RU2731723C1 - Casing string centralizer for its rotation during cementing - Google Patents
Casing string centralizer for its rotation during cementing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731723C1 RU2731723C1 RU2020117678A RU2020117678A RU2731723C1 RU 2731723 C1 RU2731723 C1 RU 2731723C1 RU 2020117678 A RU2020117678 A RU 2020117678A RU 2020117678 A RU2020117678 A RU 2020117678A RU 2731723 C1 RU2731723 C1 RU 2731723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casing
- rings
- centralizer
- cylindrical rings
- seats
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1014—Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well
- E21B17/1021—Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well with articulated arms or arcuate springs
- E21B17/1028—Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well with articulated arms or arcuate springs with arcuate springs only, e.g. baskets with outwardly bowed strips for cementing operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1057—Centralising devices with rollers or with a relatively rotating sleeve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в процессе строительства скважин. The invention relates to the oil and gas industry and can be used for cementing casing strings during well construction.
Известен пружинный центратор и его фиксатор на обсадной трубе (Патент RU № 98220, МПК Е21В 17/00, опубл. 10.10.2010, бюл. № 28), содержащий цельный корпус с центрирующими ребрами, соединенными с концевыми частями в виде верхнего и нижнего колец, фиксаторы пружинного центратора на обсадной трубе, и трубки с развальцованными концами, установленные в отверстиях нижнего кольца, причем фиксаторы и трубки выполнены с внешней и внутренней резьбой соответственно с возможностью ввинчивания фиксаторов до упора в обсадную трубу. Known spring centralizer and its retainer on the casing (Patent RU No. 98220, IPC E21B 17/00, publ. 10.10.2010, bull. No. 28), containing a one-piece body with centering ribs connected to the end parts in the form of upper and lower rings , clamps of the spring centralizer on the casing, and tubes with flared ends installed in the holes of the lower ring, and the clamps and tubes are made with external and internal threads, respectively, with the possibility of screwing the clamps into the casing until they stop.
Недостатком известного центратора является низкая надежность работы, обусловленная тем, что он неподвижно соединен фиксаторами с обсадной трубой. Это обстоятельство затрудняет осуществление вращения обсадной колонны, необходимое, например, для устранения ее прихвата в процессе спуска в скважину, поскольку центрирующие ребра, контактирующие со стенкой скважины, будут врезаться в горную породу, создавая сопротивление и препятствуя вращению обсадной колонны. При этом возможна деформация центрирующих ребер с изменением их формы и последующей поломкой, что исключает возможность выполнения известным центратором своего функционального назначения. Кроме того, обломки центрирующих ребер, застряв в зазоре между элементами компоновки обсадной колонны и стенкой скважины, могут заклинить обсадную колонну, что усугубит аварию или же не позволит осуществить спуск обсадной колонны в заданный интервал. The disadvantage of the known centralizer is the low reliability of operation, due to the fact that it is fixedly connected by clamps to the casing. This circumstance makes it difficult to rotate the casing string, which is necessary, for example, to eliminate its sticking during the run into the well, since the centering ribs in contact with the borehole wall will cut into the rock, creating resistance and preventing the casing from rotating. In this case, deformation of the centering ribs is possible with a change in their shape and subsequent breakage, which excludes the possibility of a known centralizer performing its functional purpose. In addition, debris from the centering ribs, stuck in the gap between the casing elements and the borehole wall, can jam the casing, which will aggravate the accident or prevent the casing from running to the specified interval.
Таким образом, конструктивное исполнение известного центратора не обеспечивает достаточной надежности его эксплуатации. Thus, the design of the known centralizer does not provide sufficient reliability of its operation.
Наиболее близким является центратор обсадной колонны (Патент RU № 2475618, МПК Е21В 17/10, опубл. 20.02.2013, бюл. № 5), содержащий корпус, установленный на обсадной трубе, выполненный из пружинной стали и включающий верхний и нижний пояса в виде цилиндрических колец, соединенных с центрирующими ребрами, равномерно расположенными по окружности и выгнутыми по дуге в плоскости образующих выпуклостью наружу, и фиксирующие винты, при этом дополнительно снабжен ограничителями перемещения корпуса, неподвижно установленными на обсадной трубе и выполненными в виде колец с резьбовыми отверстиями, в которых установлены фиксирующие винты, взаимодействующие с обсадной трубой, корпус установлен на обсадной трубе с возможностью вращения и продольного перемещения, а наружная поверхность центрирующих ребер в диаметральной плоскости выполнена дугообразной с радиусом, равным наружному радиусу поясов корпуса.The closest is the casing centralizer (Patent RU No. 2475618, IPC Е21В 17/10, publ. 20.02.2013, bulletin No. 5), containing a body mounted on the casing pipe, made of spring steel and including upper and lower belts in the form cylindrical rings connected to centering ribs, evenly spaced around the circumference and curved along an arc in the plane of the forming convexity outward, and fixing screws, while additionally equipped with body movement stops, fixedly mounted on the casing and made in the form of rings with threaded holes, in which fixing screws are installed, interacting with the casing, the body is mounted on the casing with the possibility of rotation and longitudinal movement, and the outer surface of the centering ribs in the diametrical plane is arcuate with a radius equal to the outer radius of the body belts.
Несмотря на все достоинства приведенного центратора, а также нахождение центратора в свободном и не зафиксированном состоянии относительно обсадной трубы он не обеспечивает возможность проворота обсадной трубы внутри центратора в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, ввиду возникновения силы трения между наружной стенкой обсадной трубы и внутренней поверхностью верхнего нижнего поясов представленного центратора. Как следствие, вероятность слома ребер центратора при вращении обсадной колонны в процессе спуска и в процессе цементирования очень велика, что в свою очередь приводит к аварийной ситуации. Поэтому использование данных центраторов с возможностью вращения обсадной колонны ограничено применением только на вертикальных скважинах. Despite all the advantages of the reduced centralizer, as well as the presence of the centralizer in a free and not fixed state relative to the casing pipe, it does not provide the possibility of turning the casing pipe inside the centralizer in inclined and horizontal wells, due to the occurrence of friction force between the outer wall of the casing pipe and the inner surface of the upper the lower chords of the presented centralizer. As a result, the likelihood of breaking the centralizer ribs during casing rotation during running and cementing is very high, which in turn leads to an emergency. Therefore, the use of these centralizers with the ability to rotate the casing is limited to use only in vertical wells.
Техническими задачами являются повышение надежности работы центратора обсадной колонны и расширение его эксплуатационных возможностей за счет возможности свободного вращения обсадной колонны в процессе цементирования.The technical tasks are to improve the reliability of the casing centralizer and expand its operational capabilities due to the possibility of free rotation of the casing during the cementing process.
Технические задачи решаются центратором обсадной колонны для ее вращения при цементировании, содержащим корпус, установленный на обсадной трубе, выполненный из пружинной стали и включающий верхний и нижний пояса в виде цилиндрических колец, соединенных с центрирующими ребрами, равномерно расположенными по окружности и выгнутыми по дуге в плоскости образующих выпуклостью наружу, и снабженный ограничителями перемещения корпуса, неподвижно установленными на обсадной трубе и выполненными в виде колец с резьбовыми отверстиями, в которых установлены фиксирующие винты, взаимодействующие с обсадной трубой. Technical tasks are solved by a centralizer of the casing for its rotation during cementing, containing a body mounted on the casing, made of spring steel and including upper and lower belts in the form of cylindrical rings connected to centering ribs, evenly spaced around the circumference and curved along an arc in the plane forming a bulge outward, and equipped with limiters for the movement of the body, fixedly mounted on the casing and made in the form of rings with threaded holes, in which fixing screws are installed interacting with the casing.
Новым является то, что верхний и нижний пояса центратора в виде цилиндрических колец оснащены равномерно расположенными по окружности колец посадочными местами с внутренним конусом, в которые установлены стальные шары с возможностью взаимодействия с обсадной трубой, при этом с наружной стороны цилиндрические кольца оснащены предохранительными кольцами, исключающими выпадение стальных шаров из посадочных мест, а на внешних поверхностях центрирующих ребер нанесены продольные насечки.What is new is that the upper and lower belts of the centralizer in the form of cylindrical rings are equipped with seats with an internal cone, evenly spaced around the circumference of the rings, in which steel balls are installed with the possibility of interacting with the casing, while on the outside the cylindrical rings are equipped with safety rings, which exclude falling out of steel balls from the seats, and longitudinal notches are applied on the outer surfaces of the centering ribs.
На фиг. 1 представлен общий вид центратора обсадной колонны, на фиг. 2 - разрез А-А центратора обсадной колонны.FIG. 1 shows a general view of the casing centralizer, FIG. 2 - section A-A of the casing centralizer.
Центратор обсадной колонны для ее вращения при цементировании (фиг. 1) содержит корпус 1, установленный на обсадной трубе 2, выполненный из пружинной стали и включающий верхний 3 и нижний 4 пояса в виде цилиндрических колец. Верхний 3 и нижний 4 пояса центратора в виде цилиндрических колец оснащены равномерно расположенными по окружности колец посадочными местами (на фиг. 1 показано условно) с внутренним конусом 5. В посадочные места установлены стальные шары 6 (фиг. 1 и фиг. 2) с возможностью взаимодействия с обсадной трубой 2. Продольное и радиальное вращение центратора относительно обсадной трубы 2 происходит за счет свободного движения шаров 6 внутри верхнего 3 и нижнего 4 (фиг. 1) поясов центратора в виде цилиндрических колец. При этом с наружной стороны цилиндрические кольца оснащены предохранительными кольцами 7, исключающими выпадение стальных шаров 6 из посадочных мест. Верхний 3 и нижний 4 пояса в виде цилиндрических колец соединены с центрирующими ребрами 8, равномерно расположенными по окружности и выгнутыми по дуге в плоскости образующих выпуклостью наружу.The centralizer of the casing for its rotation during cementing (Fig. 1) contains a
Корпус 1 центратора также снабжен двумя ограничителями 9 и 10 перемещения корпуса 1, неподвижно установленными на обсадной трубе 2 и выполненными в виде колец, с резьбовыми отверстиями (на фиг. 1 показано условно), в которых установлены фиксирующие винты (на фиг.1, 2 не показаны), взаимодействующие с обсадной трубой 2. На внешних поверхностях центрирующих ребер 8 нанесены продольные насечки (на фиг. 1 показано условно), предотвращающие вращение центратора относительно стенки скважины, что способствует наиболее свободному вращению обсадной трубы 2 в составе обсадной колонны (на фиг. 1, 2 не показано) вокруг своей оси.The
Центратор обсадной колонны работает следующим образом.The casing centralizer works as follows.
На устье скважины при спуске обсадной колонны в скважину на обсадные трубы 2 (фиг. 1) устанавливают центраторы в необходимом количестве и с требуемой периодичностью. Для этого на обсадную трубу 2 устанавливают ограничитель 9 в виде кольца, жестко закрепляя его на обсадной трубе 2 винтами. Далее на обсадную трубу 2 надевают корпус 1 центратора с верхним 3 и нижним 4 поясами в виде цилиндрических колец. При этом шары 6, установленные в посадочные места с внутренним конусом 5, с внутренней стороны верхнего 3 и нижнего 4 поясов касаются поверхности обсадной трубы 2 (фиг. 2). Далее на некотором расстоянии от ограничителя 9 (фиг. 1) на длину не менее линейного удлинения корпуса 1 центратора закрепляют второй ограничитель 10 в виде кольца.At the wellhead when lowering the casing into the well, centralizers are installed on the casing 2 (Fig. 1) in the required quantity and with the required frequency. To do this, a
Таким образом, центратор в составе обсадной трубы 2 на протяжении всего спуска свободно вращается как вдоль оси трубы, так и в поперечном направлении, тем самым, не мешая свободному спуску обсадной трубы 2 в составе обсадной колонны до проектной глубины скважины. После спуска обсадной колонны до забоя скважины, горизонтальная часть последней буквально лежит на шарах 6, установленных внутри верхнего 3 и нижнего 4 поясов корпуса 1 центратора. При передаче вращательного движения обсадным трубам 2 в составе обсадной колонны вокруг своей оси в процессе цементирования обсадные трубы 2 свободно вращаются, касаясь шаров 6 внутри центратора, при этом сам центратор остается в неподвижном состоянии, за счет наличия продольных насечек, не позволяющих вращаться центратору относительно стенки скважины, что способствует наиболее свободному вращению обсадной колонны вокруг своей оси. Thus, the centralizer in the
Так, наличие возникающих сил трения между внутренней поверхностью центратора и поверхностью обсадной трубы в известных центраторах не обеспечивает возможности свободного вращения обсадной колонны. Применение предлагаемого центратора обсадной колонны для ее вращения при цементировании повышает надежность центрирования в любых траекториях, в том числе и в горизонтальных участках ствола скважины, а также расширяет эксплуатационные возможности в сравнении с известными аналогами.Thus, the presence of frictional forces arising between the inner surface of the centralizer and the surface of the casing pipe in known centralizers does not provide the possibility of free rotation of the casing string. The use of the proposed centralizer of the casing for its rotation during cementing increases the reliability of centering in any trajectories, including in the horizontal sections of the wellbore, and also expands the operational capabilities in comparison with known analogues.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020117678A RU2731723C1 (en) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | Casing string centralizer for its rotation during cementing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020117678A RU2731723C1 (en) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | Casing string centralizer for its rotation during cementing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731723C1 true RU2731723C1 (en) | 2020-09-08 |
Family
ID=72421664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020117678A RU2731723C1 (en) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | Casing string centralizer for its rotation during cementing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731723C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060350C1 (en) * | 1993-02-09 | 1996-05-20 | Научно-технический центр "Нефтепромдиагностика" | Centering guide for pump sucker rods |
RU20923U1 (en) * | 2001-04-17 | 2001-12-10 | Государственное производственное объединение "Воткинский завод" | SPRING CENTER |
RU98220U1 (en) * | 2010-04-29 | 2010-10-10 | ОАО "Тяжпрессмаш" | SPRING CENTER AND ITS FIXTOR ON THE Casing PIPE |
RU2430235C1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-09-27 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Spring centraliser |
RU2475618C1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Casing centraliser |
RU127805U1 (en) * | 2012-12-13 | 2013-05-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | SLIDING CENTER |
CN203188935U (en) * | 2013-04-02 | 2013-09-11 | 成都恩承油气有限公司 | Casing centralizer of resistance-reduction spring |
-
2020
- 2020-05-28 RU RU2020117678A patent/RU2731723C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060350C1 (en) * | 1993-02-09 | 1996-05-20 | Научно-технический центр "Нефтепромдиагностика" | Centering guide for pump sucker rods |
RU20923U1 (en) * | 2001-04-17 | 2001-12-10 | Государственное производственное объединение "Воткинский завод" | SPRING CENTER |
RU98220U1 (en) * | 2010-04-29 | 2010-10-10 | ОАО "Тяжпрессмаш" | SPRING CENTER AND ITS FIXTOR ON THE Casing PIPE |
RU2430235C1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-09-27 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Spring centraliser |
RU2475618C1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Casing centraliser |
RU127805U1 (en) * | 2012-12-13 | 2013-05-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | SLIDING CENTER |
CN203188935U (en) * | 2013-04-02 | 2013-09-11 | 成都恩承油气有限公司 | Casing centralizer of resistance-reduction spring |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1058767B1 (en) | Centralizer | |
EA018849B1 (en) | Drill packer member, drill pipe, and corresponding drill pipe string | |
WO2001098622A1 (en) | Centraliser | |
MX2010007158A (en) | Wellbore pipe centralizer having increased restoring force and self-sealing capability. | |
EP2440739B1 (en) | Dual rotary centralizer for a borehole | |
CN112282681B (en) | Casing hanger and sealing assembly lowering tool | |
RU2731723C1 (en) | Casing string centralizer for its rotation during cementing | |
GB2565432B (en) | Stop collar | |
US20130160993A1 (en) | Wedge ring for attaching centralizers | |
RU184027U1 (en) | WORKING SHOE | |
RU2475618C1 (en) | Casing centraliser | |
WO2013120192A1 (en) | Casing centralizing device | |
CN211115883U (en) | Impact rotary reaming device | |
GB2360305A (en) | Friction reducing drillstring component | |
RU2523267C1 (en) | Pump rod with centring element | |
CN110847840A (en) | Hanger locking device for high-end integrated wellhead and wellhead device | |
RU168798U1 (en) | PIPE COLUMN CENTER | |
RU2534268C2 (en) | Unit for alignment of pump sucker rods | |
RU200072U1 (en) | Centralizer | |
RU151164U1 (en) | SELF-CENTERED HOLE TUBE WIPER | |
CN108678659B (en) | Down-hole descending friction low-frequency impact drilling tool | |
RU2430235C1 (en) | Spring centraliser | |
RU2263760C1 (en) | Centralizing device for centering additional casing pipe inside main casing pipe on the well | |
US3608632A (en) | Well pipe hanger | |
RU49881U1 (en) | CENTRAL CENTER |