RU164522U1

RU164522U1 - CENTRAL CENTER

Info

Publication number: RU164522U1
Application number: RU2015140098/05U
Authority: RU
Inventors: Ренат Ардинатович Нугайбеков; Анвар Габдулмазитович Яруллин; Эдуард Владимирович Валиков; Сергей Николаевич Белоусов; Ильсур Саяхович Гараев; Ринат Нафисулович Валиулин; Фарида Зявдатовна Хайруллина
Original assignee: Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп"
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2016-09-10

Abstract

Центратор для обсадной колонны, содержащий втулку в виде двух цилиндрических колец, жестко соединенных центрирующими ребрами, выполненными выпуклыми сфероидной формы и наклонно спиралевидно, установленную на обсадной трубе, и снабженный ограничителями перемещения втулки, неподвижно установленными на обсадной трубе по обе стороны от концов втулки, отличающийся тем, что втулка установлена с возможностью вращения и продольного перемещения, ограничители перемещения втулки выполнены в виде муфты и колец, при этом кольца зафиксированы винтами в резьбовых отверстиях, а втулка с центрирующими ребрами выполнена методом литья.Centralizer for a casing string containing a sleeve in the form of two cylindrical rings rigidly connected by centering ribs made convex of a spheroidal shape and obliquely helical, mounted on the casing pipe and provided with limiters for moving the sleeve fixedly mounted on the casing pipe on both sides of the ends of the sleeve, different the fact that the sleeve is mounted for rotation and longitudinal movement, the movement limiters of the sleeve are made in the form of a coupling and rings, while the rings are fixed wines in the threaded holes, and the sleeve with centering ribs is made by casting.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам наружной оснастки обсадной колонны, в частности к центраторам.The utility model relates to equipment for drilling oil and gas wells, and in particular to means of external rigging of a casing string, in particular to centralizers.

Известен центратор для обсадной колонны, содержащий корпус с узлом крепления в нижней части, центрирующие ребра, сужающиеся к нижнему торцу, при этом корпус выполнен в виде втулки пятикратного поперечного сечения с тангенциальными отверстиями над узлом крепления, предназначенные для турбулизации потока цементного раствора (а.с. СССР №1633084, МПК Е21В 17/10, опубл. в БИ №9, 1991).A well-known centralizer for a casing string comprising a housing with a fastener at the bottom, centering ribs tapering to the lower end, the housing being made in the form of a five-fold cross-section sleeve with tangential holes above the fastener, designed to turbulence the cement flow (a.c USSR No. 1633084, IPC Е21В 17/10, published in BI No. 9, 1991).

Известен также центратор для обсадной колонны, включающий полый цилиндрический корпус с центрирующими ребрами и крепежными элементами для закрепления его на трубе обсадной колонны (патент Англии №2285649, МПК Е21В 17/10, 1995)Also known is a centralizer for a casing string, including a hollow cylindrical body with centering ribs and fasteners for fixing it to the casing pipe (England patent No. 2285649, IPC ЕВВ 17/10, 1995)

Известен также центратор для обсадной колонны, включающий корпус в виде двух колец с центрирующими элементами и с окнами, предназначенными для забивания через них стопорных элементов, выполненных в виде клина, в канавки, выполненные с внутренней стороны колец для закрепления центратора на трубе обсадной колонны, центрирующие элементы выполнены выпуклыми сфероидной формы в количестве не менее четырех единиц и за одно целое с кольцами путем литья, расположенные наклонно спиралевидно, при этом окна под стопорные клины выполнены на обеих торцевых частях одного из центрирующего элемента, а канавки под стопорные клины выполнены по обе стороны от окон и по длине равные длине стопорных клинов (патент РФ на полезную модель № RU 83095, МПК Е21В 17/10 (2006.01), опубл. 20.05.2009).Also known is a centralizer for a casing string, comprising a housing in the form of two rings with centering elements and with windows designed to drive locking elements made in the form of a wedge through them into grooves made on the inside of the rings to fix the centralizer on the casing pipe, centering the elements are made convex of a spheroidal shape in an amount of at least four units and integrally with the rings by casting, arranged obliquely spiral, while the windows for the locking wedges are made on both t the end parts of one of the centering element, and the grooves for the locking wedges are made on both sides of the windows and equal in length to the length of the locking wedges (RF patent for utility model No. RU 83095, IPC ЕВВ 17/10 (2006.01), publ. 05.20.2009) .

Общим недостатком известных центраторов является ограниченная эксплуатационная возможность, обусловленная тем, что они жестко закреплены на обсадной трубе. Это обстоятельство не позволяет осуществлять вращение и продольное перемещение обсадной колонны, необходимые, например, для устранения ее прихвата в процессе спуска в скважину, поскольку центрирующие ребра, контактирующие со стенкой скважины, будут препятствовать вращению и продольному перемещению обсадной колонны. При этом возможны деформация центрирующих ребер и их последующая поломка, что исключает возможность выполнения центратором своего функционального назначения.A common disadvantage of the known centralizers is the limited operational ability due to the fact that they are rigidly fixed to the casing. This circumstance does not allow the rotation and longitudinal movement of the casing, necessary, for example, to eliminate its sticking during the descent into the well, since the centering ribs in contact with the wall of the well will interfere with the rotation and longitudinal movement of the casing. In this case, deformation of the centering ribs and their subsequent breakdown are possible, which excludes the possibility of the centralizer performing its functional purpose.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является центратор для обсадной колонны скважины, пробуренной трехшарошечным долотом, включающий полый корпус с центрирующими ребрами, который выполнен бочкообразной формы. Рабочая поверхность которой имеет форму эллипсоида, образованного вращением эллипса вокруг его малой оси, при этом 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. По обе стороны от концов центратора закрепляют стопорные муфты, обеспечивающие ему вращение и продольное перемещение (патент РФ на изобретение № RU 2176718 МПК⁷ Е21В 17/10 (2006.01), опубликован 10.122001).The closest set of essential features is the centralizer for the casing of the well drilled with a three-cone bit, including a hollow body with centering ribs, which is made barrel-shaped. The working surface of which is in the form of an ellipsoid formed by the rotation of the ellipse around its minor axis, while the major axis of the said ellipse is equal to the conditional diameter of the circumscribed circle around the three-cone bit, with which the well has been drilled, and its small axis to the conditional diameter of the circumscribed circle around its cone. On both sides of the ends of the centralizer, locking couplings are secured, providing rotation and longitudinal movement thereof (RF patent for invention No. RU 2176718 IPC ⁷ ЕВВ 17/10 (2006.01), published 10.122001).

В этом центраторе указанный выше недостаток, присущий перечисленным аналогам, устранен. Центратор установлен на обсадной трубе с возможностью вращения и продольного перемещения.In this centralizer, the aforementioned drawback inherent in the listed analogues has been eliminated. The centralizer is mounted on the casing with the possibility of rotation and longitudinal movement.

Недостатком данной конструкции является то, что она не позволяет выполнить качественное цементирование скважины, осуществляемое после спуска обсадной колонны на расчетную глубину, так как ламинарный поток раствора, подаваемый в зону цементирования, не обеспечивает полное замещение бурового раствора цементным и ликвидацию застойных зон. Застойные зоны подвергают колонну коррозии, которая приводит к разгерметизации скважины, что в свою очередь вызывает необходимость проведения дорогостоящих ремонтно-восстановительных работ.The disadvantage of this design is that it does not allow to perform high-quality cementing of the well, carried out after the casing is lowered to the calculated depth, since the laminar flow of the fluid supplied to the cementing zone does not provide complete replacement of the drilling fluid with cement and elimination of stagnant zones. Stagnant zones corrode the column, which leads to depressurization of the well, which in turn necessitates costly repair and restoration work.

Поставлена задача: обеспечить качественное цементирование скважины.The task: to ensure high-quality cementing of the well.

Технический результат достигается тем, что в центраторе для обсадной колонны, содержащем втулку, в виде двух цилиндрических колец, жестко соединенных центрирующими ребрами, установленную на обсадной трубе с возможностью вращения и продольного перемещения, центрирующие ребра которой выполненны выпуклыми сфероидной формы, ограничители перемещения втулки, неподвижно установленные на обсадной трубе по обе стороны от концов втулки, центрирующие ребра выполнены наклонно спиралевидно.The technical result is achieved by the fact that in the centralizer for the casing containing the sleeve, in the form of two cylindrical rings rigidly connected by centering ribs, mounted on the casing with the possibility of rotation and longitudinal movement, the centering ribs of which are made convex spheroidal shape, the movement limiters of the sleeve, motionless mounted on the casing on both sides of the ends of the sleeve, the centering ribs are made obliquely spiral.

Использование нового отличительного признака, а именно выполнение центрирующих ребер наклонно спиралевидно, позволяет обеспечить полное замещение бурового раствора цементным раствором, путем исключения в зоне цементирования застойных участков и, как следствие, обеспечить качественное цементирование скважины. Исключение застойных зон обеспечивается в результате изменения направления потока цементного раствора, а именно, его завихрения (турбулизации).The use of a new distinguishing feature, namely, the implementation of the centering ribs obliquely helical, allows for complete replacement of the drilling fluid with cement, by eliminating stagnant sections in the cementing zone and, as a result, ensuring high-quality well cementing. The exclusion of stagnant zones is ensured as a result of a change in the direction of flow of the cement mortar, namely, its turbulence (turbulence).

Проведенный анализ из уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными существенным признакам заявляемого технического решения, не обнаружен. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения и выбранного из выявленных аналогов прототипа позволил установить наличие отличительного признака в заявляемом решении, изложенном в формуле полезной модели, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «новизна».The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, allowed to establish that an analogue characterized by features identical to the essential features of the claimed technical solution was not found. A comparative analysis of the proposed technical solution and the prototype selected from the identified analogues made it possible to establish the presence of a distinctive feature in the claimed solution set forth in the utility model formula, therefore, the claimed technical solution meets the condition of “novelty”.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображен центратор, установленный на обсадную трубу.The inventive utility model is illustrated in the drawing, which shows a centralizer mounted on the casing.

Центратор для обсадной колонны содержит втулку, выполненную в виде двух цилиндрических колец 1 и 2, жестко соединенных с центрирующими ребрами 3 неразъемным соединением, например методом литья или сваркой.The casing centralizer comprises a sleeve made in the form of two cylindrical rings 1 and 2, rigidly connected to the centering ribs 3 by an integral connection, for example, by casting or welding.

Центрирующие ребра 3 имеют выпуклую сфероидную форму и расположены наклонно спиралевидно относительно оси обсадной трубы 4 и отстоят друг от друга на равных расстояниях образуя зазоры для прохода цементного раствора.The centering ribs 3 have a convex spheroidal shape and are arranged obliquely spiral-shaped relative to the axis of the casing 4 and are spaced from each other at equal distances, forming gaps for the passage of cement mortar.

Центратор установлен на обсадной трубе 4 с возможностью вращения и продольного перемещения между ограничителями 5, выполненными в виде колец, зафиксированных винтами 6 в резьбовых отверстиях 7 на ограничителях 5.The centralizer is mounted on the casing 4 with the possibility of rotation and longitudinal movement between the stops 5, made in the form of rings fixed by screws 6 in the threaded holes 7 on the stops 5.

В случае если компоновка обсадной трубы 4 оснащена муфтами 8, количество ограничителей 5 может быть уменьшено до одного, так как вторым ограничителем центратора будет являться муфта 8.If the layout of the casing 4 is equipped with couplings 8, the number of stops 5 can be reduced to one, since the second stop of the centralizer will be the coupling 8.

Центратор для обсадной колонны работает следующим образом.Centralizer for the casing operates as follows.

Перед спуском обсадной колонны в скважину 9 центратор, с требуемой периодичностью, устанавливают на обсадную трубу 4, для чего на обсадную трубу 4 устанавливают первый ограничитель 5 и закрепляют его, вворачивая в резьбовые отверстия 7 фиксирующие винты 6 до упора в тело обсадной трубы 4. Затем на обсадную трубу 4 устанавливают центратор и на расстоянии, обеспечивающем возможность беспрепятственного продольного перемещения его на обсадной трубе 4, примерно 50-60 см., монтируют второй ограничитель 5. Затем колонну обсадных труб 4 спускают в скважину 9. Поскольку заявляемый центратор отделен от ограничителей 5 и установлен на обсадной трубе 4 с возможностью продольного перемещения и вращения, он не препятствует повороту и продольной подаче обсадной трубы 4, например, для предотвращения ликвидации прихвата.Before the casing is lowered into the well 9, the centralizer, with the required frequency, is installed on the casing 4, for which a first stop 5 is installed on the casing 4 and fixed by screwing the fixing screws 6 into the threaded holes 7 until it stops in the body of the casing 4. Then a centralizer is installed on the casing 4 and, at a distance that allows its longitudinal movement on the casing 4, approximately 50-60 cm, is mounted, a second stopper 5 is mounted. Then, the casing 4 is lowered into the wells Well 9. Since the inventive centralizer is separated from the stops 5 and mounted on the casing 4 with the possibility of longitudinal movement and rotation, it does not interfere with the rotation and longitudinal supply of the casing 4, for example, to prevent the elimination of sticking.

В процессе цементирования раствор проходит между центрирующими ребрами 3, выполненными наклонно спиралевидно, которые изменяют направление потока и создают последующее его завихрение (турбулизацию), исключая возможность образования застойных участков в зоне цементирования, что обеспечивает полное замещение бурового раствора цементным раствором. Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить высокое качество цементирования обсадной колонны.In the cementing process, the solution passes between the centering ribs 3, made obliquely spiral, which change the direction of the flow and create its subsequent turbulence (turbulence), eliminating the possibility of formation of stagnant sections in the cementing zone, which ensures complete replacement of the drilling fluid with cement mortar. The claimed technical solution allows to provide high quality cementing of the casing.

Таким образом, использование предлагаемого центратора для обсадной колонны обеспечивает высокое качество цементирования обсадной колонны.Thus, the use of the proposed centralizer for casing ensures high quality cementing of the casing.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием известных материалов и технологий.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard technological equipment using well-known materials and technologies.

Были проведены промысловые испытания заявляемого центратора на одной из нефтяных скважин ОАО «Татнефть», которые показали высокое качество цементирования обсадной колонны.Field tests of the inventive centralizer were carried out at one of the oil wells of OAO Tatneft, which showed high quality of casing cementing.

Claims

Centralizer for a casing string containing a sleeve in the form of two cylindrical rings rigidly connected by centering ribs made convex of a spheroidal shape and obliquely helical, mounted on the casing pipe and provided with limiters for moving the sleeve fixedly mounted on the casing pipe on both sides of the ends of the sleeve, different the fact that the sleeve is mounted for rotation and longitudinal movement, the movement limiters of the sleeve are made in the form of a coupling and rings, while the rings are fixed wines in the threaded holes, and the sleeve with centering ribs is made by casting.