RU2059056C1 - Device for aligning a string of casing - Google Patents

Device for aligning a string of casing Download PDF

Info

Publication number
RU2059056C1
RU2059056C1 SU5057279A RU2059056C1 RU 2059056 C1 RU2059056 C1 RU 2059056C1 SU 5057279 A SU5057279 A SU 5057279A RU 2059056 C1 RU2059056 C1 RU 2059056C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flags
casing
axis
cylinder
string
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ф. Черныш
Original Assignee
Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья filed Critical Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья
Priority to SU5057279 priority Critical patent/RU2059056C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2059056C1 publication Critical patent/RU2059056C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil production. SUBSTANCE: device for aligning a string of casing has a cylinder fixed rigidly on casing body, and aligning elastic elements-flags provided with spring-loaded bows and revolution axles, installed in lateral openings of the cylinder. When a string of casing descends in well, the flags are unwrapped along generatrix pipe to occupy smaller covering radius, column is put easily. If one will rotate the column, the flags are put in positions of maximum covering radius, thus casing body is cemented in well borehole. EFFECT: high accuracy. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению обсадными колоннами скважин при их бурении на нефть и газ. The invention relates to the mining industry, in particular to casing fastening of wells during their drilling for oil and gas.

Известен центратор, состоящий из двух стальных колец, к которым приварены пружинные арочные планки [1]
Недостатками этой конструкции являются низкая центрирующая способность, ограниченная проходимость обсадной колонны при ее цементировании и высокая металлоемкость.
Known centralizer, consisting of two steel rings, which are welded spring arched strips [1]
The disadvantages of this design are low centering ability, limited patency of the casing during cementing and high metal consumption.

Известен центратор, в котором имеются центрирующие элементы в виде флажков, связанные с корпусом осью вращения, и узел принудительного вращения флажков [2]
Основным недостатком данного технического решения является необходимость управления его работой дистанционно, то есть по сигналу сверху, так как центратор предназначен для центрирования (расположения) прибора в скважине. Такое решение невозможно распространить на управление центрированием обсадной трубы в скважине.
Known centralizer, in which there are centering elements in the form of flags associated with the housing axis of rotation, and the site of the forced rotation of the flags [2]
The main disadvantage of this technical solution is the need to control its operation remotely, that is, by a signal from above, since the centralizer is designed to center (position) the device in the well. Such a solution cannot be extended to casing centering control in the well.

Целью изобретения является повышение центрирующей способности и проходимости обсадной колонны по стволу скважины. The aim of the invention is to increase the centering ability and patency of the casing along the wellbore.

Цель достигается тем, что в центрирующем устройстве, содержащем цилиндр, зафиксированный жестко на теле обсадной трубы, и центрирующие упругие элементы, используются поворотные центрирующие элементы-флажки, имеющие пружинные дуги и оси вращения, установленные в боковые отверстия цилиндра, причем цилиндр с боковыми отверстиями одевается на тело трубы и фиксируется на ней любым известным способом. Флажки наружной поверхностью соприкасаются со стенками скважины и при движении колонны поступательно или вращательно разворачиваются в сторону, противоположную движению. При этом если флажки занимают вертикальное положение, совпадающее с образующей обсадной трубы, то внешний радиус охвата флажков минимальный. Если колонну вращать, то флажки занимают положение, перпендикулярное образующей обсадной трубы. В этом случае радиус охвата флажков максимален. В зависимости от длины флажков, изгиба дуги и подбора их деформационной упругости этот радиус может быть меньше, равен или несколько больше радиуса скважины в зависимости от требований, устанавливаемых технологией крепления скважин. Поэтому, когда обсадную колонну спускают в скважину, флажки разворачиваются вдоль образующих труб, занимая меньший радиус охвата, проходимость колонны увеличивается, ограничение на скорость спуска снимается. Если колонну вращать, то флажки занимают положение максимального радиуса охвата, таким образом тело обсадной трубы центрируется в стволе скважины. The goal is achieved in that in the centering device containing the cylinder fixed rigidly on the body of the casing and the centering elastic elements, rotary centering flag elements are used, having spring arcs and axis of rotation installed in the side holes of the cylinder, and the cylinder with side holes is worn on the body of the pipe and is fixed on it by any known method. The flags with the outer surface are in contact with the walls of the borehole and, when the column moves, progressively or rotationally unfold in the direction opposite to the movement. Moreover, if the flags occupy a vertical position that coincides with the generatrix of the casing, then the external radius of coverage of the flags is minimal. If the column is rotated, then the flags occupy a position perpendicular to the generatrix of the casing. In this case, the radius of the flags is maximum. Depending on the length of the flags, the bending of the arc and the selection of their deformation elasticity, this radius may be less, equal to or slightly larger than the radius of the well, depending on the requirements established by the technology of fastening the wells. Therefore, when the casing is lowered into the well, the flags are deployed along the forming pipes, occupying a smaller radius of coverage, the cross-country ability of the string is increased, the restriction on the speed of descent is removed. If the column is rotated, then the flags occupy the position of the maximum radius of coverage, so the body of the casing is centered in the wellbore.

В одном центраторе должно быть не менее трех флажков. There must be at least three flags in one centralizer.

Известно, что если обсадную колонну вращать с некоторым допустимым числом оборотов во время движения тампонажного раствора по кольцевому пространству, то улучшаются условия для наиболее полного удаления остатков бурового раствора в скважине, что приводит к повышению качества центрирования. It is known that if the casing is rotated with a certain allowable number of revolutions while the cement slurry moves through the annular space, the conditions for the most complete removal of drilling mud residues in the well are improved, which leads to an increase in the quality of centering.

На фиг.1-4 показаны схемы устройства для центрирования обсадной колонны. Figure 1-4 shows a diagram of a device for centering a casing string.

На обсадную трубу 1 (фиг.1) одевается цилиндр 2 и неподвижно фиксируется на ней элементами 3 крепления. В боковых отверстиях цилиндра, которых должно быть не менее трех, устанавливаются флажки 4, имеющие ось вращения, содержащую две части разного диаметра: большего а и меньшего b и наружную дугообразную поверхность (фиг.2). При передаче какого-либо усилия на дугу флажка 4, например, когда обсадная колонна, опирающаяся дугой флажка на стенку скважины, движется относительно передней, то флажки разворачиваются в сторону, противоположную движению колонны. Такое усилие может при дальнейшем движении обсадной колонны последовательно передаваться на каждый флажок. A cylinder 2 is put on the casing 1 (Fig. 1) and fixedly fixed on it by fastening elements 3. In the lateral openings of the cylinder, which should be at least three, flags 4 are installed, having an axis of rotation containing two parts of different diameters: a larger a and a smaller b and an outer arcuate surface (FIG. 2). When transferring any force to the arc of the flag 4, for example, when the casing, which is supported by the arc of the flag on the wall of the well, moves relative to the front, then the flags are deployed in the direction opposite to the movement of the column. Such effort can be sequentially transmitted to each flag during further casing movement.

Так при движении колонны в процессе ее спуска вдоль ствола скважины флажки располагаются вдоль образующей тела трубы и занимают положение, соответствующее минимальному радиусу охвата. При вращении колонны флажки, последовательно соприкасаясь с той частью стенки скважины, к которой более приближено тело трубы обсадной колонны, разворачиваются перпендикулярно образующей тела трубы, занимая положение с наибольшим радиусом охвата, и центрируют ее относительно ствола скважины. Такое вращение обсадной колонны совмещают во времени с движением тампонажного раствора по кольцевому каналу. So, when the column moves during its descent along the wellbore, the flags are located along the generatrix of the pipe body and occupy a position corresponding to the minimum radius of coverage. When the column rotates, the flags, in succession in contact with that part of the borehole wall, to which the casing pipe body is closer, unfold perpendicular to the pipe body forming, occupying the position with the largest radius of coverage, and center it relative to the wellbore. This rotation of the casing is combined in time with the movement of the cement slurry along the annular channel.

Однако не всегда возможно вращение обсадной колонны. Например, при искривлении стволов скважин, в осложненных стволах, в наклонных или горизонтальных скважинах. В этом случае используют устройство для центрирования, позволяющее центрировать обсадную колонну, только провернув ее на один или несколько оборотов с минимальной скоростью. На теле трубы 1 фиксируется элементами закрепления цилиндр 2, имеющий боковые отверстия (не менее трех) под большую часть оси а вращения флажка 4. На цилиндре 2 одевается со свободой вращения обойма 5. Флажок 4 имеет дугообразную наружную поверхность и ось вращения, состоящую из двух частей ось а большего диаметра и ось б меньшего диаметра, расположенные друг относительно друга с эксцентриситетом. Оси вращения флажков располагаются в боковых отверстиях обоймы 5. Собранные в единое целое цилиндр 2, обойма 5 и флажок 4, зафиксированные на теле обсадной трубы, образуют центрирующее устройство. However, rotation of the casing is not always possible. For example, when curving wellbores, in complicated trunks, in deviated or horizontal wells. In this case, a centering device is used that allows the casing to be centered only by turning it one or more revolutions with a minimum speed. On the body of the pipe 1, cylinder 2 is fixed by fastening elements, having side holes (at least three) for most of the axis of rotation a of flag 4. On cylinder 2, a clip 5 is worn with freedom of rotation. Flag 4 has an arcuate outer surface and an axis of rotation consisting of two parts axis a larger diameter and axis b of smaller diameter, located relative to each other with eccentricity. The axis of rotation of the flags are located in the side openings of the casing 5. The cylinder 2 assembled in a single unit, the cage 5 and the flag 4, fixed on the body of the casing, form a centering device.

Устройство (фиг.3 и 4) работает следующим образом. The device (figure 3 and 4) works as follows.

При движении обсадной колонны относительно ствола скважины поступательном или вращательном достаточно воздействовать усилием от стенки скважины на дугу любого флажка, после чего он поворачивается в сторону, противоположную движению обсадной колонны. Синхронно с ним разворачиваются и другие флажки этого центратора, так как усилие от разворачивающегося флажка через оси а и б и обойму 5 передается на каждый флажок. When the casing moves relative to the wellbore translational or rotational, it is sufficient to exert an effort from the borehole wall on the arc of any flag, after which it turns in the direction opposite to the casing movement. Other flags of this centralizer unfold simultaneously with it, since the force from the expanding flag through the axes a and b and the clip 5 is transmitted to each flag.

Для приведения устройства из транспортного положения, когда флажки расположены вдоль образующей трубы, в рабочее положение, чтобы флажки расположились перпендикулярно образующей трубы, что соответствует наибольшему радиусу охвата, достаточно сделать несколько оборотов обсадной колонны на любой скорости в любое время до начала или во время цементирования. To bring the device from the transport position, when the flags are located along the generatrix of the pipe, to the working position, so that the flags are perpendicular to the generatrix of the pipe, which corresponds to the largest radius of coverage, it is enough to make several turns of the casing at any speed at any time before or during cementing.

Преимущество предлагаемой конструкции устройства для центрирования обсадных колонн состоит в том, что оно позволяет: путем придания флажкам высоких упругих свойств свести к минимуму эксцентриситет обсадной колонны относительно ствола скважины; путем передачи усилия на один из флажков и его поворота поворачивать остальные в ту же сторону (фиг.3 и 4); вращать обсадную колонну с любой производительностью в целях наиболее полного удаления остатков бурового раствора (фиг.1, 2), обеспечить центрирование обсадных колонн в любых скважинах; обеспечить высокую проходимость обсадных колонн при их спуске, сократив ограничения на скорость спуска; уменьшить расход металла на изготовление устройства для центрирования. The advantage of the proposed design of the device for centering the casing strings is that it allows: by giving the flags high elastic properties to minimize the eccentricity of the casing strings relative to the wellbore; by transferring force to one of the flags and turning it, turn the rest in the same direction (Figs. 3 and 4); rotate the casing with any productivity in order to most completely remove the residual drilling fluid (Fig.1, 2), to ensure centering of the casing in any wells; to provide high cross-country ability of casing strings during their descent, reducing restrictions on the speed of descent; reduce metal consumption for the manufacture of a centering device.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН относительно оси скважины, содержащее цилиндр, жестко связанный с телом центрируемой трубы, центрирующие упругие элементы в виде флажков, связанных с цилиндром осью вращения, и узел принудительного вращения флажков, отличающееся тем, что оси флажков выполнены в виде двух эксцентричных частей равного диаметра, а узел принудительного поворота флажков в виде свободно установленной на корпус обоймы с боковыми отверстиями, причем оси флажков малого диаметра расположены в последних. DEVICE FOR CENTERING CASING COLUMNS relative to the axis of the well, containing a cylinder rigidly connected to the body of the centered pipe, centering elastic elements in the form of flags connected to the cylinder by the axis of rotation, and a node for forced rotation of the flags, characterized in that the axis of the flags are made in the form of two eccentric parts of equal diameter, and the knot of forced rotation of the flags in the form of a clip freely mounted on the housing with side holes, the axis of the small diameter flags being located in the latter.
SU5057279 1992-06-08 1992-06-08 Device for aligning a string of casing RU2059056C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057279 RU2059056C1 (en) 1992-06-08 1992-06-08 Device for aligning a string of casing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057279 RU2059056C1 (en) 1992-06-08 1992-06-08 Device for aligning a string of casing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2059056C1 true RU2059056C1 (en) 1996-04-27

Family

ID=21610869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5057279 RU2059056C1 (en) 1992-06-08 1992-06-08 Device for aligning a string of casing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059056C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 467170, кл. E 21B 17/10, 1974. 2. Патент США N 3762473, кл. E 21B 17/10, 1973. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4637478A (en) Gravity oriented perforating gun for use in slanted boreholes
WO2008098052A2 (en) Well perforating system with orientation marker
GB2396371A (en) Tube expander tool with radially extendable reinforced pads
RU2059056C1 (en) Device for aligning a string of casing
WO2018160315A1 (en) Shaped charge with ring shaped jet
CN212642629U (en) Drillable positioning centralizer
SU1089227A1 (en) Expansion tool for drilling ascending holes
SU1036926A1 (en) Device for making expansions in large-diameter wells
SU1265350A1 (en) Mine working support
US6390202B1 (en) Setting an annular seal
SU898037A1 (en) Device for centering pipes in borehole
RU2039188C1 (en) Apparatus for inclined directed boreholes drilling
RU2039198C1 (en) Apparatus to operate slantingly directed borehole
SU1104228A1 (en) Device for drilling holes in ground
SU1506056A1 (en) Arrangement of bottom part of drill string for directional drilling
RU2015299C1 (en) Device for application of orientation mark on core
RU2055974C1 (en) Knuckle joint
SU1469145A1 (en) Rotary-percussive drilling apparatus
RU1821548C (en) Protector
SU1234597A1 (en) Drilling tool
SU1209820A1 (en) Hole-drilling arrangement
SU1668613A1 (en) Borehole reamer
SU1411426A1 (en) Rotary drilling rig
SU1020566A1 (en) Core-drilling tool
SU649827A1 (en) Device for suspending casing column sections