ЦЕНТРАТОР ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ ВНУТРИ ОСНОВНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
CENTRALISER FOR CENTERING AUXILIARY CASING PIPE INSIDE MAJOR CASING PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к центрирующим не свариваемым устройствам для центрирования дополнительной обсадной колонны труб, в том числе и безмуфтовых, спускаемых в основную обсадную колонну, и способам их изготовления.
В процессе эксплуатации скважин происходит износ ее обсадной колонны (3-4 нарушения по всей длине обсадной колонны), например, вследствие коррозии или некачественного цементирования в процессе строительства скважины, в связи с чем возникает необходимость восстановления работоспособности скважины, поэтому внутрь основной обсадной колонны от забоя до устья спускают дополнительную обсадную колонну меньшего диаметра, которая перекрывает все интервалы нарушения обсадной колонны. После чего производят цементирование дополнительной обсадной колонны в скважине, причем типоразмер дополнительной обсадной колонны, спускаемой внутрь изношенной обсадной колонны, подбирают с возможностью максимального сохранения проходного сечения скважины. Предложенная конструкция центратора может применяться как в составе муфтовой дополнительной обсадной колонны труб, так и в безмуфтовой.
Применение безмуфтовой дополнительной обсадной колонны труб вместо муфтовой дополнительной обсадной колонны труб позволяет значительно сохранить проходное сечение скважины. Так например, если в изношенную 146 мм обсадную колонну труб можно спустить муфтовую колонну труб с максимальным диаметром 102 мм, оснащенную центраторами с последующим цементированием, то в эту же изношенную 146 мм обсадную колонну труб можно спустить 120 мм безмуфтовую дополнительную колонну труб с последующим цементированием, так как у безмуфтовой колонны труб в целом наружный диаметр колонны меньше, чем у обычной дополнительной обсадной колонны труб из-за отсутствия в ее составе муфт.
Известен «Центратор» (см. патент US №6435275, МПК Е21В 17/10, опубл. 20.08.2002), включающий цилиндрический корпус из полиамида с зафиксированными на его поверхности наклонными ребрами из полиамида, с внутренним диаметром цилиндрического корпуса большим, чем наружный диаметр центрируемой обсадной колонны, с диаметром образующей ребер меньшим, чем внутренний диаметр центрируемой колонны.
Недостатками данного центратора являются:
во-первых, ребра центраторов расположены под большими углами по отношению к образующей цилиндрического корпуса, что затрудняет прохождение жидкости вдоль обсадной колонны;
во-вторых, направление наклона ребер не сориентировано относительно направления вращения труб при свинчивании дополнительной обсадной колонны, что может вызвать отворачивающий момент при монтаже обсадной колонны.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Центратор для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны» (см. патент RU №2263760, МПК 7 Е21В 17/10, опубл. Бюл. №31 от 10.11.2005), включающий цилиндрический корпус из полиамида с не менее чем 4 ребрами, каналами между ребрами, с внутренним диаметром цилиндрического корпуса большим, чем наружный диаметр центрируемой обсадной колонны, с диаметром образующей ребер меньшим, чем внутренний диаметр центрируемой колонны, при этом ребра расположены под углом 10-20° по отношению к образующей цилиндра корпуса, а направление наклона ребер выполнено с возможностью отклонения потоков жидкости в каналах при протекании жидкости снизу вверх в направлении вращения труб при свинчивании дополнительной обсадной колонны.
Способ изготовления центраторов заключается в изготовлении цилиндрического корпуса с наклонными ребрами, зафиксированными с корпусом по внутренней плоскости.
Недостатками данного центратора и способа его изготовления являются:
во-первых, высокая материалоемкость, так как цилиндрический корпус и ребра выполнены из полиамида;
во-вторых, большая площадь поперечного сечения центратора, что значительно сужает проходное сечение скважины после спуска в изношенную основную обсадную колонну дополнительной колонны малого диаметра;
в-третьих, небольшая пропускная способность межреберных каналов, что увеличивает сопротивление потока закачиваемого цементного раствора и ухудшает качество цементирования;
в-четвертых, невозможно установить на безмуфтовую дополнительную обсадную колонну, вследствие отсутствия муфт.
Технической задачей изобретения является снижение материалоемкости и уменьшение площади поперечного сечения центраторов, что позволит применить их в составе безмуфтовых дополнительных колонн труб с сохранением большего проходного сечения дополнительной колонны труб в скважине, а также увеличение пропускной способности межреберных каналов, что позволит снизить сопротивление потока закачиваемого цементного раствора и улучшит качество цементирования.
Поставленная задача решается центратором для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны, включающим корпус с ребрами, закрепленными на его поверхности.
Новым является то, что корпус выполнен в виде двух разрезных колец, соосно сориентированных по разрезам и закрепляемых на концах продольно установленных ребер, два из которых зафиксированы на краях разреза, с возможностью фиксации относительно друг друга при установке на поверхности дополнительной обсадной колонны и сжатии разреза.
Эта задача решается также способом, включающим изготовление корпуса с ребрами и фиксацию его на теле дополнительной обсадной колонны, спускаемой в основную обсадную колонну.
Новым является то, что корпус изготавливают в виде двух разрезных колец, соосно сориентированных по разрезам, а продольно установленные ребра по концам фиксируют снаружи колец так, чтобы два ребра были расположены на концах разреза колец, после чего центратор устанавливают на теле трубы дополнительной обсадной колонны, сжимают разрезы колец, при этом ребра, расположенные на краях разрезов, жестко фиксируют между собой, закрепляя центратор на поверхности дополнительной обсадной колонны
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
На фиг.1 изображен предлагаемый центратор для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны.
На фиг.2 изображен предлагаемый центратор для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны в поперечном сечении А-А.
Центратор для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны (на фиг.1 и 2 не показано) включает корпус (см. фиг.1), выполненный в виде двух разрезных колец 1 и 1', соосно сориентированных по разрезам и закрепляемых на концах продольно установленных ребер 2, из которых два 3 и 3' зафиксированы на краях разреза 4, с возможностью фиксации, например сваркой, относительно друг друга при установке на теле дополнительной обсадной колонны 5 и сжатии разреза 4. Также фиксация может быть произведена пайкой или клеевым составом. На нижних и верхних концах ребер 2; 3; 3' и разрезных колец 1 и 1' выполнены скосы 6 и 6'.
Способ изготовления центратора заключается в том, что в зависимости от длины дополнительной колонны труб, спускаемой внутрь изношенной обсадной колонны и от кривизны скважины (подбирается для каждой скважины индивидуально), на трубной базе отбираются несколько труб (например, каждая четвертая труба из спускаемых в скважину, то есть при длине одной трубы 10 метров, при средней длине безмуфтовой дополнительной обсадной колонны труб 2000 метров отбирается 50 труб) из состава дополнительной обсадной колонны.
Сначала изготавливают два разрезных кольца 1 и 1' (см. фиг.1 и 2), после чего соосно ориентируют их по разрезу 4 относительно друг друга. Далее снаружи на кольца 1 и 1' продольно (параллельно разрезу 4) (см. фиг.1) устанавливают не менее трех ребер 2 (см. фиг.2) под углом 90° между ребрами 2, после чего фиксируют, например, с помощью сварки ребра 2 на нижнем и верхнем концах разрезных колец 1 и 1'. Далее также снаружи на кольца 1 и 1' устанавливают продольно непосредственно на краях разреза 4 (с обеих сторон разреза) два ребра 3 и 3' и также фиксируют, например, с помощью сварки ребра 3 и 3' на нижнем и верхнем концах разрезных колец 1 и 1'. Затем центратор устанавливают на теле трубы дополнительной обсадной колонны 5 отобранной для установки центраторов. Далее сжимают, например, с помощью хомутов разрезы 4 разрезных колец 1 и 1', при этом ребра 3 и 3', расположенные на краях разрезов 4, между собой жестко фиксируют, например, с помощью сварки, закрепляя центратор на поверхности дополнительной обсадной колонны 5. Аналогично производят установку центраторов на остальные отобранные трубы дополнительной обсадной колонны. В предложенной конструкции количество ребер равно четырем, что является оптимальным с точки зрения качества центрирования и наличия межреберных каналов 7 между ребрами 2 для прохождения жидкости, в том числе и цементного раствора. Далее отобранные трубы (см. фиг.1) с установленными на них центраторами вместе с остальными трубами завозят на скважину (на фиг.1 и 2 не показано), где муфтами закрепляют между трубами дополнительной обсадной колонны и спускают в скважину внутрь изношенной обсадной колонны (на фиг.1 и 2 не показано) согласно плана проведения работ, с последующим цементированием.
Предлагаемый центратор для центрирования дополнительной обсадной колонны внутри основной обсадной колонны и способ его изготовления позволяет снизить материалоемкость, так как в качестве корпуса используется два разрезных кольца, а уменьшение площади поперечного сечения центраторов позволит применить их в составе безмуфтовой дополнительной обсадной колонны с сохранением большего диаметра проходного сечения скважины. Размещение ребер центратора непосредственно на теле трубы дополнительной обсадной колонны увеличивает пропускную способность межреберных каналов, что позволит снизить сопротивление потока закачиваемого цементного раствора и улучшит качество цементирования.