КОЛЬЦО СТОПОРНОЕ - СКРЕБОК ПРОВОЛОЧНЫЙ КС-СП

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для закрепления устройств технологической оснастки, в частности центраторов, на колонне труб, спускаемой в скважину с зенитным углом более 45°.
Известно стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (см.патент РФ №2190079, МПК 7 Е21В 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.
Многолетний опыт использования ограничительного кольца со стопорным элементом на месторождении нефти Татарстана показал ненадежность фиксирования его к трубам обсадной колонны в скважинах с зенитным углом более 45°, поскольку имеются случаи смещения с места его установок, а также наружных оснасток обсадной колонны. 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.
Известно также кольцо стопорное (см. патент Р.Ф. на полезную модель №109197, 7 Е21В 19/00, 17/10 опубл. в Б.И. №28, 10.2011 г.) с радиальными отверстиями с резьбами под полый стопорный болт с внутренним фигурным отверстием под шестигранный ключ.
Известное кольцо стопорное по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. В нем недостатки аналога частично устранены и нашло широкое применение на нефтяных промыслах Республики Татарстан и в других регионах Р.Ф. - в Оренбургской и Самарской областях и в Западной Сибири, а также в Республике КОМИ. Однако резервы улучшения его технических характеристик еще имеются, например, оно нуждается в повышении надежности разобщения пластов в зоне расположения выше перечисленных технических средств, а также в повышении качества цементирования в осложненных разрезах скважины.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение надежности крепления оснасток обсадной колонны, разобщения пластов, а также повышении качества цементирования осложненных разрезов скважины.
Поставленная техническая задача решается описываемым кольцом стопорным с радиальными отверстиями с резьбами под полый стопорный болт с внутренним фигурным отверстием под шестигранный ключ.
Новым является то, что оно выполнено составным из двух колец -наружное и внутреннее, выполненные ступенчатыми, внутреннее кольцо установлено с образованием кольцевого зазора с меньшей ступенью наружного кольца, в котором размещены скребки из стальной закаленной проволоки с изогнутыми концами, пропущенными наружу через радиальные отверстия стенки меньшей ступени наружного кольца, и выполненные в шахматном порядке, при этом напротив отверстий для стопорных болтов на внутренней стенке внутреннего кольца выполнены выступы из твердого сплава по его образующей методом напыления или наплавления.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображено кольцо стопорное - скребок проволочный в продольном разрезе, где видны ступенчато выполненные наружное и внутреннее кольца,кольцевой зазор между ними, а также скребки из стальных проволок, размещенные в упомянутом зазоре.
На фиг.2 - сечение по А - А по фигуре 1, где видны наружное и внутреннее кольца, выступы на внутренней стенке внутреннего кольца и радиальные отверстия с резьбами под стопорные болты.
На фиг.3 - один из вариантов расположения кольца стопорного относительно центратора обсадной колонны, которое установлено вплотную к верхнему торцу центратора, готовые к использованию, фотоснимок.
На фиг.4 - полый стопорный болт и односторонний клин для закрепления центратора к трубе обсадной колонны, фотоснимок.
Кольцо стопорное выполнено составным из двух колец 1 и 2 -наружное и внутреннее соответственно (см. фиг.1 и 2), выполненные ступенчатыми. Внутреннее кольцо 2 установлено с образованием кольцевого зазора 3 своей большей ступенью 4 с меньшей ступенью 5 наружного кольца. В указанном кольцевом зазоре 3 размещены скребки 6 из стальной закаленной проволоки с изогнутыми концами 7, пропущенные наружу через радиальные отверстия 8 стенки меньшей ступени 5 наружного кольца 1, и выполненные в шахматном порядке (см. фиг.3), следовательно и скребки расположены в том же порядке. Со стороны большей ступени 9 наружного кольца выполнены радиальные отверстия 10 с резьбами 11 под стопорный полый болт 12 с внутренним фигурным отверстием под шестигранный ключ для завинчивания стопорного болта (шестигранный ключ на фиг. не изображен). Напротив отверстий 10 с резьбами для стопорных болтов 12 на внутренней стенке внутреннего кольца 2 выполнены выступы 13 по его образующей методом твердосплавного напыления или наплавления. Фиксирование кольца на трубе обсадной колонны не исключает использование и одностороннего клина 14 вместо стопорных болтов, как это предусмотрено закрепление центраторов 15, изображенное на фиг.3.
Стопорное кольцо доставляют в скважину в комплекте с наружной оснасткой колонны, а его место установки определяют в зависимости от ихвида. Например, при использовании его в комплекте с центраторами с турбулизирующими потока ребрами его устанавливают сверху центратора вплотную стороной скребками к верхнему торцу его корпуса, как это показано на фиг.3.
Затем, после фиксирования центратора клинами 14, осуществляют фиксирование и кольца полыми стопорными болтами 12, завинчивая их в радиальные отверстия 10 с резьбами с помощью шестигранного ключа до отказа. При этом выступы из твердосплавного материала, нанесенного на противоположной стороне стенки внутреннего кольца 2 от стопорных болтов, контактируя наружной поверхностью трубы колонны дополнительно повышают сопротивляемость закрепленных центраторов и стопорного кольца к усилию страгивания с места их установки, обеспечивая тем самым качественное цементирование скважины с зенитным углом более 45° и в продуктивных интервалах разреза, а также облегчая прохождение центратора через проблемные участки ствола.
В процессе спуска колонны в скважину скребки 6 из стальной проволоки, соприкасаясь стенками ствола скважины, разрушают структуру фильтрационной корки на проницаемых участках ствола и загущенного бурового раствора в застойных зонах ствола скважины, а после цементирования они обеспечивают образование армированного цементного кольца, что дает возможность предупредить растрескивание его при механических нагрузках в условиях эксплуатации скважины. При этом в комплект входящий центратор с турбулизирующими ребрами обеспечивают получение турбулентного движения потока, благодаря чему улучшается также полнота вытеснения из скважины и от кавернозных стенок ствола остатков глинистого раствора и замещение его цементным, тем самым повышая качество цементирования, образованию цементного кольца вокруг обсадной колонны равномерной толщины за счет уменьшения эксцентриситета (смещения осей) колонны относительно оси скважины.