ЦЕНТРАТОР ДЛЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и найдет применение при центрировании колонны осадных труб при креплении скважин.
Известно устройство для центрирования колонны обсадных труб в скважине (см. патент Р.Ф. №1528892, 5 Е 21 В 17/10, опубл. в Б.И. №8, 1994 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. Р.Ф. №1633084, 5 Е 21 В 17/10, опубл. в Б.И. №9, 1991 г.), содержащий корпус с узлом крепления в нижней части, центрирующие ребра, сужающиеся к нижнему торцу. При этом корпус выполнен в виде втулки пятигранного поперечного сечения с тангенциальными отверстиями над узлом крепления для турбулизации потока цементного раствора.
Общим недостатком известных центраторов является сложность конструкции, низкая эффективность центрирования колонны в наклонном участке ствола и недостаточная турбулизация жидкости. Они в основном находят применение только в вертикальных скважинах, поскольку в наклонных и горизонтальных скважинах имеется опасность прилегания труб к стенкам ствола скважины.
Известен также центратор для обсадной колонны фирмы «Бейкер» страны США (см. рекламный проспект фирмы «Бейкер», А-96, стр.20), содержащий полый корпус, выполненный в виде двух колец со спиралевидными центрирующими ребрами.
В этом центраторе перечисленные выше недостатки, присущие аналогам, устранены, однако он металлоемок, требует крепежные элементы сложной конструкции, а также то, что его центрирующие ребра не обеспечивают полное замещение бурового раствора цементным в кавернозном участке ствола скважины из-за недостаточной турбулизации восходящего потока.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков.
Поставленная задача достигается описываемым центратором, включающим полый корпус, выполненный в виде двух колец, соединенных между собой спиралевидными центрирующим ребрами.
Новым является то, что корпус выполнен удлиненным с наружной поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса с продольными разрезами, и с выполненным внутренним и наружным резьбовыми нарезками и снабжен втулкой с внутренними резьбовыми нарезками, в ответ на наружные резьбовые нарезки корпуса, образующую с корпусом цангу для фиксации центратора на стенке трубы обсадной колонны, при этом корпус дополнительно снабжен крыльями для турбулизации восходящего потока цементного раствора, закрепленными под углом к центральной оси корпуса, при чем на наружной стенке втулки выполнены пазы под ключ для ее завинчивания.
По мнению авторов, приведенные отличия существенны, поскольку в доступных источниках технической и патентной литературы они не обнаружены и позволяют получить новый положительный эффект несвойственный известным центраторам, заключающийся в снижении металлоемкости, упрощении конструкции при сохранении надежности и прочностных свойств, в повышении надежности фиксации его на колонне обсадных труб, а 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 глинистого бурового раствора цементным раствором.
Приведенные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого центратора, в частичном разрезе, где видна удлиненная часть корпуса перед завинчиванием втулки.
На фиг.2 - сечение по А-А фигуры 1.
Центратор для обсадной колонны содержит полый корпус 1 (см. фиг.1), выполненный в виде двух колец 2 и 3 верхний и нижний соответственно, со спиралевидным центрирующим ребрами 4. Последние могут быть выполнены за одно целое с корпусом путем литья или закреплены к нему сваркой. Между центрирующим ребрами в корпусе предусмотрены продолговатые окна 5 для обеспечения контакта цементного раствора с телом обсадной трубы 6, на котором закрепляют центратор.
Корпус 1 выполнен удлиненным, наружная поверхность которого выполнена в виде усеченного конуса с внутренними и наружными резьбовыми нарезками 7 и 8 соответственно. В пределах удлиненной части корпуса выполнены разрезы 9 (см. фиг.2). В ответ на наружные резьбовые нарезки 8 удлиненной части корпуса на внутренней конической поверхности втулки 10, выполняющей роль гайки, выполнена резьбовая нарезка 11. Втулка 10 вместе с удлиненной частью 12 корпуса образуют цангу, обеспечивающую надежную фиксацию центратора на трубе 6 обсадной колонны.
Для завинчивания втулки 10 к удлиненной части корпуса на его наружной поверхности выполнены пазы 13 и 14 под ключ.
С целью усиления эффекта турбулизации восходящего потока цементного раствора и тем самым обеспечения более полного замещения глинистого бурового раствора тампонажным в кавернозном участке ствола скважины корпус снабжен крыльями 15 и 16, закрепленными на сварке под углом к центральной оси центратора.
Центратор работает следующим образом.
Сначала его одевают на спускаемые трубы 6 обсадной колонны и в необходимом месте закрепляют его с помощью втулок 10 и 17, завинчиванием их на удлиненные части l2 корпуса. При этом части 18 корпуса разделенные разрезом 9 под усилием завинчивания деформируются и прижимаются к стенкам трубы 6 и своими внутренними резьбами врезаются в ее тело. Так происходит надежная фиксация центратора на трубах обсадной колонны.
Затем колонну обсадных труб с центраторами спускают в скважину в интервалы где требуется обеспечить качественное цементное кольцо в затрубном пространстве. Вследствие образования цементного камня равной толщины вокруг обсадной трубы в зоне расположения центратора качество разобщения пластов получается высокой.
В процессе цементирования тампонажный раствор попадая из трубного пространства в затрубное и проходя между спиралевидными ребрами 4 получает турбулентное движение. При этом эффект турбулизации усиливается за счет наличия крыльев 15 и 16, тем самым обеспечивается более полное замещение бурового раствора тампонажным, уменьшается вероятность включения в цементное кольцо бурового раствора.
Технико-экономическое преимущество предлагаемой полезной модели заключатся в следующем.
Благодаря предлагаемому конструктивному выполнению центратора обеспечивается надежное закрепление центратора к трубам обсадной колонны, качественное цементирование, упрощается конструкция, снижается металлоемкость, повышается эксплуатационная надежность скважины.