Для закрепления неустойчивых интервалов обсадная колонна должна быть заранее подготовлена. Трубы в необходимом количестве для крепления на заданную глубину заранее свинчиваются попарно. Если в скважине будут работать бурильные трубы СБТМ, обсадные трубы соединяют ниппелями. Для работы бурильных труб СБТН и ЛБТН предпочтительнее безниппельное соединение обсадных труб «труба в трубу». На нижний конец обсадных труб навинчивают башмак - утолщенное (в допустимых пределах) кольцо с внутренней конусностью. Внутренность труб шаблонируется путем пропускания отрезка трубы - шаблона следующего смежного диаметра, чтобы выявить помятости и исключить нахождение в трубах металлической стружки, которая иногда остается внутри после нарезания резьбы. Для спуска на трубу навинчивают переходник П1 с ниппелем замка, на который одевают наголовник и элеватор. Вместо элеватора можно использовать вертлюг-пробку, которую ввинчивают в переходник. На устье обсадные трубы удерживаются с помощью трубного хомута. Иногда вместо переходника на верхнем конце закрепляют второй хомут. Тогда используется не элеватор, а серьга со стропами в виде кольца каната. Спущенные в скважину колонны тампонируют (цементируют) для того, чтобы предотвратить выход жидкости и песка из-за труб и исключить размывание перекрытых трубами пород промывочной жидкостью. Колонны могут цементироваться полностью или только в нижней части. В первом случае надежность изоляции повышается, но трубы не могут быть извлечены для повторного использования или утилизации. Во втором - незацементированная часть колонны может быть отрезана труборезом выше цементного камня и извлечена из скважины по окончании бурения. Без цементирования обсадная колонна может быть применена только для перекрытия непоглощающих, но сильно трещиноватых скальных (не размываемых) пород при условии, что башмак колонны размещен в нижележащих монолитных породах. Для тампонирования обсадных колонн используют различные способы, показанные на рис. 1. Направляющую колонну, которая имеет небольшую длину, тампонируют по схеме а. В скважину заливают тампонажный раствор. Колонну труб, закрытую снизу деревянной пробкой опускают в скважину, заполняя промывочной жидкостью. Тампонажный раствор выдавливается в затрубное пространство. При необходимости колонну догружают гидравликой станка. При большой длине колонны такой способ неприемлем, т.к. время спуска колонны может оказаться больше времени начала схватывания цемента. По схеме б тампонируют нижнюю часть обсадных колон. Тампонажный состав доставляется в призабойную зону в колонковых трубах или закачивается через бурильные трубы, после чего предварительно опущенная и подвешенная над забоем обсадная колонна устанавливается на свое место. По истечении заданного времени тампонажный камень в трубах разбуривают. Длина зацементированной части обычно не менее 3 - 5 м. Длинные колонны обсадных труб тампонируются по схеме в. Для этого в нижней части колонны устанавливают пакер, в скважину через пакер закачивают буферную жидкость, затем расчетное количество тампонажного раствора и буферной продавочной жидкости. Ниже пакера обязательно должно находиться некоторое количество буферной жидкости, т.к. пакер сохраняется в трубах до окончания схватывания цемента.
При тампонировании по схеме г нижняя часть колонны снабжается втулкой из легкоразбуриваемого материала с обратным клапаном. Бурильная колонна может соединяться со втулкой на резьбовом незатягивающемся соединении (типа отсоединительного переходника). Колонну труб опускают в скважину, подливая в нее промывочную жидкость. Затем внутрь опускают бурильную колонну и соединяет ее со втулкой. Закачивают расчетное количество тампонажного раствора и продавочной жидкости. Затем вращением влево отсоединяют колонну, промывают и поднимают. Схемы дне предусматривают систему герметизации верха обсадной колонны. По схеме д тампонируют все кольцевое пространство скважины или большую его часть. Колонна обсадных труб снабжается в нижней части подпружиненным обратным клапаном, изготовленным из легко разбуриваемого материала. Расчетное количество тампонажного материала заливают периодически в колонну в процессе ее спуска, затем помещают в трубы разделительную пробку и верх колонны закрывают крышкой с манометром. 'Тампонажный раствор продавливают в кольцевой зазор с помощью бурового насоса или цементировочного агрегата при загерметизированном устье скважины с использованием продавочной жидкости. После завершения тампонирования задвижка герметизирующего устройства устья закрывается. Тампонирование по этой схеме возможно, если время начала схватывания тампонажного раствора будет существенно больше времени, необходимого для спуска обсадной колонны. По схеме е тампонирование выполняется следующим образом. Спускают обсадную колонну, содержащую в нижней части обратный клапан и упорное стоп-кольцо. В процессе спуска колонну периодически заполняют буферной жидкостью. Затем на поверхность буферной жидкости укладывают нижнюю разделительную пробку, которая имеет сквозное отверстие, перекрытое мембраной. После этого при загерметизированной колонне обсадных труб закачивают расчетное количество тампонажного раствора, на его поверхность укладывают вторую, верхнюю разделительную пробку и закачивают расчетное количество продавочной жидкости. Нижняя пробка, дойдя до стоп-кольца, останавливается. Мембрана в нижней пробке разрушается, и тампонажный раствор продавливается в затрубное пространство. Давление на цементировочном насосе в начальный период закачки сначала несколько уменьшается за счет разности гидростатических давлений внутри колонны и в затрубном пространстве, а с момента выхода в кольцевое пространство начинает расти. В момент схождения пробок наблюдается скачок давления, сигнализирующий о'необходимости отключения насоса. Задвижку на герметизаторе устья закрывают, и колонну оставляют под давлением до затвердения тампонажного раствора. Тампонирование по схемам д и е распространено при бурении скважин на нефть и газ. Для повышения эффективности тампонирования следует стремиться к увеличению кольцевого зазора и повышению скорости вытеснения тампонажного раствора, так как иначе раствор не распространится по всему зазору. При значительной длине колонны обсадных труб и наличии в разрезе пористых проницаемых пород необходимо использовать тампонажные растворы с пониженным водоотделением. Необходимые объемы тампонажного раствора и продавочной жидкости вычисляют по формулам, приведенным в подразделе 11.8. Для изоляционных работ на больших глубинах с целью экономии труб применяют потайные колонны. Длина колонны должна быть такой, чтобы ее низ и верх находились в устойчивых породах. После спуска всей колонны в скважину ее соединяют с колонной бурильных труб переходником на левой резьбе. На расстоянии 3 - 5м от забоя спуск останавливают, закачивают тампонажный раствор и погружают колонну до забоя аналогично схеме б на рис. 11.1. При перекрытии слабопроницаемых зон расчет количества раствора ведется для закрепления колонны на всю длину. При перекрытии зон полного поглощения тампонирование может не достигнуть цели, т.к. раствор уйдет на уровне подошвы зоны. В этом случае закачку ведут из расчета закрепления только нижней части колонны, а верх колонны изолируют отдельно. Изоляция верхнего конца потайной колонны является сложной задачей, т.к. необходимо создать препятствия для предотвращения утечки раствора в проницаемую зону. Для этого в верхней части колонны устанавливают утолщенные ниппели, укрепляют пружинящие пластины для задержки наполнителя тампонажного раствора. Достаточно эффективным является установка специального ниппеля с недовернутой резьбой, на котором одета резиновая манжета. При вращении труб резьба доворачивается, а манжета сжимается и перекрывает зазор. После рассоединения обсадной и бурильной колон на верхнюю часть потайной колонны устанавливают деревянную пробку. В затрубное пространство под давлением закачивают тампонирующую смесь с наполнителями. Давление создается за счет перекрытия скважины над колонной пакером. После выдержки, необходимой для затвердевания смеси, деревянную пробку разбуривают, а верхний конец труб развальцовывают специальной конусной фрезой, чтобы избежать его повреждений при спуске бурового снаряда. Затем переходят к дальнейшей углубке скважины.