RU2430235C1 - Spring centraliser - Google Patents
Spring centraliser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430235C1 RU2430235C1 RU2010116866/03A RU2010116866A RU2430235C1 RU 2430235 C1 RU2430235 C1 RU 2430235C1 RU 2010116866/03 A RU2010116866/03 A RU 2010116866/03A RU 2010116866 A RU2010116866 A RU 2010116866A RU 2430235 C1 RU2430235 C1 RU 2430235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- centralizer
- casing
- centering ribs
- rings
- tubes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области строительства нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для центрирования муфтовых и безмуфтовых обсадных колонн нефтяных и газовых скважин любых типов.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to the field of construction of oil and gas wells, and can be used to center the sleeve and sleeveless casing of oil and gas wells of any type.
Известен упругий центратор сборно-разборной конструкции, выполненный с возможностью сборки непосредственно у скважины и включающий два кольца с фиксаторами в виде винтов и упругие ребра в виде дугообразных планок, соединенные на внешней поверхности указанных колец крепежными элементами, представляющими собой заклепки односторонней клепки или штифты (см. патент США №5097905, кл. Е21В 17/10, публ. 24.03.1992).Known elastic centralizer of collapsible design, made with the possibility of assembly directly at the well and comprising two rings with retainers in the form of screws and elastic ribs in the form of arched planks, connected on the outer surface of these rings by fasteners, which are rivets of one-sided riveting or pins (see US patent No. 5097905, CL EV 17/10, publ. 24.03.1992).
Центратор сложен по конструкции, применим преимущественно на безмуфтовых обсадных трубах, обладает низкой надежностью и эффективностью центрирования обсадной колонны, особенно на искривленных участках скважины. Эксплуатация центратора не исключает возможность попадания его частей в скважину из-за внешнего ненадежного крепления дугообразных планок на кольцах, что ограничивает область его применения.The centralizer is complex in design, it is applicable mainly to sleeveless casing pipes, it has low reliability and centering efficiency of the casing, especially in bent sections of the well. The operation of the centralizer does not exclude the possibility of its parts getting into the well due to the external unreliable fastening of the arcuate slats on the rings, which limits its scope.
Известен упругий центратор сборно-разборной конструкции, выполненный с возможностью сборки непосредственно у скважины и включающий два кольца, имеющих резьбовые отверстия и прорези, и упругие ребра в виде дугообразных планок, концы которых встроены в прорези и соединены на внешней поверхности указанных колец резьбовыми крепежными элементами, которые выполнены с возможностью установки в резьбовые отверстия колец и взаимодействия с обычными инструментами (шестигранный ключ, гаечный ключ), причем резьбовые крепежные элементы являются фиксаторами упругого центратора на обсадной трубе (см. международную заявку WO 2008134333, кл. E21B 17/10, публ. 06.11.2008 г.).Known elastic centralizer collapsible design made with the possibility of Assembly directly at the well and comprising two rings having threaded holes and slots, and elastic ribs in the form of arcuate slats, the ends of which are built into the slots and connected on the outer surface of these rings with threaded fasteners, which are made with the possibility of installing rings in the threaded holes and interacting with conventional tools (hex wrench, wrench), and the threaded fasteners are elastic casing centralizer on the casing (see international application WO 2008134333, CL E21B 17/10, publ. November 6, 2008).
Главным недостатком центраторов сборно-разборной конструкции является возможность попадания в скважину частей центратора, т.е. низкая степень безопасности применения. Даже при аккуратной сборке центраторов на месте эксплуатации не избегают их поломок. При этом не исключается возможность попадания их частей в скважину из-за внешнего крепления дугообразных планок на кольцах. Такие центраторы опасно использовать в горизонтальных и наклонно-направленных скважинах во избежание образования посадок (заклинивания) колонны при спуске, что удорожает и усложняет работу по строительству скважины.The main disadvantage of collapsible centralizers is the possibility of centralizer parts falling into the well, i.e. low degree of application safety. Even with the careful assembly of centralizers at the place of operation, their breakdowns are not avoided. In this case, the possibility of their parts getting into the well due to the external fastening of the arcuate slats on the rings is not excluded. It is dangerous to use such centralizers in horizontal and deviated wells in order to avoid the formation of landings (jamming) of the column during descent, which increases the cost and complicates the work of well construction.
Наиболее близким по назначению, конструкции и применяемым элементам является пружинный центратор, включающий корпус с концевыми частями в виде колец и центрирующими ребрами, при этом в кольцах и центрирующих ребрах выполнены соответствующие отверстия для их соединения крепежными элементами (см. патент США №4545436, кл. Е21В 17/10, публ. 08.10.1985).The closest in purpose, design and used elements is a spring centralizer, comprising a housing with ring end parts and centering ribs, while the rings and centering ribs have holes for connecting them with fasteners (see US patent No. 4545436, cl. ЕВВ 17/10, publ. 08.10.1985).
Центратор сложен. Кольца состоят из сегментов, сборка которых предусматривает несколько видов отверстий, U-образных элементов, вырезов в сегментах. Кроме того, неизбежная сборка центратора на месте эксплуатации в зависимости от обращения и аккуратности пользователя не исключает соответствующую опасность непроизвольной (случайной) потери частей.The centralizer is complicated. Rings consist of segments, the assembly of which involves several types of holes, U-shaped elements, cutouts in the segments. In addition, the inevitable assembly of the centralizer at the place of operation, depending on the handling and accuracy of the user, does not exclude the corresponding danger of involuntary (accidental) loss of parts.
Таким образом, указанные известные центраторы не универсальны, не обеспечивают безопасность применения, быстродействие и удобство обращения, легкость и низкую трудоемкость установки на обсадную колонну.Thus, these well-known centralizers are not universal, do not provide safety of use, speed and ease of handling, ease and low complexity of installation on the casing.
Задачей настоящего изобретения является создание новой конструкции центратора, лишенного приведенных выше недостатков.The present invention is the creation of a new design of the centralizer, devoid of the above disadvantages.
Технический результат изобретения состоит в создании универсального надежного центратора для муфтовых и безмуфтовых обсадных колонн скважины, обеспечивающих безопасное применение, быстродействие установки, удобство обращения, легкость и низкую трудоемкость установки на обсадную колонну.The technical result of the invention is to create a universal reliable centralizer for sleeve and sleeveless casing strings of the well, providing safe use, installation speed, ease of handling, lightness and low complexity of installation on the casing string.
Технический результат достигается тем, что в пружинном центраторе, включающем корпус с концевыми частями в виде колец и центрирующими ребрами, выполненными с отверстиями для соединения крепежными элементами, крепежные элементы выполнены в виде трубок с внутренней резьбой и развальцованными концами, по меньшей мере нижнее кольцо и нижние концы центрирующих ребер выполнены с соответствующими отверстиями для размещения указанных трубок.The technical result is achieved in that in a spring centralizer, comprising a housing with end parts in the form of rings and centering ribs made with holes for connecting fasteners, the fasteners are made in the form of tubes with internal thread and flared ends, at least the lower ring and lower the ends of the centering ribs are made with corresponding holes for accommodating these tubes.
Предпочтительно кольца, центрирующие ребра и крепежные элементы выполнить с возможностью потайного соединения.Preferably, the rings, centering ribs, and fasteners are flush mounted.
Целесообразно кольца соединить с центрирующими ребрами на внутренней поверхности колец.It is advisable to connect the rings with the centering ribs on the inner surface of the rings.
Центрирующие ребра предпочтительно выполнить в виде упругих дугообразных планок.The centering ribs are preferably made in the form of elastic arcuate planks.
Отверстия в по меньшей мере нижнем кольце и соответствующих концах центрирующих ребер целесообразно выполнить с конусностью под развальцованные концы трубок.The holes in at least the lower ring and the corresponding ends of the centering ribs are expediently made with a taper for the flared ends of the tubes.
Предпочтительно крепежный элемент выполнить в виде пустотелой заклепки.Preferably, the fastening element is in the form of a hollow rivet.
Целесообразно иметь фиксаторы центратора на обсадной трубе в форме пустотелого стержня с внешней резьбой для взаимодействия с резьбой крепежного элемента и режущей кромкой на торце для упора в обсадную трубу, причем указанный торец имеет внешний скос под углом от 25-35 градусов к оси стержня.It is advisable to have centralizer clamps on the casing in the form of a hollow core with an external thread for interacting with the threads of the fastener and the cutting edge on the end face for abutment in the casing, said end face having an external bevel at an angle from 25-35 degrees to the axis of the core.
Предпочтительно в фиксаторе торец для упора в обсадную трубу выполнить с коническим углублением, по большему диаметру которого выполнена режущая кромка, причем указанный торец выполнить со скосом под углом 45-65 градусов для образования конического углубления.Preferably, in the retainer, the end face for abutment in the casing is made with a conical recess, the larger diameter of which is made by the cutting edge, and the specified end is made with a bevel at an angle of 45-65 degrees to form a conical recess.
Фиксатор целесообразно выполнить с углублением на другом торце под инструмент для ввинчивания его в крепежный элемент.It is advisable to carry out the latch with a recess on the other end under the tool for screwing it into the fastener.
Предпочтительно фиксатор выполнить с возможностью выхода за пределы внутренней поверхности нижнего кольца центратора на расстояние 0,2-3 мм при упоре в обсадную трубу.Preferably, the latch is configured to extend beyond the inner surface of the lower ring of the centralizer to a distance of 0.2-3 mm while resting against the casing.
Толщина кольца центратора должна удовлетворять условию Нк=(0,7…1,4)Sp, где Sp - толщина центрирующих ребер.The thickness of the centralizer ring must satisfy the condition Hk = (0.7 ... 1.4) Sp, where Sp is the thickness of the centering ribs.
Целесообразно в центраторе иметь отношение высоты к его ширине не менее чем 2:1.It is advisable in the centralizer to have a ratio of height to its width of not less than 2: 1.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".When conducting patent research, no solutions were found that are identical to the claimed, and therefore, the proposed solution meets the criterion of "novelty." The invention does not follow explicitly from the known solutions, therefore, the proposed invention meets the criterion of "inventive step".
На фиг.1 изображен пружинный центратор для муфтовых обсадных колонн (в разрезе).Figure 1 shows a spring centralizer for sleeve casing (in section).
Фиг.2 изображает увеличенный фрагмент А центратора на фиг.1 (с трубкой без резьбы).Figure 2 depicts an enlarged fragment A of the centralizer in figure 1 (with a tube without thread).
На фиг.3 представлен пружинный центратор для безмуфтовых обсадных колонн (в разрезе).Figure 3 presents a spring centralizer for sleeveless casing (in the context).
Фиг.4 изображает увеличенный фрагмент Б центратора на фиг.3 (с трубками, имеющими резьбу).Figure 4 depicts an enlarged fragment B of the centralizer of figure 3 (with tubes having a thread).
На фиг.5 показан фиксатор центратора на обсадной трубе (в разрезе).Figure 5 shows the Centralizer retainer on the casing (in section).
На фиг.6 изображен фиксатор центратора на обсадной трубе (вид слева).Figure 6 shows the Centralizer retainer on the casing (left side view).
На фиг.7 показано соединения фиксатора с резьбой трубки в центраторе на фиг.3.In Fig.7 shows the connection of the clamp with the thread of the tube in the centralizer of Fig.3.
Пружинные центраторы могут быть выполнены в двух вариантах:Spring centralizers can be made in two versions:
- без фиксации на обсадной трубе;- without fixation on the casing;
- с фиксацией на обсадной трубе с помощью фиксаторов или фиксирующих винтов.- with fixation on the casing using clamps or fixing screws.
Пружинный центратор включает корпус с концевыми частями в виде нижнего и верхнего колец 1, 2 и центрирующими ребрами 3, выполненными в форме упругих дугообразных планок заданного профиля и сечения, количество которых может быть от 4 до 16. На фиг.1, 3 представлены центраторы с шестью центрирующими ребрами 3. Нижние и верхние кольца 1, 2 и центрирующие ребра 3 имеют соответствующие сквозные отверстия для установки специальных пустотелых заклепок - крепежных элементов в форме трубок 4 (фиг.2) с развальцованными концами и в форме трубок 5 (фиг.4) с развальцованными концами и внутренней резьбой 6. Указанные отверстия частично выполнены с конусностью под углом (а) 10-45 градусов в нижнем и верхнем кольцах 1, 2 и в нижних и верхних концах центрирующих ребер 3 под развальцованные концы соответствующих трубок 4, 5. Нижнее и верхнее кольца 1, 2 соединены с центрирующими ребрами 3 на внутренней поверхности указанных колец 1, 2.The spring centralizer includes a housing with end parts in the form of lower and
Пружинные центраторы (фиг.1) могут эффективно применяться без фиксации на обсадной трубе, оснащенной муфтами (на фиг. не показано), при этом в них применяют крепежные элементы в виде трубок 4.Spring centralizers (Fig. 1) can be effectively used without fixing on a casing equipped with couplings (not shown in Fig.), And fasteners in the form of
В пружинном центраторе (фиг.3) для безмуфтовых обсадных колонн крепежные элементы, соединяющие нижнее кольцо 1 с нижними концами центрирующих ребер 3, выполнены в виде трубок 5, а крепежные элементы, соединяющие верхнее кольцо 1 с верхними концами центрирующих ребер 3, выполнены в виде трубок 4. При этом центратор снабжен фиксаторами 7 (для его крепления на обсадной трубе) в форме пустотелого стержня с внешней резьбой 8 для взаимодействия с резьбой 6 крепежного элемента и режущей кромкой 9 на торце для упора в обсадную трубу. В фиксаторе 7 торец для упора в обсадную трубу выполнен с коническим углублением 10, по большему диаметру которого выполнена режущая кромка 9. Для образования режущей кромки указанный торец имеет внешний скос под углом (β) от 25-35 градусов к оси стержня 6 и скос под углом (φ) 45-65 градусов для образования конического углубления 10. Фиксатор 7 выполнен с отверстием 11, в частности, прямоугольной формы на другом его торце под инструмент (в частности, ключ) для ввинчивания его в трубку 5 и имеет длину, обеспечивающую возможность выхода его торца с режущей кромкой 9 за пределы внутренней поверхности нижнего кольца 1 на расстояние (L) от 0,2 до 3 мм для упора в обсадную трубу. Фиксаторы 7 изготавливают из материала, в том числе стали, твердость которого больше, чем твердость материала обсадной колонны. На центраторах для обсадных колонн в зависимости от их диаметра устанавливаются от трех до шести фиксаторов.In the spring centralizer (Fig. 3) for the sleeveless casing, the fasteners connecting the
При этом не исключены варианты пружинных центраторов для безмуфтовых обсадных колонн, в которых верхние концы центрирующих ребер 3 могут быть соединены с верхним кольцом 2 любым известным методом, в том числе сваркой (на фиг. не показано). Для надежности корпуса центратора толщина колец центратора должна удовлетворять условию Нк=(0,7...1,4)Sцр, где Sцр - толщина центрирующих ребер. Отношение высоты центратора к его ширине составляет не менее 2:1. Пружинные центраторы предназначены для качественного центрирования обсадной колонны (из обсадных труб диаметром от 73 до 508 мм) в процессе ее цементирования и изготавливаются из высококачественной листовой стали. Центрирование обсадной колонны обеспечивается за счет заданных пружинных свойств центрирующих ребер в виде дугообразных планок центратора.In this case, spring centralizers for couplingless casing strings are possible, in which the upper ends of the centering
Пружинный центратор (фиг.1) без фиксации на обсадной трубе работает следующим образом. Перед спуском в скважину его надевают на обсадную трубу (на фиг не показано). Он имеет возможность осевого перемещения от муфты до муфты и вращения вокруг трубы колонны, что способствует лучшей проходимости при спуске в скважину. Его спускают вместе с колонной труб в участок скважины, где требуется обеспечить цементирование. Выполнение конструкции центратора с удлиненной обтекаемой формой и потайным соединением всех элементов его корпуса позволяет осуществить спуск без посадок, т.е. обеспечить высокую проходимость, поскольку центратор при спуске перемещается как бы скользя в скважине.Spring centralizer (figure 1) without fixing on the casing works as follows. Before the descent into the well, it is put on the casing (not shown in FIG.). It has the possibility of axial movement from the coupling to the coupling and rotation around the column pipe, which contributes to better passability during descent into the well. It is lowered together with the pipe string into the well section where cementing is required. The design of the centralizer with an elongated streamlined shape and secret connection of all elements of its body allows for descent without landing, i.e. ensure high traffic, since the centralizer during descent moves as if sliding in the well.
Пружинные центраторы (фиг.3) с фиксацией на обсадной трубе с помощью фиксаторов работают следующим образом. Пружинный центратор устанавливают на обсадную трубу в заданном месте. Закрепляют нижнее кольцо (обечайку) 1 пружинного центратора. Вставляют ключ, например четырехгранный, в соответствующее квадратное отверстие 11 фиксатора 7 и делают несколько оборотов, завинчивая их в отверстия трубок 5 до врезания острой режущей кромки 9 в материал обсадной трубы. Переставляют ключ к отверстию 11 следующего фиксатора 7. Таким образом проводят равномерное заворачивание всех фиксаторов 7. Выполнение фиксатора 7 пустотелым с острой режущей кромкой позволяет надежно фиксировать центратор на обсадной безмуфтовой колонне. Верхнее кольцо (обечайка) 2 не фиксируется.Spring centralizers (figure 3) with fixation on the casing using the clamps work as follows. A spring centralizer is mounted on the casing in a predetermined location. Fasten the lower ring (shell) 1 spring centralizer. Insert a key, for example a tetrahedral key, into the corresponding
Применение центраторов позволяет получить равномерный зазор между обсадной трубой и стенками скважины, что исключает возможность появления межпластовых перетоков (полная изоляция цементным камнем без разрывов), а, значит, существенно продлевает срок службы скважины. Возможно применение предлагаемых центраторов в скважинах с интенсивностью искривления ствола скважины более 5 градусов на 10 метров. Кроме того, малая ширина и профиль центрирующих ребер обеспечивают наиболее полное замещение бурового раствора цементным в затрубном пространстве на всей его длине.The use of centralizers allows you to get a uniform gap between the casing and the walls of the well, which eliminates the possibility of cross-flow flows (complete insulation with cement stone without gaps), and, therefore, significantly extends the life of the well. It is possible to use the proposed centralizers in wells with a borehole curvature intensity of more than 5 degrees per 10 meters. In addition, the small width and profile of the centering ribs provide the most complete replacement of the drilling fluid with cement in the annulus along its entire length.
Предлагаемый центратор имеет простую безопасную конструкцию, а также высокую эффективность работы в скважинах любого типа, в том числе с искривленным профилем, так как качественное центрирование исключает возможность прилегания труб к стенкам ствола скважины. Время установки центратора на обсадную колонну не более 1 минуты. Центратор имеет оптимальную металлоемкость, обеспечивает создание равномерного цементного кольца вокруг обсадной трубы.The proposed centralizer has a simple safe design, as well as high performance in wells of any type, including those with a curved profile, since high-quality centering eliminates the possibility of the pipes adhering to the walls of the wellbore. The centralizer installation time on the casing is not more than 1 minute. The centralizer has an optimal metal consumption, ensures the creation of a uniform cement ring around the casing.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116866/03A RU2430235C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Spring centraliser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116866/03A RU2430235C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Spring centraliser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2430235C1 true RU2430235C1 (en) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010116866/03A RU2430235C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Spring centraliser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2430235C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10156103B2 (en) | 2014-03-20 | 2018-12-18 | Downhole Products Limited | Centraliser |
RU2731723C1 (en) * | 2020-05-28 | 2020-09-08 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Casing string centralizer for its rotation during cementing |
-
2010
- 2010-04-29 RU RU2010116866/03A patent/RU2430235C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10156103B2 (en) | 2014-03-20 | 2018-12-18 | Downhole Products Limited | Centraliser |
RU2731723C1 (en) * | 2020-05-28 | 2020-09-08 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Casing string centralizer for its rotation during cementing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU98465U1 (en) | SPRING CENTER | |
NO752940L (en) | ||
EA018849B1 (en) | Drill packer member, drill pipe, and corresponding drill pipe string | |
RU2666801C2 (en) | Drill string with bend resistant coupling | |
AU2014317336B2 (en) | Drill string component | |
RU2430235C1 (en) | Spring centraliser | |
US20120067649A1 (en) | Slip free drill pipe | |
RU2430234C1 (en) | Spring centraliser with its holder on casing | |
RU98220U1 (en) | SPRING CENTER AND ITS FIXTOR ON THE Casing PIPE | |
RU164522U1 (en) | CENTRAL CENTER | |
RU2475618C1 (en) | Casing centraliser | |
RU92687U1 (en) | CASTING CENTRAL CENTRATOR | |
RU2644995C1 (en) | Device for extracting the welding wire from a well | |
US20070137895A1 (en) | Percussion drill bit with V-shaped splines | |
US8967266B2 (en) | Protection of casing lowside while milling casing exit | |
RU162664U1 (en) | SPRING CENTER | |
RU49881U1 (en) | CENTRAL CENTER | |
RU2422615C2 (en) | Centraliser for casing string | |
RU2401382C1 (en) | Method of performing geophysical works through drilling string | |
RU2456428C1 (en) | Spring centraliser for well | |
CN104747103B (en) | Cut off filter | |
RU31146U1 (en) | PIPE COLUMN | |
RU2747498C1 (en) | Threaded joint conical connectin of drill pipes | |
RU102048U1 (en) | FLOW TURBULATOR - CASING CENTER | |
US20230074816A1 (en) | Drilling assembly for inserting a rock bolt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170430 |