Патент на изобретение №2159839
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЦЕНТРАТОР-ТУРБУЛИЗАТОР ДЛЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ
(57) Реферат: Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и направлено на повышение качества крепления их в кавернозных, наклонных и горизонтальных участках ствола скважины. Центратор включает полый корпус, выполненный в виде двух колец, соединенных между собой спиралевидными центрирующими ребрами, между которыми размещены упругие планки со скребками. На концах центратора с наружной стороны выполнены сквозные отверстия с резьбовой нарезкой под крепежные шпильки, рабочий конец которых выполнен в виде заостренного раструба. Изобретение, благодаря предлагаемой конструкции, характеризуется меньшей металлоемкостью, а кроме этого, обеспечивает повышение качества цементирования кавернозного участка ствола за счет турбулизации восходящего потока цементного раствора. 4 ил. Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и найдет применение при центрировании колонны обсадных труб при креплении преимущественно в наклонных и горизонтальных скважинах. Известно устройство для центрирования колонны обсадных труб в скважине (см. патент РФ N 1528892, кл. 5 E 21 B 17/10, опубл. в БИ N 8, 94 г.), содержащее центрирующие планки с ограничителем прогиба в виде волнообразной складки, и установленные по концам планок муфты. При этом основания склонов и склоны волнообразной складки расположены под острым углом к продольной оси центрирующей планки. Известен также центратор для обсадной колонны (см. а.с. РФ N 1633084, кл. E 21 B 17/10, опубл. в БИ N 9, 91 г.), содержащий корпус в узлом крепления в нижней части, центрирующие ребра, сужающиеся к нижнему торцу. При этом корпус выполнен в виде втулки пятикратного поперечного сечения с тангенциальными отверстиями над углом крепления для турбулизации потока цементного раствора. Общим недостатком известных центраторов является то, что они сложны по конструкции, а также то, что они обладают низкой эффективностью центрирования колонны обсадных труб особенно в наклонных и горизонтальных участках ствола скважин, поскольку не исключают прилегания труб к стенкам ствола скважины. Известен также центратор для обсадной колонны, который включает корпус со спиралевидными центрирующими ребрами и крепежные элементы в виде шпилек, рабочий конец которых выполнен в виде заостренного раструба, при этом шпильки размещены в сквозных отверстиях с резьбовой нарезкой, выполненных в корпусе центратора (см. патент Англии N 2285649, кл. E 21 B 17/10, 1995). Этот центратор является наиболее близким аналогом по отношению к заявленному. Часть недостатков, присущих другим аналогам, в нем устранены. Однако он металллоемок. Кроме того, центрирующие ребра не обеспечивают полное замещение бурового раствора цементным в кавернозном участке ствола скважины из-за недостаточной турбулизации восходящего потока. Задачей настоящего изобретения является создание новой конструкции центратора, лишенного приведенных выше недостатков. Поставленная цель достигается описываемым центратором, включающим полый корпус со спиралевидными центрирующими ребрами и крепежные элементы. Новым является то, что его корпус выполнен в виде двух колец и снабжен расположенными между центрирующими ребрами спиралевидными планками с закрепленными к ним скребками, при этом сквозные отверстия с резьбовой нарезкой под крепежные шпильки, выполнены в кольцах центратора. По мнению авторов, приведенные отличительные признаки удовлетворяют критерию “изобретательский уровень” поскольку на дату составления заявки аналогичные устройства с такими отличительными признаками в доступных источниках научно-технической, а также патентной документации не обнаружены и позволяют получить новый положительный эффект, несвойственный известным центраторам, заключающийся в снижении металлоемкости, упрощение конструкции при сохранении надежности и прочностных свойств, также в эффективности его использования в любых скважинах, в улучшении качества цементирования колонны в кавернозном участке ствола скважины за счет более полного вытеснения из этого участка бурового раствора цементным раствором при цементировании колонны. Приведенные чертежи поясняют суть изобретения, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого центратора, турбулизатора; на фиг. 2 – сечение по А-А на фиг. 1, где видны сквозные отверстия с резьбовыми нарезками. На фиг. 3 – изображен общий вид шпильки с заостренным концом в виде раструба. На фиг. 4 – часть планки со скребками. Центратор-турбулизатор содержит корпус, выполненный в виде двух колец 1 и 2 со спиралевидными ребрами 3 (см. фиг. 1), последние могут быть выполнены за одно целое с корпусом, например, путем литья или закреплены к нему сваркой. Такое выполнение конструкции центратора обеспечивает максимальный контакт цементного раствора с телом обсадной трубы, на котором закрепляют центратор (обсадная труба на фиг. не изображена). Между центрирующими ребрами установлены спиралевидные упругие планки 4 со скребками 5, жестко закрепленные к корпусу, болтами или сваркой. Центратор по выступающим концам скребков за ребра в сечении больше, чем диаметр скважины с целью усиления эффекта турбулизации восходящего потока и обеспечения, тем самым, более полного замещения бурового раствора цементным в каверзном участке ствола. На кольцах центратора с наружной стороны выполнены сквозные отверстия 6 с резьбовыми нарезками 7 под стопорные шпильки 8, с помощью которых центратор крепится к наружной стенке обсадной колонны. Их изготавливают из стали, твердость которой больше, чем твердость материала обсадной колонны. Концевые части каждой из шпилек выполнены в виде заостренного раструба 9, а другой конец – под ключ или с пазом под отвертку. Работа центратора заключается в следующем. Перед спуском в скважину его одевают на обсадную трубу и шпильками 8 крепят, завинчивая их в отверстия 6 с усилием так, чтобы заостренные их концы врезались в тело обсадной трубы. Затем центратор вместе с колонной обсадных труб опускают в интервал скважины, где требуется обеспечить качественное цементное кольцо в заколонном пространстве, например, в кавернозных, наклонных и горизонтальных участках ствола. В процессе спуска за счет упругости планок 4 и скребков 5 последние прогибаясь утапливаются в зазоры между центрирующими ребрами, принимая диаметр скважины. При достижении центратора кавернозного участка скважины скребки 5 выпрямляясь занимают первоначальное положение и заходят в каверны. В процессе цементирования тампонажный раствор, попадая из трубного пространства в затрубное и проходя между спиралевидными ребрами 3, получает турбулентное движение. При этом эффект турбулизации усиливается за счет наличия скребков, обеспечивая тем самым более полное замещение бурового раствора тампонажным и исключая опасность включения в цементное кольцо бурового раствора. А спиралевидные ребра обеспечивают армирование цементного камня, вокруг обсадных труб, что приводит к высокому качеству разобщения пластов. Благодаря такому выполнению конструкции центратора достигается высокое качество цементирования обсадной колонны, снижается его металлоемкость, упрощается конструкция, повышается эксплуатационная надежность скважины. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 17.11.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003
Извещение опубликовано: 20.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
