателя (не показаны) с регулируемой частотой и направлением вращения, связана двумя патрубками большого диаметра с буферной емкостью 38, снабженной двумя шиберными заслонками и двумя быстроразъемными соединениями.Averaging tank 37 having a bottom slope of at least 3 ° from the cab of the all-terrain vehicle and three vertical hydraulic agitators (not shown) with adjustable frequency and direction of rotation is connected by two large diameter pipes with a buffer tank 38 equipped with two gate valves and two quick-disconnect connections .

Суспензия заполняет буферную емкость 38, а из нее забирается рециркуляционным насосом 39 с приводом от гидродвигателя и нагнетается в осреднительную емкость 37 установки 11.The suspension fills the buffer tank 38, and from it is taken by a recirculation pump 39 driven by a hydraulic motor and pumped into the averaging tank 37 of the installation 11.

Достаточно продолжительное и весьма интенсивное перемешивание суспензии в осреднительной емкости 37 с одновременным наращиванием ее объема позволяет получить высококачественный буферный раствор, удовлетворяющий требованиям регламента.Sufficiently long and very intensive mixing of the suspension in the averaging tank 37 with a simultaneous increase in its volume allows one to obtain a high-quality buffer solution that meets the requirements of the regulations.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру буферного раствора в осреднительной емкости 37, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном в утепленной кабине машиниста насосной установки 8.The complex device measures the density, level (volume) and temperature of the buffer solution in the averaging tank 37, and the measurement results are displayed on a light information board located in the insulated driver’s cab of the pumping unit 8.

Приготовленный высококачественный буферный раствор, удовлетворяющий требованиям регламента, нагнетается в обсадную колонну цементируемой скважины 41.The prepared high-quality buffer solution that meets the requirements of the regulation is injected into the casing of the cemented well 41.

С указанной целью буферная емкость 38 связана с емкостью на линии всасывания 24а второй (9) насосной установки посредством шиберных заслонок и быстроразъемных соединений шлангом большого диаметра.For this purpose, the buffer tank 38 is connected with the tank on the suction line 24a of the second (9) pumping unit by means of slide gates and quick disconnect connections with a large diameter hose.

Под действием гидростатического давления в осреднительной емкости 37 приготовленный буферный раствор из буферной емкости 38 перетекает в емкость на линии всасывания 24а насосной установки 9, и пятиплунжерным насосом 24 последней нагнетается в обсадную колонну цементируемой скважины, через клапанную коробку 25 и измерительный конструктив 26.Under the influence of hydrostatic pressure in the averaging tank 37, the prepared buffer solution from the buffer tank 38 flows into the tank on the suction line 24a of the pumping unit 9, and the last five-plunger pump 24 is pumped into the casing of the cemented well, through the valve box 25 and the measuring construct 26.

По окончании, нагнетания в обсадную колонну всего необходимого объема буферного раствора использованное оборудование и напорные линии высокого давления промываются водой.At the end of the injection into the casing of the entire required volume of the buffer solution, the used equipment and pressure lines of high pressure are washed with water.

Для этого два горизонтальных шнека установки 11 отключаются, а пятиплунжерный насос 24 насосной установки 8 осуществляет нагнетание жидкости затворения в две воронки гидравлические 36 под высоким давлением.For this, the two horizontal screws of the installation 11 are turned off, and the five-plunger pump 24 of the pump installation 8 pumps the mixing fluid into two hydraulic funnels 36 under high pressure.

Смесь жидкости затворения, остатков буферного раствора и воздуха по двум трубопроводам, размещенным по обе стороны осреднительной емкости 37, нагнетается в осреднительную емкость 37 установки 11.A mixture of mixing liquid, residual buffer solution and air through two pipelines located on both sides of the homogenizing tank 37 is injected into the homogenizing tank 37 of the installation 11.

Далее вертикальные гидроприводные перемешиватели и рециркуляционный насос 39 промывают осреднительную 37 и буферную 38 емкости установки 11, промываются также емкость линии всасывания 24а пятиплунжерного насоса 24, пятиплунжерный насос 24, элемент клапанной коробки 25, измерительный конструктив 26 и напорные линии высокого давления отработавшей насосной установки 9.Next, the vertical hydraulic drive mixers and the recirculation pump 39 are washed with an averaging 37 and a buffer 38 of the tank of the installation 11, the capacity of the suction line 24a of the five-plunger pump 24, the five-plunger pump 24, the valve box element 25, the measuring structure 26 and the high pressure lines of the spent pumping unit 9 are also washed.

Промытые линии высокого давления вновь подсоединяются к цементировочной головке и подвергаются опрессовке.The washed high pressure lines are reconnected to the cementing head and crimped.

Аналогичным образом осуществляется приготовление высококачественных тампонажных растворов.Similarly, the preparation of high-quality cement slurries.

Герметичный бункер установки 11 заполняется порошкообразным тампонажным материалом путем задувания цементовозами 1-4. Задувание осуществляется последовательно четырьмя цементовозами через четыре отвода с обратными The pressurized hopper of the installation 11 is filled with powdered grouting material by blowing cement trucks 1-4. Blowing is carried out sequentially by four cement trucks through four taps with reverse

клапанами, связанными со сборным коллектором 35 бункера 33. Смотровые окна по обе стороны герметичного бункера 33 позволяют визуально контролировать уровень заполнения и последующей разгрузки тампонажного материала.valves associated with the prefabricated collector 35 of the hopper 33. The viewing windows on both sides of the sealed hopper 33 allow you to visually control the level of filling and subsequent unloading of grouting material.

Освободившиеся от порошкообразного тампонажного материала цементовозы разгружают серийные бункера высасыванием, а затем вновь подключаются для задувания тампонажного материала в бункер 33 установки 11.The cement trucks freed from the powdered grouting material unload the serial hoppers by suction, and then reconnect to blow the grouting material into the hopper 33 of the installation 11.

Выводы отфильтрованного воздуха на крыше герметичного бункера 33 позволяют в реальном времени частично отводить воздух в атмосферу.The conclusions of the filtered air on the roof of the airtight hopper 33 allow in real time to partially divert air into the atmosphere.

Некоторая часть воздуха с пылью задуваемого тампонажного материала вводится по трубопроводам в две воронки гидравлические 36, стационарно смонтированные по обе стороны бункера 33.Some of the air with the dust of the blown-in cement material is introduced through pipelines into two hydraulic funnels 36, which are permanently mounted on both sides of the hopper 33.

Два горизонтальных шнека (не показаны) с автономными гидродвигателями подают порошкообразный тампонажный материал в две воронки гидравлические 36, сюда же пятиплунжерным насосом 24 насосной установки 8 нагнетается приготовленная ранее жидкость затворения под высоким давлением.Two horizontal augers (not shown) with autonomous hydraulic motors feed the powdered grouting material into two hydraulic funnels 36, and the previously prepared high-pressure mixing liquid is pumped into the two hydraulic funnels 36 by the same five-plunger pump 24.

Смесь порошкообразного тампонажного материала, жидкости затворения и воздуха с пылью (суспензия) по двум трубопроводам, расположенным по обе стороны осреднительной емкости 37, нагнетается в осреднительную емкость 37 установки 11.A mixture of powdered grouting material, mixing fluid and air with dust (suspension) through two pipelines located on both sides of the homogenizing tank 37 is injected into the homogenizing tank 37 of the installation 11.

Продолжительное и весьма интенсивное перемешивание суспензии в осреднительной емкости 37 с одновременным наращиванием ее объема обеспечивает получение высококачественного тампонажного раствора, удовлетворяющего требованиям регламента.Prolonged and very intensive mixing of the suspension in the averaging tank 37 with a simultaneous increase in its volume provides a high-quality grouting solution that meets the requirements of the regulation.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру тампонажного раствора в осреднительной емкости 37, а результаты измерения отображаются на световых информационных табло, размещенных в утепленных кабинах машинистов 22 насосных установок 8 и 9.The complex device measures the density, level (volume) and temperature of the cement slurry in the averaging tank 37, and the measurement results are displayed on light information boards located in the insulated cabins of the drivers of 22 pumping units 8 and 9.

Приготовленный высококачественный тампонажный раствор перекачивается из установки 11 в установку осреднительную 12.The prepared high-quality cement slurry is pumped from unit 11 to averaging unit 12.

С указанной целью буферная емкость 38 связана с перекачивающим центробежным насосом 29 насосной установки 9 посредством шиберной заслонки, быстроразъемного соединения и шланга большого диаметра.For this purpose, the buffer tank 38 is connected with the transfer centrifugal pump 29 of the pumping unit 9 by means of a slide gate, a quick disconnect connection and a large diameter hose.

Под действием гидростатического давления в осреднительной емкости 37 приготовленный тампонажный раствор из буферной емкости 38 подается на вход перекачивающего центробежного насоса 29 насосной установки 9.Under the influence of hydrostatic pressure in the averaging tank 37, the prepared cement slurry from the buffer tank 38 is fed to the inlet of the transfer centrifugal pump 29 of the pumping unit 9.

Последний, посредством шланга высокого давления и напорного трубопровода со стороны кабины установки осреднительной 12 нагнетает тампонажный раствор в осреднительную емкость 30.The latter, by means of a high-pressure hose and a pressure pipe from the side of the installation averaging chamber 12 pumps grouting mortar into the averaging reservoir 30.

По мере заполнения осреднительной емкости 30 приготовленным тампонажным раствором включаются в работу три вертикальных гидроприводных перемешивателя (не показаны). Перемешиваемый раствор из осреднительной емкости 30 по двум патрубкам большого диаметра заполняет буферную емкость 31.As the averaging tank 30 is filled with prepared cement slurry, three vertical hydraulic drive mixers (not shown) are put into operation. The mixed solution from the averaging tank 30 through two large diameter pipes fills the buffer tank 31.

Включается в работу рециркуляционный насос 32 с приводом от гидродвигателя, который нагнетает тампонажный раствор в осреднительную емкость 30 установки осреднительной 12.The recirculation pump 32 is driven by a hydraulic motor, which pumps the grout into the averaging tank 30 of the averaging plant 12.

Дополнительное весьма интенсивное перемешивание тампонажного раствора в установке осреднительной 12 с одновременным наращиванием объема последнего способствует существенному улучшению технологических свойств раствора и повышению физико-механических свойств образующегося камня особенно на ранних стадиях его твердения.An additional very intensive mixing of the cement slurry in the averaging unit 12 with a simultaneous increase in the volume of the latter contributes to a significant improvement in the technological properties of the mortar and to increase the physicomechanical properties of the resulting stone, especially in the early stages of its hardening.

Комплексный прибор измеряет плотность, уровень (объем) и температуру тампонажного раствора в осреднительной емкости 30, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном в утепленной кабине 22 машиниста третьей (10) насосной установки.The complex instrument measures the density, level (volume) and temperature of the cement slurry in the averaging tank 30, and the measurement results are displayed on a light information board located in the insulated cabin 22 of the driver of the third (10) pump unit.

После набора большого объема высококачественного тампонажного раствора в осреднительных емкостях 37 и 30 начинается нагнетание его в скважину.After a large volume of high-quality grouting slurry is collected in the averaging tanks 37 and 30, its injection into the well begins.

С этой целью буферная емкость 31 связана, посредством шиберной заслонки, быстроразъемных соединений и шланга большого диаметра с емкостью на линии всасывания 24а пятиплунжерного насоса 24 насосной установки 10. Под действием гидростатического давления в осреднительной емкости 30 тампонажный раствор перетекает в емкость на линии всасывания 24а пятиплунжерного насоса 24 насосной установки 10.To this end, the buffer tank 31 is connected, by means of a slide gate, quick-disconnect connections and a large-diameter hose, to the tank on the suction line 24a of the five-plunger pump 24 of the pumping unit 10. Under the influence of hydrostatic pressure in the averaging tank 30, the cement slurry flows into the tank on the suction line 24a of the five-plunger pump 24 pump unit 10.

Пятиплунжерный насос 24 установки 10 через элемент клапанной коробки 25 с одним отводом и связанный с ним измерительный конструктив 26 для контроля в реальном времени плотности, расхода (объема), давления и температуры, нагнетает приготовленный тампонажный раствор в скважину 41 по одной или двум напорным линиям.A five-plunger pump 24 of installation 10 through an element of the valve box 25 with one outlet and associated measuring construct 26 for real-time monitoring of density, flow rate (volume), pressure and temperature, pumps the prepared cement slurry into the well 41 along one or two pressure lines.

После приготовления всего запланированного объема тампонажного раствора (например, облегченного) последний перекачивается из осреднительной емкости 37 в осреднительную емкость 30, а из осреднительной емкости 30 пятиплунжерным насосом 24 установки 10 нагнетается в скважину с различным расходом.After preparing the entire planned volume of the cement slurry (for example, lightweight), the latter is pumped from the averaging tank 37 to the averaging tank 30, and from the averaging tank 30 with a five-plunger pump 24 of the installation 10 is pumped into the well with different flow rates.

Освободившаяся от предыдущего (например, облегченного) раствора осреднительная емкость 37 используется для приготовления очередного раствора (например, нормальной плотности) и доведения его до требований регламента путем интенсивного перемешивания и за счет рециркуляции.The averaging tank 37 freed from the previous (for example, lightened) solution is used to prepare the next solution (for example, normal density) and bring it to the requirements of the regulation by intensive mixing and due to recirculation.

Приготовленный очередной раствор (например, нормальной плотности) нагнетается в скважину сразу же за предыдущим раствором (например, облегченным) без разрыва во времени.The prepared next solution (for example, normal density) is injected into the well immediately after the previous solution (for example, lightweight) without a time gap.

В данном случае также используется связь суеверной емкости 38 с емкостью на линии всасывания 24а пятиплунжерного насоса 24 насосной установки 9.In this case, the connection of the superstitious tank 38 with the capacity on the suction line 24a of the five-plunger pump 24 of the pumping unit 9 is also used.

Этот пятиплунжерный насос 24 через элемент клапанной коробки 25 с одним отводом и связанный с ним измерительный конструктив 26 для контроля в реальном времени плотности, расхода (объема), давления и температуры, нагнетает очередной раствор в скважину по одной либо двум напорным линиям (см. схему размещения оборудования комплекса).This five-plunger pump 24 through an element of the valve box 25 with one outlet and the associated measuring construct 26 for real-time monitoring of density, flow (volume), pressure and temperature, injects the next solution into the well along one or two pressure lines (see diagram placement of equipment of the complex).

Во время нагнетания в скважину очередного раствора (например, нормальной плотности) осуществляется промывка оборудования установок 12 и 10 от предыдущего раствора (например, облегченного).During injection into the well of the next solution (for example, normal density), the equipment of plants 12 and 10 is flushed from the previous solution (for example, lightweight).

Для этого, подключенный ранее к контуру промывки осреднительной емкости 30 рециркуляционный насос одной из установок 5, 6, 7 нагнетает жидкость затворения либо воду в контур промывки установки осреднительной 12, где направленные на стенки осреднительной емкости потоки воды надежно смывают тампонажный - раствор. Одновременно включаются в работу быстроходные перемешиватели установки 12 и рециркуляционный насос 32.For this, the recirculation pump of one of the units 5, 6, 7, previously connected to the washing circuit of the averaging tank 30, pumps mixing liquid or water into the washing circuit of the averaging tank 12, where streams of water directed to the walls of the averaging tank reliably wash the cement slurry - solution. At the same time, high-speed mixers of installation 12 and a recirculation pump 32 are included in the operation.

В течение некоторого времени осреднительная емкость 30, буферная емкость 31 и другое оборудование установки осреднительной 12 эффективно промывается от предыдущего (например, облегченного) тампонажного раствора.For some time, the averaging tank 30, the buffer tank 31, and other equipment of the averaging tank 12 are effectively washed from the previous (for example, lightened) cement slurry.

Поскольку буферная емкость 31 установки осреднительной 12 связана с емкостью на линии всасывания 24а пятиплунжерного насоса 24 установки насосной 10, суспензия из установки осреднительной 12 перетекает в установку насосную 10 под действием гидростатического давления в осреднительной емкости 30.Since the buffer tank 31 of the averaging unit 12 is connected with the capacity on the suction line 24a of the five-plunger pump 24 of the pumping unit 10, the suspension from the averaging unit 12 flows into the pumping unit 10 under the influence of hydrostatic pressure in the averaging vessel 30.

Пятиплунжерный насос 24 установки насосной 10 через элемент клапанной коробки 25 и измерительный конструктив для контроля параметров нагнетаемых агентов, надежно промывает отсоединенные от цементировочной головки одну либо две напорные линии.The five-plunger pump 24 of the pumping unit 10 through the valve box element 25 and a measuring construct for monitoring the parameters of the injected agents reliably flushes one or two pressure lines disconnected from the cementing head.

После промывки оборудования установки осреднительной 12 и установки насосной 10 одна либо две напорные линии подсоединяются к цементировочной головке, а затем производится заполнение отсеков бака 27 установки насосной 10 продавочной жидкостью.After flushing the equipment of the averaging unit 12 and installing the pumping unit 10, one or two pressure lines are connected to the cementing head, and then the compartments of the tank 27 of the installation unit are pumped with 10 pumping fluid.

Для этого буровой, насос нагнетает продавочную жидкость (буровой раствор) в раздаточный коллектор 28 установки насосной 10 и соответственно в отсеки 27 ее бака.For this drilling, the pump pumps the squeezing fluid (drilling fluid) into the distributing manifold 28 of the pumping unit 10 and, accordingly, into the compartments 27 of its tank.

Два комплексных прибора в отсеках 27 бака измеряют плотность, уровень (объем) и температуру продавочной жидкости, а результаты измерения отображаются на световом информационном табло, размещенном в утепленной кабине 22 машиниста установки насосной 10.Two complex devices in the tank compartments 27 measure the density, level (volume) and temperature of the displacement fluid, and the measurement results are displayed on a light information board located in the insulated cabin 22 of the pumping unit operator 10.

По окончании нагнетания в скважину установкой насосной 9 необходимого объема очередного раствора (например, нормальной плотности) установка насосная 10 страгивает продавочную пробку и приступает к нагнетанию продавочной жидкости в скважину.Upon completion of injection into the well by installing pumping unit 9 of the required volume of the next solution (for example, normal density), installation of pumping unit 10 removes the squeezing plug and proceeds to pumping squeezing fluid into the well.

Одновременно с процессом продавки осуществляется промывка оборудования установок 11 и 9 от очередного раствора (например, нормальной плотности).Simultaneously with the selling process, equipment of plants 11 and 9 is flushed from the next solution (for example, normal density).

С указанной целью отключаются оба горизонтальных шнека установки 11, подающие сухой порошкообразный тампонажный материал к своим гидравлическим воронкам 36, а подача жидкости затворения пятиплунжерным насосом установки насосной 8 в воронки гидравлические 36 не прекращается.For this purpose, both horizontal screws of the installation 11 are turned off, supplying dry powdered grouting material to their hydraulic funnels 36, and the flow of mixing fluid by the five-plunger pump of the installation of pump 8 into the hydraulic funnels 36 does not stop.

Работающие быстроходные перемешиватели (не показаны) и рециркуляционный насос 39 установки 11 обеспечивают эффективную промывку всего оборудования установок 11 и 9, включая отсоединенные от цементировочной головки одну либо две напорные линии.Operating high-speed mixers (not shown) and the recirculation pump 39 of the installation 11 provide an effective flushing of all equipment of the plants 11 and 9, including one or two pressure lines disconnected from the cementing head.

После промывки оборудования установки насосной 9 от очередного тампонажного раствора одна либо две напорные линии подсоединяются к цементировочной головке и производится заполнение отсеков 27 бака продавочной жидкостью. Для этого раздаточные коллекторы установок насосных 10 и 9 связываются рукавами высокого давления. Установка насосная 9 подключается к нагнетанию продавочной жидкости в скважину.After washing the equipment of the pumping unit 9 from the next cement slurry, one or two pressure lines are connected to the cementing head and the tank compartments 27 are filled with squeezing liquid. For this, the distributing manifolds of the pumping units 10 and 9 are connected by high pressure hoses. The pumping unit 9 is connected to forcing the squeezing fluid into the well.

По мере повышения давления в пятиплунжерных насосах 24 установок насосных 9 и 10 производительность последних снижается, а при приближении продавочной пробки к упорному кольцу одна из установок насосных отключается. Другая же осуществляет плавную посадку продавочной пробки на упорное кольцо и производит опрессовку зацементированной обсадной колонны избыточным давлением.As pressure increases in five-plunger pumps of 24 pumping units 9 and 10, the productivity of the latter decreases, and when the squeeze plug approaches the thrust ring, one of the pumping units is turned off. The other performs a smooth fit of the squeeze plug on the thrust ring and crimps the cemented casing with overpressure.

По окончании процесса цементирования оборудование установок насосных 9 и 10, участвующее в нагнетании продавочной жидкости в скважину, промывается водой, подаваемой от раздаточных коллекторов 21 установок 5-7 в раздаточные коллекторы 28 установок насосных 9 и 10 (напорные линии подачи воды для промывки на схеме размещения оборудования комплекса не показаны).At the end of the cementing process, the equipment of pumping units 9 and 10, which is involved in injecting the squeezing fluid into the well, is washed with water supplied from the distributing manifolds 21 of units 5-7 to the distributing manifolds of 28 pumping units 9 and 10 (pressure lines for flushing water for placement in the layout equipment of the complex is not shown).

Claims

1. A set of equipment for cementing wells, containing mobile pumping units, equipment for transporting dry powdered materials, equipment for preparing solutions, a monitoring and control system for the cementing process, a quick-disconnect piping with shut-off and control valves, characterized in that it includes cement all-terrain vehicles carrying capacities for transporting dry powdered materials, prompt unloading of serial bins and dry powder materials into various bins, and also additionally includes equipment for the preparation and heating of the mixing fluid with autonomous control of the processes of preparation and heating and equipment for the preparation, homogenization, mechanical and hydrodynamic activation of the prepared solutions with the current process control and the possibility of controlling it in real time .

2. The complex according to claim 1, characterized in that the equipment for preparing and heating the mixing liquid comprises a hopper for transporting dry powder materials with a metering and supply unit for said materials, an averaging tank equipped with a device for heating the mixing liquid, water filters, a buffer tank, recirculation pump, dispensing manifold and autonomous system for monitoring the density, level (volume) and temperature of the prepared mixing liquid with the output of measurement information to light information board.

3. The complex according to claim 1, characterized in that the equipment for the preparation, homogenization, mechanical and hydrodynamic activation of the prepared solutions includes a hopper for transporting dry powder materials with a metering and supply unit for these materials, a prefabricated collector for blowing dry powder materials into the hopper, equipped with four branches for connecting all-terrain cement trucks and non-return valves, averaging tank equipped with vertical hydraulic mixers with reg adjustable frequency and direction of rotation, buffer tank, recirculation pump, flushing loop of averaging tank from prepared solutions, hydraulic outriggers and a control system for the rotation speeds of metering devices, the total flow rate of dry powder materials, flow rate of the mixing fluid, water-solid ratio, density, flow rate (volume) and temperature of the prepared solutions with the conclusion of the measuring information on the light information boards.