ЦЕНТРАТОР-ОТКЛОНИТЕЛЬ ПОТОКА КОРОНЧАТЫЙ ДЛЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к оборудованию для оснастки обсадной колонны, а именно центраторам, используемым при креплении скважин малого диаметра, с целью повышения качества их крепления в кавернозных, наклонных и горизонтальных участках ствола скважины.
Известен центратор-турбулизатор потока для обсадной колонны используемый при креплении скважины [1], содержащий полый корпус в виде 2-х колец, спиралевидные центрирующие ребра, жестко закрепленные концами к корпусу и размещенными между центраторами планки с закрепленными к ним скребками.
Известный центратор позволяет отклонить поток цементного раствора при креплении скважины и частично его турбулизировать.
Его недостатком является сложность конструкции и следовательно не технологичность его изготовления. Кроме того он не обеспечивает эффективное центрирование колонны обсадных труб, особенно в наклонных и горизонтальных участках ствола скважин, не исключает прилегание труб к стенкам ствола скважины.
Известен также центратор для обсадной колонны [2], включающий полый корпус бочкообразной формы, рабочая поверхность которой имеет форму эллипсоида, образованного вращением эллипса вокруг его малой оси, а большая ось упомянутого эллипса равна условному диаметру описанной окружности вокруг трехшарошечного долота, которым пробурена скважина, а его малая ось условному диаметру описанной окружности вокруг его шарошки.
Этот центратор по конструктивному исполнению более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.
Он обладает повышенной центрирующей способностью. Однако он сложный по конструкции и не технологичен в изготовлении. Кроме того, он не обеспечивает отклонение турбулизацию потока по вертикали.
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции и технологичности изготовления центратора, а также обеспечение турбулизации потока цементного раствора при креплении скважины.
Поставленная задача решается описываемым центратором включающим полый корпус, концевая часть которого выполнена в виде кольца, а центрирующие элементы выполнены выпуклой формы, разделенные окнами.
Новым является то, что его корпус выполнен в виде патрубка с наклонно выполненными окнами в виде прорези под углом α=25-45 к образующим его наружной поверхности, ограниченными с нижней стороны кольцом, при этом центрирующие элементы, размещенные между
прорезями, выполнены полусферической формы в сечении и жестко закреплены к корпусу с помощью электрической сварки.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид центратора отклонителя потока.
На фиг.2 - сечение по А-А, фиг.1 где видны выпуклые поверхности центрирующих элементов и прорези, выполненные наклонно по отношению к образующей поверхности корпуса.
На фиг.3 - стопор, выполненный в виде одностороннего клин для закрепления центратора к трубе обсадной колонны, вид сбоку.
На фиг.4 - то, же что на фиг.3, вид сверху на наклонную поверхность клина, где видны канавки и выступы, т.е. фиксирующие ребра.
Заявляемый центратор содержит полый корпус 1 (см. фиг.1), выполненный в виде патрубка, к нижнему концу которого жестко
закреплено кольцо 2, например, с помощью электрической сварки, с внутренней кольцевой канавкой 3 для стопора 4, пропускаемого через продолговато выполненные отверстия 5, сообщающие упомянутую проточку с наружным пространством. В корпусе под углом α=25-45 к образующим его наружной поверхности выполнены окна 6 в виде прорезей, ограниченные с нижней стороны кольцом 2, между которыми размещены центрирующие элементы 7. Последние выполнены в виде полусферы в сечении и
закреплены с помощью электрической сварки к наружной поверхности корпуса, в том же направлении, что и прорези.
Работа центратора заключается в следующем.
Его спускают в интервал скважины, где необходимо обеспечить высокое качество центрирования при креплении скважины, предварительно надев на трубы обсадной колонны (обсадная колонна на фиг.не изображена). На трубах обсадной колонны его закрепляют стопорными элементами 4, выполненными в виде одностороннего клина (см. фиг.3) с фиксирующими ребрами 8 па наклонной его поверхности. Его изготавливают из гибкого металла по твердости большей, чем материал трубы обсадной колонны. Закрепление корпуса центратора упомянутым стопорным элементом осуществляют следующим образом. Через отверстие 5 кольца 2 вводят острый конец стопора, направив наклонную его поверхность с фиксирующими ребрами 8 к наружной поверхности трубы. Затем ударами молотка стопор продвигают до полного утопления в кольцевую канавку 3.
В процессе цементирования восходящий поток цементного раствора, проходящий через наклонно выполненные прорези получает частично турбулентное движение, которое усиливается при встрече с центрирующими элементами за счет отклонения потока. Благодаря этому улучшается полнота вытеснения из скважины и от ее кавернозных стенок глинистого раствора и замещение его цементным, способствуя тем самым повышению качества
крепления, образованию цементного камня вокруг обсадной колонны равномерной толщины.
Такая конструкция центратора улучшает проходимость колонны обсадных труб в скважину и спускаемого с ней скважинного оборудования через осложненные интервалы, обеспечивает повышенную проходимость колонны обсадных труб в стволе скважины, улучшает условия промывки в процессе спуска и цементирования скважины. При этом обеспечивается качество крепления скважины за счет придания восходящему потоку цементного раствора вращательного движения, следовательно, и разобщения пластов.
Источники информации:
1. Патент Р.Ф. №2159839, М. кл. 7 Е 21 В 17/10, Б.И. №33, 2000 г.
2. Патент Р.Ф. №2176718, М. кл. 7 Е 21 В 17/10, Б.И. №34, 2001 г. (прототип)
3. Патент Р.Ф. №2190079, М. кл. Е 21 В 15/10, Б.И. №27, 2000г.