CN1159848A - 扶正器 - Google Patents
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Abstract
扶正器(1)包括由六个刚性部件(4)连接的上环(2)和下环(3)。扶正器(1)装在可下放到偏斜井孔中的套管上。刚性部件(4)被设计成在受到约8t的侧向负载时被压扁。因此如果例如部分井孔坍塌必须抽出套管，则刚性部件将被压扁，从而能在套管上成整件形式回收扶正器(1)。
Description
本发明涉及扶正器。
在钻石油和天然气井期间，往地下钻一个孔。然后将套管下到孔中并在套管和孔之间的环形空间填满水泥。
重要的是在用水泥填塞该环形空间时要基本上保持套管在孔的中央。为此目的，在将套管下到孔中时在套管上安装扶正器。
通常的井孔基本上垂直向下延伸，扶正器包括两个间隔开的可以在套管上滑动的条和许多在条之间延伸并连接于条上的弹簧弓。
如果部分井孔坍塌，必须抽出套管，则当弹簧弓穿过障碍物时，该弹簧弓仅仅是在靠在套管的侧面上，在穿过障碍物后，该弹簧弓又向井孔的侧面膨胀。
近年来对偏斜钻井的要求显著增加。在偏斜钻井中要从现有的垂直孔向外钻一个分孔，该分孔几乎可以是水平的。
由于偏斜钻孔而产生很多问题。问题之一是，带弹簧弓的扶正器不完全适用，因为当套管转入分孔时，弹簧弓不能承受侧向力。另外，弹簧弓一般不会结实到足以将套管定中在几乎水平的孔中。
解决此问题的一个方法是采用具有刚性部件的扶正器而不用带弹簧弓的扶正器。在GB-A-2 171 436和GB-A-682 362中示出这种扶正器的例子。这种扶正器的最大直径稍小于井孔，使得可以容易地沿井孔移动上述扶正器。尽管这种扶正器不如带弹簧弓的扶正器具有普适性，但它们的确提供了相当的定中心作用。
这种扶正器的缺点是，如果部分井孔坍塌，必须抽出套管，则当抽出套管时，一些刚性部件常常破裂。这是极不希望发生的事情，因为裂开的碎片在随后被移到表面上，它阻碍和损伤流体控制装置。
为减轻此问题产生的危害，本发明提供一种扶正器，它装有至少一个刚性部件，当上述扶正器装在套管上时，该刚性部件在承受5～30t侧向负载时基本上不可逆地被压扁在上述套管上。
本发明的扶正器明显地区别于使用刚性部件的先有技术扶正器，因为那些刚性部件是利用例如铝或钢整体浇铸(GB-A-2 171 436)法形成的，或用很坚固的型钢形成的。
在一个实施例中，当刚性部件承受10～25t的侧向负载时该刚性部件便基本上不可逆地压扁在上述套管上。
刚性部件最好在承受18～22t的侧向负载时便基本上不可逆地压扁在上述套管上。
在另一个实施例中，刚性部件在承受5～10t最好是在承受8t的侧向负载时便基本上不可逆地压扁在上述套管上。
在本发明的优选实施例中，刚性部件为大体U形横截面。
在另一个实施例中，刚性部件包括可压扁的材料。在此实施例中，刚性部件最好装有增强件，使得扶正器具有满意的抗拉强度。
增强件可以包括例如金属如钢或铝，虽然它也可以包括塑料。
如果增强件嵌入到可压扁的材料中，则增强件和可压扁的材料之间应加一些粘合剂。如因为某种原因可压扁的材料破裂，则这些粘合剂可阻止碎片与扶正器分离。如果需要，增强件可以形成凸出部和/或加工粘合剂，以增强增强件和可压扁材料之间的粘合作用，从而减小碎片与扶正器分开的可能性。具体地讲，增强件最好与可压扁的材料配合，使其阻止上述刚性部件的碎片与上述扶正器分开。
为了更好地理解本发明，下面参考作为举例的附图，这些附图是：
图1是本发明扶正器一个实施例的垂直横截面图；
图2是图1所示扶正器的侧视图；
图3是沿图2的III-III线截取的水平横剖视图；
图4是本发明扶正器第二实施例的侧视图；
图5是沿图4的V-V线截取的水平横剖视图。
附图中示出一种扶正器，该装置总的用编号1表示。扶正器1包括上环2和下环3，这两个环用6个刚性部件4连接，并使其分开一段距离，这些刚性部件的相应端部分别焊接在上环2和下环3上。
如图1和3所示，各个刚性部件4大体为U形横截面。
在图1～3所示的实施例中，上环2和下环3的最大直径约180mm。每个刚性部件4的最大宽度约45mm，刚性部件4的壁厚约2mm。
在使用时，当套管下到井孔中时，以要求的间隔安装扶正器1。扶正器1最好固定在两个限位环之间，以防止它们沿套管滑动。
在正常使用时，只将套管下到井孔中并加水泥紧固就位，刚性部件4就起定中作用。如果在加水泥之前因某种原因例如部分井孔坍塌需要抽出套管，则只须应用绞车提出套管就行了。
在扶正器被拉过障碍物时，障碍物将作用一个力在扶正器1上。如果力足够大，则刚性部件4不可逆地被压扁，由此增加了扶正器成单件地保留在套管上的可能性。
在使用设计成用20t的侧向负载便可完全压扁的扶正器1的试验中，在完全压扁的表面上可以回收几乎所有的扶正器1，而且形成一整件。
对于所述实施例，可以设想出各种改型。例如，刚性部件4可以为任何合适的横截面例如半圆形、弓形或梯形。如果需要还可以使刚性部件局部地弱化以利于它的压扁。因此，例如刚性部件可以包括用例如环氧树脂粘合的两个大体准直的部分，环氧树脂将这些部分粘合在一起，但制作成在要求的负载下便失灵。
另一种刚性部件包括两个用剪切式锁销连接的大体准直的部分，该锁销被设计成在预定的负载下失效。虽然紧前面所述的两种替代品是在本发明的范围内，但图1～3所述的实施例是优选的，因为已经确认，在刚性部件被压扁之后，其中一些部分很少可能脱离扶正器。在另一实施例中，刚性部件可用可压扁的材料例如多孔材料制作。这种实施例示于图4和5。
图4和5中示出扶正器11，它包括由六个刚性部件14连接的并使其分开一定距离的上环12和下环13。
每个刚性部件14包括用金属例如钢和铝制的薄的增强件15，该增强件嵌入由聚氨酯泡沫16构成的可压扁材料中，每个薄的增强件15的端部焊接在上环12和下环13上。
在使用时，如果扶正器11拉过障碍物，则聚氨酯泡沫16不和逆地被压扁，从而增加了扶正器11成整件地保存在套管上的可能性。聚氨酯泡沫16被设计成在约20t的侧向负载下被不可逆地压扁。
对于图4和5所示的实施例可以设想各种改型，例如增强件15可以分开，并且它与仅由可压扁材料例如聚氨酯泡沫构成的刚性部件14不同。增强件15虽然最好是金属的，但也可以用塑料制作。
但是参照图4和5所述的装置是最好的，因为它提供了用方便的方法将刚性部件14安装在上环12和下环13上。
通过我们的初步工作，我们已经发现，刚性部件最好设计成在小到5～10t的侧向负载下最好是在8t的侧向负载下便基本上不可逆地被压扁在套管上。
Claims (10)
1.一种扶正器(1；11)，它具有至少一个刚性部件(4；14)，其特征在于：当上述扶正器(1；11)装在套管上时，上述刚性部件(4；14)在承受5～30t侧向负载时便基本上不可逆地压扁在上述套管上。
2.如权利要求1所述的扶正器(1；11)，其特征在于：上述侧向负载在10～25t之间。
3.如权利要求2所述的扶正器(1；11)，其特征在于：上述侧向负载在18～22t之间。
4.如权利要求1所述的扶正器(1；11)，其特征在于：上述侧向负载在5～10t之间。
5.如权利要求4所述的扶正器(1；11)，其特征在于：上述侧向负载是8t。
6.如上述任一项权利要求所述的扶正器(1)，其特征在于：上述刚性部件(4)大体为U形横截面。
7.如权利要求1至5中任一项所述的扶正器(11)，其特征在于：上述刚性部件(14)包括可压扁的材料(16)。
8.如权利要求7所述的扶正器(11)，其特征在于：上述刚性部件(14)具有增强件(15)。
9.如权利要求8所述的扶正器(11)，其特征在于：上述增强件(15)包括塑料。
10.如权利要求8或9所述的扶正器(11)，其特征在于：上述增强件(15)与上述可压扁材料(16)配合可防止上述刚性部件(14)的碎片与上述扶正器(11)分离。
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