RU2588024C1

RU2588024C1 - Centraliser of downhole instrument

Info

Publication number: RU2588024C1
Application number: RU2015111950/03A
Authority: RU
Inventors: Герман Михайлович Перцев; Александра Сергеевна Полякова
Original assignee: Герман Михайлович Перцев; Александра Сергеевна Полякова
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to geophysical investigations in cased wells, namely, to centering of geophysical instruments in cased wells. Centralizer of the downhole instrument consists of a guide rod with bodies at its ends, several pairs of levers connected to each other by axles with rollers, and the other ends are secured on holders, whose outer sides rest on springs. Holders and springs are fitted on bushes, moving along the thread on the rod. Outer ends of bushes have supports for springs. Internal ends of bushes have threads with nuts installed on them. At that, the opening diameter of opening of the centraliser is set by movement of bushes along the rod, while the bushes are fixed by lock nuts.

EFFECT: ensuring of the device centering and passableness in cased wells with any inclination angles and reduction of an emergency hazard during round-trip operations.

1 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области геофизических исследований в скважинах, а конкретно к центрированию геофизических приборов в обсаженных скважинах.The present invention relates to the field of geophysical surveys in wells, and specifically to the centering of geophysical instruments in cased wells.

Известны устройства для центрирования скважинных приборов рычажного и рессорного типов (Зельцман П.А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1968) Для центрирования приборов в обсаженных скважинах нашли широкое применение центраторы рычажного типаKnown devices for centering downhole tools of lever and spring types (Zeltsman PA Designing equipment for geophysical research of wells. M .: Nedra, 1968) For centering devices in cased wells, lever-type centralizers have been widely used

Для центрирования скважинного гамма-плотномера-толщиномера СГДТ-3, выпускаемого в настоящее время по ТУ 39-01-09-499-79, применяются расположенные на концах прибора рычажные центраторы. Конструкция верхнего и нижнего центратора одинакова.To center the downhole gamma-densitometer-thickness gauge SGDT-3, currently manufactured according to TU 39-01-09-499-79, lever centralizers located at the ends of the device are used. The design of the upper and lower centralizer is the same.

Каждый центратор состоит из направляющей штанги с корпусами на концах, в которые упираются пружины. В свою очередь пружины упираются в скользящие по штанге обоймы, к которым на осях закреплены шесть пар рычагов, соединенных между собой осями с роликами, катящимися по внутренней стенке обсадной колонны в скважине. С внутренней стороны обоймы упираются в стопорные кольца на направляющей штанге. Расстояние между стопорными кольцами определяет раскрытие центратора в свободном состоянии, а сжатие пружины исходное усилие для удержания прибора на оси исследуемой скважины. В свободном состоянии раскрытие центратора несколько превышает максимальный внутренний диаметр обсадных колонн для данного типа аппаратуры, а усилие пружины позволяет центрировать прибор при отклонении оси скважины от вертикали до 30°.Each centralizer consists of a guide rod with housings at the ends against which the springs abut. In turn, the springs abut against the cages sliding along the rod, to which six pairs of levers are fixed on the axles, interconnected by axles with rollers rolling along the inner wall of the casing string in the well. On the inside of the cage, they abut against the snap rings on the guide rod. The distance between the retaining rings determines the opening of the centralizer in a free state, and the compression of the spring is the initial force to hold the device on the axis of the well being studied. In the free state, the opening of the centralizer slightly exceeds the maximum internal diameter of the casing strings for this type of equipment, and the spring force allows the device to be centered when the axis of the well deviates from the vertical to 30 °.

К недостаткам данной конструкции следует отнести то, что в современных наклонных и даже горизонтальных скважинах скважинный прибор теряет центрацию и даже ложится на стенку колонны, что приводит к браку в исследованиях. Увеличение усилия пружин центратора радикально улучшить ситуацию не может, т.к. существенно ухудшается проходимость прибора по стволу скважины и возникают сложности при опускании прибора в обсадную колонну. Кроме того, при подъеме прибора из скважины рычаги, в свободном состоянии имеющие раскрытие больше внутреннего диаметра обсадной колонны, могут цепляться за детали ротора и тем самым создавать аварийную обстановку.The disadvantages of this design include the fact that in modern deviated and even horizontal wells, the downhole tool loses its centering and even lies on the wall of the column, which leads to marriage in the research. An increase in the force of the centralizer springs cannot radically improve the situation, because the permeability of the device along the borehole is significantly impaired and difficulties arise when lowering the device into the casing. In addition, when lifting the device from the well, levers in a free state having an opening larger than the inner diameter of the casing can cling to the rotor parts and thereby create an emergency situation.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение центрирования и проходимости прибора в обсаженных скважинах с любыми углами наклона, а также снижение аварийной опасности при спускоподъемных операциях за счет разделения функций создания усилий центрирования и установки диаметра раскрытия рычагов центратора для каждой конкретной обсадной колонны.The objective of the present invention is to provide centering and maneuverability of the device in cased wells with any angle of inclination, as well as reducing the emergency risk during tripping operations by separating the functions of creating centering forces and setting the opening diameter of the centralizer levers for each particular casing string.

Центратор скважинного прибора (см. чертеж) состоит из направляющей штанги (1) с корпусами (2) на ее концах, нескольких пар рычагов (3), соединенных между собой осями (4) с роликами (5), а другими концами закрепленных на обоймах (6), упирающихся с внешней стороны в пружины (7), отличающийся тем, что обоймы (6) и пружины (7) установлены на втулках (8), перемещающихся по резьбе на штанге (1), втулки (8) на внешних концах снабжены упорами для пружин, а внутренние концы втулок снабжены резьбами с установленными на них гайками (9), причем диаметр раскрытия центратора устанавливается перемещением втулок (8) по штанге (1) с фиксацией их контргайками (10).The downhole tool centralizer (see drawing) consists of a guide rod (1) with housings (2) at its ends, several pairs of levers (3) interconnected by axles (4) with rollers (5), and other ends fixed on cages (6), abutting against the springs (7) from the outside, characterized in that the clips (6) and springs (7) are mounted on bushings (8) moving along the thread on the rod (1), bushings (8) at the outer ends equipped with stops for springs, and the inner ends of the bushings are threaded with nuts installed on them (9), and the centralizer opening diameter rehydrating sleeves displacement (8) of the rod (1) with fixation of locknuts (10).

Существенным отличием предлагаемой конструкции является раздельная регулировка усилия для сжатия центратора и регулировка диаметра его раскрытия. При этом усилие сжатия центратора на стадии изготовления выбирается таким, чтобы прибор в горизонтальном положении не смещался с центра обсадной колонны минимального диаметра для данного вида и веса прибора. Это достигается сжатием пружины с помощью гаек (9) на втулках (8). Гайки (9) после регулировки стопорятся тем или иным способом, например контрагайками (на чертеже не показаны). Диаметр раскрытия центратора устанавливается перед каротажем для каждой конкретной скважины, для чего ослабляются контрагайки (10) на штанге (1) и ключом по штанге двигаются втулки (8). При этом измеряется расстояние между наружными поверхностями диаметрально противоположных роликов. Это расстояние устанавливается на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра исследуемой колонны. Таким образом обеспечивается установка прибора практически по оси скважины и свободное его прохождение по всей колонне независимо от угла ее наклона. При выходе прибора из скважины раскрытие рычагов центратора останется таким же как в обсадной колонне. Это облегчает спускоподъемные операции и позволяет избегать аварийных ситуации.A significant difference of the proposed design is the separate adjustment of the force to compress the centralizer and the adjustment of the diameter of its disclosure. In this case, the compression force of the centralizer at the manufacturing stage is chosen so that the device in a horizontal position does not move from the center of the casing of the minimum diameter for this type and weight of the device. This is achieved by compressing the spring with the nuts (9) on the bushings (8). After adjustment, the nuts (9) are locked in one way or another, for example, lock nuts (not shown in the drawing). The centralizer disclosure diameter is set before logging for each specific well, for which the locknuts (10) on the rod (1) are loosened and the bushings (8) move along the rod with a key. In this case, the distance between the outer surfaces of the diametrically opposite rollers is measured. This distance is set 3-4 mm less than the inner diameter of the investigated column. This ensures the installation of the device almost along the axis of the well and its free passage throughout the column regardless of its angle of inclination. When the device leaves the well, the opening of the centralizer levers will remain the same as in the casing. This facilitates hoisting operations and avoids emergency situations.

Claims

The centralizer of the downhole tool, consisting of a guide rod with housings at its ends, several pairs of levers interconnected by axles with rollers, and other ends fixed on cages, abutting springs from the outside, characterized in that the cages and springs are mounted on bushings moving on the thread on the rod, the bushings at the outer ends have an abutment for springs, the inner ends of the bushings are threaded with nuts mounted on them, and the opening diameter of the centralizer is set by moving the bushings along the rods with fixing their locknuts.