СТОПОРНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ ЦЕНТРАТОРА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для закрепления элементов технологической оснастки, в частности центраторов, на колонне труб, спускаемой в скважину с зенитным углом более 45°.
Известен стопорный элемент для закрепления центраторов к обсадной колонне (см. руководящий документ АО "Татнефть", РД 39-0147585-152-97, введенной в действие с 01.01.98 г.), представляющий из себя болт с заостренным концом, ввинчиваемый в отверстие с резьбовой нарезкой в стопорной муфте или муфтовой части, спускаемого в скважину оборудования.
Известно также стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (см. тот же источник РД 39-0147585-152-97 АО "Татнефть"), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в упомянутую проточку, после установки кольца на трубе колонны витого стопорного элемента с выполненными на нем фиксирующими ребрами. Это устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.
Общим недостатком вышеприведенных аналогов является недостаточная надежность фиксирования технологической оснастки, поскольку фиксирующие ребра имеют ограниченную сопрягаемую поверхность с телом трубы колонны, вследствие чего на практике имеются случаи сползания с места установки фиксирующего оборудования в процессе спуска колонны труб в скважину.
Известно также стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (см.патент РФ №2190079, МПК 7Е21В 19/00, 17/10, опубл. БИ №27, 27.09.2002 г.), содержащее ограничительное кольцо с внутренней канавкой и радиальными окнами для ввода в канавку стопорного плоского одностороннего клина, на наклонной поверхности которого в продольном направлении выполнены фиксирующие ребра в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму.
Известное устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. В нем недостатки аналогов частично устранены, однако и оно не лишено недостатков. Так, как показал многолетний опыт использования ограничительного кольца со стопорным элементом на месторождении нефти Татарстана есть случаи смещения с места установок оснасток обсадной колонны, снабженных ограничительными кольцами, в связи с недостаточной надежностью закрепления как ограничительного кольца к трубам обсадной колонны, так и самих оснасток, в частности, центраторов, турбулизаторов отклонителей и др. Объясняется это тем, что при прохождении проблемных участков ствола скважины, таких как уступы, желоба, большой зенитный угол при спуске обсадной колонны в скважину нагрузки на систему крепления ограничительного кольца и оснасток обсадной колонны значительно превышают расчетные усилия страгивания стандартных центраторов и ограничительных колец и других оснасток с мест закрепления.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение сопротивляемости закрепленных центраторов или других оснасток обсадной колонны, к усилию страгивания с места их закрепления, следовательно, повышение надежности закрепления оснасток обсадной колонны.
Поставленная техническая задача решается описываемым стопорным кольцом для центратора обсадной колонны, включающим внутренние канавки и радиальное окно для ввода в канавки стопорного одностороннего клина, на наклонной поверхности которого в продольном направлении выполнены фиксирующие ребра в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму.
Новым является то, что кольцо по ширине выполнено не менее 30 мм, при этом внутренняя канавка выполнена по обе стороны от окна по форме и размерам стопорного клина, а напротив указанного окна в стенке кольца выполнено радиальное отверстие с резьбой под полый стопорный болт с внутренним отверстием под шестигранный ключ.
Приведенные рисунки поясняют суть представленной полезной модели, где на фиг.1 изображено стопорное кольцо с радиальными окнами и с внутренними канавками. На фиг.2 - стопорный клин, вид с боку. На фиг.3 - вид сверху на наклонную поверхность стопорного клина, где видны фиксирующие ребра, вид по стрелке А. На фиг.4 - стопорное кольцо, закрепленное на трубе обсадной колонны над жестким центратором для увеличения степени сопротивляемости последнего усилию страгивания с места его установки, где видна головка стопорного болта. На фиг.5 - один из фрагментов закрепления стопорного кольца к трубе обсадной колонны стопорными клинами, пропущенными через одного из окон.
В стопорном кольце 1 (см. фиг.1) шириной выбранной 30 мм выполнены внутренние канавки 2 и 3 (см. фиг.1 и 5), расположенные по обе стороны в противоположных направлениях от окна 4 для забивания через его в упомянутые выше канавки стопорного клина 5 (см. фиг.2). При значении ширины кольца менее 30 мм приводят к существенному ослаблению его прочностных характеристик. А увеличение ширины кольца более 30 мм может привести к неоправданному увеличению расхода металла при сохранении его надежности. Последний выполнен плоским и односторонним. На его наклонной поверхности 6 (см. фиг.2 и 3) в продольном направлении выполнены фиксирующие ребра 7 в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму. Канавки 2 и 3 выполнены по форме и размеры стопорного клина 5 эксцентричной механической обработкой, при этом окно 4 выполнено на уровне средней линии кольца. Напротив указанного окна на этом же уровне выполнено отверстие 8 с резьбой 9 под полый стопорный болт 10 с внутренним отверстием 11 под шестигранный ключ (ключ на фиг. не изображен).
Его устанавливают в наиболее ответственных местах скважины, например, в зоне продуктивного пласта с целью предотвращения смещения центраторов обсадной колонны с места их установки, а также в наклонных скважинах с зенитным углом более 45°. Для этого сначала к наращиваемой трубе 12 обсадной колонны одевают стопорное кольцо 1 и закрепляют его стопорными клинами в следующей последовательности. Через окно 4, сообщающее наружное пространство с канавками 2 и 3 вводят острый конец стопорного клина 5, направив наклонную его плоскость с фиксирующими ребрами 7 к поверхности трубы (см. фиг.5). Затем ударами молотка клины продвигают до полного утопления в канавки 2 и 3 в противоположных направлениях (см. фиг.5). При этом фиксирующие ребра и сам клин по мере движения в поступательном направлении, прогибаясь по канавке, охватывают наружную поверхность трубы и врезаясь в ее тело, как это изображено на фиг.5. Далее шестигранным ключом завинчивают стопорный болт 10 в отверстие 8 с резьбой 9 до отказа и с натягом.
Затем на эту же трубу 12 одевают центратор 13 (см. фиг.4), установив его вплотную к стопорному кольцу и закрепляют его стопорными клинами по выше описанной схеме, как и при закреплении стопорного кольца
Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.
Такое конструктивное выполнение стопорного кольца позволит обеспечить дополнительную повышенную надежность к страгивающим усилиям центраторов, или других оснасток при спуске в скважину обсадной колонны и, следовательно, предотвратить смещение их с места установки, что в конечном итоге приведет к качественному цементированию скважины.
На дату подачи заявки стопорное кольцо изготовлено в заводских условиях. Его промысловые испытания дали положительные результаты.