ЦЕНТРАТОР

Полезная модель относится к оборудованию для добычи нефти и газа и предназначена для центрирования колонны обсадных труб или скважинного фильтра перед их цементацией в скважине.
Известна колонна обсадных труб, по А. Св. №870666, содержащая центратор, состоящий из жесткого корпуса, упругих центрирующих элементов и эластичных вставок.
Конструкция центратора, применяемого для центрирования в скважине обсадной колонны достаточно сложная, он состоит из нескольких деталей, изготовленных с высокой точностью, ненадежен в работе и имеет высокую себестоимость.
Известна колонна обсадных труб по А. Св. СССР №126656, содержащая трубы с резьбовыми участками на концах, соединенные резьбовыми муфтами и центраторы, установленные между резьбовыми муфтами.
Недостатки этой конструкции: сложность, высокая стоимость, металлоемкость конструкции.
Известен центратор по патенту РФ на полезную модель №67168, прототип, который содержит втулку с ребрами на ее наружной поверхности и устройство крепления центратора к колонне труб. При этом устройство для крепления центратора к колонне труб выполнено в виде по меньшей мере одного фиксирующего винта, установленного в резьбовом отверстии. Применение центратора с ребрами, выполненными вдоль его оси приводит к самопроизвольному развинчиванию труб колонны при ее спуске в скважину. Ребра, выполненные в виде пружинных пластин, тем более способствуют развинчиванию или прихвату колонны при ее спуске в скважину.
Задача создания полезной модели предотвращение развинчивания элементов колонны труб при ее спуске в скважину.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что центратор, содержащий втулку с ребрами и устройство его крепления к колонне труб, при этом устройство для крепления центратора к колонне труб выполнено в виде, по меньшей мере, одного фиксирующего винта, установленного в резьбовом отверстии, а ребра выполнены по винтовой линии, направление которой выполнено противолположным направлению резьб, выполненных на элементах колонны труб. Резьбовое отверстие может быть выполнено в ребре. Резьбовое отверстие может быть выполнено во втулке. Ребра могут быть выполнены заодно со втулкой. Ребра могут быть приварены к втулке. Ребра могут быть выполнены пустотелыми. Ребра имеют заходные фаски. Центратор может быть выполнен из стали или из алюминия, или из композиционного материала.
Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью.
Наличие новизны подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обосновывается тем, что для реализации изобретения требуются стандартные недефицитные материалы: стать, алюминий, а для изготовления требуется стандартное оборудование. Например, изготовление центраторов возможно двумя способами: методом литья с последующей механической обработкой для нарезания внутренней резьбы или методом механической обработки на токарных и фрезерных станках. Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1…6, где:
- на фиг.1 приведен основной вид центратора,
- на фиг.2 приведен разрез А-А центратора с фиксирующими винтами в ребрах,
- на фиг.3 приведен разрез А-А центратора с фиксирующими винтами во втулке,
- на фиг.4 приведен разрез А-А центратора с ребрами выполненными отдельно,
- на фиг.5 приведен разрез А-А центратора с ребрами, приваренными к втулке, с фиксирующими винтами в них,
- на фиг.6 приведен разрез А-А центратора с пустотелыми ребрами,
Центратор (фиг.1…6) содержит втулку 1 с ребрами 2 и устройство для крепления центратора 3. При этом устройство для крепления центратора 3 к элементам колонны труб 4 (т.е. к обсадным трубам и/или скважинным фильтрам, соединенным с трубами, образующими колонну) выполнено в виде, по меньшей мере одного фиксирующего винта 5, установленного в резьбовое отверстие «Б». Резьбовое отверстие «Б» может быть выполнено либо в ребре 2 (фиг.2, 5) или во втулке 1 (фиг.3, 4 и 6). Возможен вариант, когда ребра 2 выполнены отдельно от втулки и приварены к ней (фиг.4-6), при этом фиксирующие винты 5 могут быть выполнены или во втулке 1 (фиг.4, 6), или в ребрах 2 (фиг.5). Ребра 2 могут быть выполнены пустотелыми (фиг.6) с полостью «В» внутри. Элементы колонны труб 4 свинчиваются между собой по резьбам «Г», имеющим как правило одинаковое направление (правая резьба).
Центратор может быть изготовлен из любого материала, способного работать в условиях скважины: стали или алюминия, или композиционного материала.
Σ
При сборке в составе колонны обсадных труб втулку 1 надевают на элемент колонны труб 4 и фиксируют на ней устройством для крепления центратора 3 (фиксирующими винтами 5). При спуске колонны обсадных труб или скважинного фильтра в скважину центраторы ориентируют обсадную трубу по центру скважины и уменьшают вероятность ее прихвата. Кроме того, предложенная конструкция фиксатора предотвращает развинчивание элементов колонны труб 4 друг относительно друга (фиг.1). Это происходит за счет того, что при спуске колонны в скважину на ребра 2 центратора действует сила R, которую можно разложить на осевую Ro и окружную составляющую - Ra. Окружная составляющая силы Ra создает момент вращения Мкр, который поворачивает нижний элемент колонны 4 с центратором по часовой стрелке (если смотреть снизу), т.е. дополнительно завинчивает нижний элемент на верхний элемент колонны 4 (для правых резьб).
Применение полезной модели позволит:
1. Предотвратить развинчивание элементов колонны труб при ее спуске в скважину.
2. Упростить конструкцию обсадной колонны.
3. Уменьшить число деталей в компоновке обсадной колонны.
4. Предотвратить осевое смещение центратора.
5. Снизить себестоимость оборудования для добычи нефти и газа, в том числе стоимость центратора.
6. Упростить конструкцию центратора.
7. Облегчить сборку обсадной колонны.