Башмак колонный: назначение, конструкция и технические параметры
Башмак колонный элемент обсадной колонны, устанавливаемый на её нижнем конце для направления ствола скважины, защиты башмака колонны от механических повреждений при спуске и обеспечения герметичного перекрытия затрубного пространства. Конструктивно представляет собой патрубок с резьбовым соединением на верхнем конце и коническим или ступенчатым наконечником на нижнем. Изготавливается из сталей групп прочности Д, К, Е по ГОСТ 632-80 или API 5CT.
Конструктивные особенности и материалы
Колонные башмаки оснащаются обратным клапаном (тарельчатого или шарового типа), предотвращающим обратное поступление цементного раствора и пластового флюида в колонну. Корпус башмака имеет внутреннюю фаску для облегчения прохождения геофизических приборов и инструментов. Для агрессивных сред применяются башмаки с уплотнительными кольцами из нитрила (NBR) или фторэластомера (FKM), обеспечивающими герметичность при температурах от 50 до +150 C.
Типы колонных башмаков
- БКМ башмак колонный муфтовый, с резьбой НКТ или ОТТМ, для кондукторов и промежуточных колонн.
- БКП башмак колонный с патрубком под сварку, для эксплуатационных колонн в условиях высоких давлений.
- БКЦ башмак колонный цементировочный, с центратором и направляющей насадкой для улучшения качества цементирования.
- БКС башмак колонный с самозаклинивающимся обратным клапаном, для наклонно-направленных и горизонтальных скважин.
Технические характеристики
| Тип башмака | Диаметр, мм | Резьба | Группа прочности | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| БКМ-146 | 146 | ОТТМ | Д | 25 |
| БКП-168 | 168 | НКТ | К | 32 |
| БКЦ-245 | 245 | ОТТМ | Е | 20 |
Области применения
Колонные башмаки используются при строительстве нефтяных и газовых скважин, в том числе:
- Кондукторы и направляющие колонны для изоляции верхних водоносных горизонтов.
- Промежуточные колонны при бурении в зонах аномально высоких пластовых давлений.
- Эксплуатационные колонны в добывающих и нагнетательных скважинах.
- Хвостовики для крепления нижнего интервала ствола.
Условия эксплуатации
Башмаки колонные работают в условиях циклических нагрузок при спуско-подъёмных операциях, воздействия бурового раствора с абразивными частицами и цементного камня. Для скважин с высоким содержанием сероводорода (HS) применяются башмаки из сталей с ограниченной твёрдостью (HRC 22) по NACE MR0175. В многолетнемёрзлых породах используются башмаки с термостойкими уплотнениями до 60 C.
Вопросы и ответы
Чем отличается башмак колонный от башмака обсадной колонны?
Термины взаимозаменяемы. Башмак колонный стандартное обозначение элемента обсадной колонны, устанавливаемого на её нижнем конце.
Какой материал используется для изготовления колонных башмаков?
Основной материал сталь групп прочности Д, К, Е по ГОСТ 632-80 или API 5CT. Для коррозионностойких исполнений применяются легированные стали 20Х13 или 30ХМА.
Какое рабочее давление выдерживает башмак колонный?
Рабочее давление зависит от типоразмера и группы прочности: от 20 до 35 МПа для стандартных исполнений, до 50 МПа для усиленных.
Как проверяется герметичность башмака колонного?
Герметичность проверяется опрессовкой водой или азотом при давлении, превышающем рабочее на 25%, с выдержкой не менее 5 минут.