RU2773489C1 - Retractable casing centralizer - Google Patents

Retractable casing centralizer Download PDF

Info

Publication number
RU2773489C1
RU2773489C1 RU2022104467A RU2022104467A RU2773489C1 RU 2773489 C1 RU2773489 C1 RU 2773489C1 RU 2022104467 A RU2022104467 A RU 2022104467A RU 2022104467 A RU2022104467 A RU 2022104467A RU 2773489 C1 RU2773489 C1 RU 2773489C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
centralizer
metal plates
restrictive
possibility
Prior art date
Application number
RU2022104467A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Мухаматуллович Зарипов
Альберт Равилевич Исхаков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Application granted granted Critical
Publication of RU2773489C1 publication Critical patent/RU2773489C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry and can be used for cementing casing strings during the construction of wells having a variable diameter. The casing string centralizer includes centering metal plates fixed evenly around the perimeter on the upper and lower rings, restrictive upper and lower rings installed on the casing string above and below the centralizer, with cavities. The upper restrictive ring is made with an annular inner recess facing towards the centralizer ring, which is inserted into the annular recess of the upper restrictive ring with the possibility of longitudinal movement under the action of expanding metal plates and fixation in this position. The upper ring has a thickening in which a radial groove is made, in which the retaining ring is installed. In the central part of the centering metal plates, a recess is made with the possibility of installing a steel ring into it.
EFFECT: increased reliability of operation of the casing string centralizer and expansion of its operational capabilities due to the possibility of free passage in narrow sections and exit in the working position in the extended section of the wellbore, isolated by the presence of shafts with varying diameters.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в процессе строительства скважин, имеющих изменяющийся диаметр. The invention relates to the oil and gas industry and can be used for cementing casing strings during the construction of wells having a variable diameter.

Известен центратор обсадной колонны с изменяемой геометрией (патент RU № 2473777, МПК Е21B 17/10, опубл. 27.01.2013, бюл. № 3), содержащий корпус и жестко закрепленные на корпусе центрирующие элементы из эластичного материала, имеющие внутреннюю полость, расположенные по спирали на поверхности корпуса, при этом внутренняя полость центрирующих элементов заполнена водонабухающим полимером, а наружные боковые грани эластичного центрирующего элемента выполнены полупроницаемыми.Known casing centralizer with variable geometry (patent RU No. 2473777, IPC E21B 17/10, publ. spirals on the body surface, wherein the inner cavity of the centering elements is filled with a water-swellable polymer, and the outer side faces of the elastic centering element are made semi-permeable.

Недостатками данной конструкции являются сложность в изготовлении полых полупроницаемых граней, дороговизна материалов, как самого центратора, так и набухающих материалов. Из-за неконтролируемого расширения водонабухающего материала нет гарантированного центрирования обсадной колонны. The disadvantages of this design are the difficulty in manufacturing hollow semi-permeable faces, the high cost of materials, both the centralizer itself and the swelling materials. Due to the uncontrolled expansion of the water-swellable material, there is no guaranteed casing centering.

Также известен центратор обсадной колонны (патент RU № 2468181, МПК Е21В 17/10, опубл. 27.11.2012, бюл. № 33), включающий центрирующие металлические пластины, закрепляемые на кольцах, и стопорное кольцо для закрепления центратора на обсадной колонне, при этом на внутренней поверхности центрирующих пластин закреплены полые элементы, выполненные из эластичного полупроницаемого материала, внутренняя полость которых заполнена водонабухающим полимером, при этом стопорное кольцо выполнено с закругленными краями. Also known is a casing centralizer (patent RU No. 2468181, IPC E21V 17/10, publ. 27.11.2012, bull. No. 33), including centering metal plates fixed on the rings, and a retaining ring for fixing the centralizer on the casing, while on the inner surface of the centering plates, hollow elements are fixed, made of an elastic semi-permeable material, the inner cavity of which is filled with a water-swellable polymer, while the retaining ring is made with rounded edges.

Недостатками данной конструкции также являются сложность в изготовлении полых полупроницаемых элементов, дороговизна материалов, как самого центратора, так и набухающих материалов. Из-за неконтролируемого расширения водонабухающего материала нет гарантированного центрирования обсадной колонны.The disadvantages of this design are also the difficulty in manufacturing hollow semi-permeable elements, the high cost of materials, both the centralizer itself and the swelling materials. Due to the uncontrolled expansion of the water-swellable material, there is no guaranteed casing centering.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является центратор обсадной колонны (патент RU №2640849, МПК Е21В 17/10, 17/1042, 14/1078, опубл. 12.01.2018, бюл. № 2), включающий центрирующие металлические пластины, закрепляемые равномерно по периметру на кольцах, стопорные (ограничительные) кольца, закрепленные на обсадной колонне, и полости, заполненные водонабухающим полимером, причем стопорные (ограничительные) кольца установлены сверху и снизу центратора, а полости под водонабухающий полимер выполнены в виде кольцевых внутренних выборок в стопорных кольцах, обращенных в сторону колец центратора, которые вставлены в кольцевые выборки стопорных колец с возможностью продольного перемещения под действием расширяющегося водонабухающего полимера.The closest in technical essence and achieved technical result is the casing string centralizer (patent RU No. 2640849, IPC E21V 17/10, 17/1042, 14/1078, publ. 12.01.2018, bull. No. 2), including centering metal plates, fixed evenly around the perimeter on the rings, retaining (restrictive) rings fixed on the casing, and cavities filled with water-swellable polymer, moreover, retaining (restrictive) rings are installed above and below the centralizer, and cavities for water-swellable polymer are made in the form of annular internal selections in the retaining rings facing the rings of the centralizer, which are inserted into the annular selections of the retaining rings with the possibility of longitudinal movement under the action of an expanding water-swellable polymer.

Недостатками данного центратора являются дороговизна материалов, как самого центратора, так и набухающих материалов, а также наличие водонабухающего полимера, который приводит в движение лопасти центратора, для активации и разбухания которого необходимо достаточно длительное время, в связи с чем возникает вероятность неполного раскрытия лопастей центратора до необходимого диаметра в процессе спуска и цементирования ствола скважины.The disadvantages of this centralizer are the high cost of materials, both the centralizer itself and the swelling materials, as well as the presence of a water-swellable polymer that sets the centralizer blades in motion, which requires a sufficiently long time to activate and swell, and therefore there is a possibility of incomplete opening of the centralizer blades to required diameter in the process of running and cementing the wellbore.

Техническими задачами являются повышение надежности работы центратора обсадной колонны и расширение его эксплуатационных возможностей за счет возможности свободного прохождения в узких участках и выхода в рабочем положении в расширенном участке ствола скважины, обособленной наличием стволов с изменяющимися диаметрами.The technical objectives are to increase the reliability of the casing string centralizer and expand its operational capabilities due to the possibility of free passage in narrow sections and exit in the working position in the expanded section of the wellbore, isolated by the presence of shafts with varying diameters.

Технически задачи решаются раздвижным центратором для обсадной колонны, включающим центрирующие металлические пластины, закрепляемые равномерно по периметру на верхнем и нижнем кольцах, ограничительные верхнее и нижнее кольца, установленные на обсадной колонне сверху и снизу центратора с полостями.Technically, the tasks are solved by a sliding centralizer for the casing string, including centering metal plates fixed evenly around the perimeter on the upper and lower rings, restrictive upper and lower rings installed on the casing string above and below the centralizer with cavities.

Новым является то, что верхнее ограничительное кольцо выполнено с кольцевой внутренней выборкой, обращенной в сторону кольца центратора, которое вставлено в кольцевую выборку верхнего ограничительного кольца с возможностью продольного перемещения под действием расширяющихся металлических пластин и фиксации в таком положении, причем на верхнем кольце выполнено утолщение, в котором выполнена радиальная проточка, в которую установлено стопорное кольцо, при этом в центральной части центрирующих металлических пластин выполнено углубление с возможностью установки в него стального кольца.What is new is that the upper restrictive ring is made with an annular internal selection facing the centralizer ring, which is inserted into the annular selection of the upper restrictive ring with the possibility of longitudinal movement under the action of expanding metal plates and fixation in this position, and a thickening is made on the upper ring, in which a radial groove is made, in which a locking ring is installed, while in the central part of the centering metal plates a recess is made with the possibility of installing a steel ring into it.

На фиг. 1, 2 изображен центратор обсадной колонны в транспортном положении.In FIG. 1, 2 shows the casing centralizer in the transport position.

На фиг. 3, 4 изображен центратор обсадной колонны в рабочем положении в процессе цементирования.In FIG. 3, 4 shows the casing centralizer in working position during cementing.

На фиг. 5, 6, 7 показана работа центратора внутри скважины.In FIG. 5, 6, 7 shows the operation of the centralizer inside the well.

Раздвижной центратор для обсадной колонны состоит из центрирующих металлических пластин 1 (фиг. 3), равномерно закрепленных по периметру на верхнем 2 (фиг. 1, 3) и нижнем 3 кольцах, ограничительных верхнего 4 и 5 (фиг. 3) нижнего колец, установленных на обсадной колонне 6 (фиг. 1, 3) и расположенных сверху и снизу центратора, например, с помощью стопорных винтов 7 (фиг. 1, 2). В верхнем ограничительном 4 (фиг. 1) кольце выполнена полость 8 (фиг. 3) в виде кольцевой внутренней выборки, обращенной в сторону верхнего кольца 2 (фиг. 1) центратора. Верхнее кольцо 2 центратора вставлено в полость 8 (фиг. 3) ограничительного кольца 4 с возможностью продольного перемещения под действием расширяющихся центрирующих металлических пластин 1, выполненных из пружинной стали и стремящихся принять выгнутое положение, и фиксации в таком положении.The retractable casing centralizer consists of centering metal plates 1 (Fig. 3), evenly fixed along the perimeter on the upper 2 (Fig. 1, 3) and lower 3 rings, restrictive upper 4 and 5 (Fig. 3) lower rings installed on the casing string 6 (Fig. 1, 3) and located above and below the centralizer, for example, using locking screws 7 (Fig. 1, 2). In the upper restrictive 4 (Fig. 1) ring, a cavity 8 (Fig. 3) is made in the form of an annular inner sample facing the upper ring 2 (Fig. 1) of the centralizer. The upper ring 2 of the centralizer is inserted into the cavity 8 (Fig. 3) of the restrictive ring 4 with the possibility of longitudinal movement under the action of expanding centering metal plates 1 made of spring steel and tending to assume a curved position, and fixing in this position.

Причем на верхнем кольце 2 (фиг. 1) имеется утолщение (на фиг. 1-4 не отмечено), в котором выполнена радиальная проточка 9 (фиг. 4), в которую в свою очередь установлено стопорное кольцо 10. При этом в центральной части центрирующих металлических пластин 1 (фиг. 3) выполнено углубление 11 (фиг. 1) с возможностью установки в него стального кольца 12, которое удерживает центрирующие металлические пластины 1 (фиг. 3) в транспортном положении (сжатыми) до определенного момента.Moreover, on the upper ring 2 (Fig. 1) there is a thickening (not marked in Fig. 1-4), in which a radial groove 9 (Fig. 4) is made, in which, in turn, a retaining ring 10 is installed. centering metal plates 1 (Fig. 3) a recess 11 (Fig. 1) is made with the possibility of installing a steel ring 12 into it, which holds the centering metal plates 1 (Fig. 3) in the transport position (compressed) up to a certain point.

Раздвижной центратор для обсадной колонны работает следующим образом.Sliding centralizer for casing works as follows.

В процессе спуска обсадной колонны 6 (фиг. 5) в скважину на нее устанавливаются центраторы с заранее одетым на центрирующие металлические пластины 1 стальным кольцом 12, которое удерживает пластины 1 от расправления до достижения необходимого участка ствола скважины, на расчетном расстоянии и крепятся ограничительными 4 и 5 кольцами, например, с помощью стопорных винтов 7. Центратор в это время находится в транспортном положении, диаметр по центрирующим металлическим пластинам 1 при этом равен - d1, что позволяет беспрепятственно спускать колонну обсадных труб в скважину до суженного участка. После дохождения центратора на обсадной колонне 6 (фиг. 5) до места сужения, центрирующие металлические пластины 1 центратора сжимаются и стальное кольцо 12 выходит из углубления 11. Таким образом, стальное кольцо 12 остается в суженном участке, а обсадная колонна 6 с центратором продолжает движение вниз (фиг. 5). После прохождения суженного участка обсадная колонна 6 с центратором достигает расширенного участка ствола скважины (фиг. 6), попадая в расширенный участок ствола скважины центрирующие металлические пластины 1 центратора выправляются до диаметра - d2, равным диаметру ствола скважины в данном участке. При этом верхнее кольцо 2 центратора выдвигается в сторону, противоположную от ограничительного кольца 4, до выхода стопорного кольца 10 из радиальной проточки 9, тем самым фиксируя центрирующие металлические пластины 1 в расправленном состоянии, что в свою очередь надежно центрирует обсадную колонну 6 относительно стенок скважины в расширенном участке ствола. Таким образом, обсадная колонна 6 (фиг. 7) к началу цементирования будет отцентрирована в скважине с изменяющимися диаметрами, с любым углом наклона, в том числе и в горизонтальных скважинах. In the process of lowering the casing string 6 (Fig. 5) into the well, centralizers are installed on it with a steel ring 12 pre-dressed on the centering metal plates 1, which keeps the plates 1 from straightening until the required section of the wellbore is reached, at a calculated distance and are fastened with restrictive 4 and 5 rings, for example, using locking screws 7. At this time, the centralizer is in the transport position, the diameter along the centering metal plates 1 is equal to - d1, which allows you to freely lower the casing string into the well to the narrowed section. After reaching the centralizer on the casing 6 (Fig. 5) to the point of narrowing, the centering metal plates 1 of the centralizer are compressed and the steel ring 12 comes out of the recess 11. Thus, the steel ring 12 remains in the narrowed area, and the casing 6 with the centralizer continues to move down (Fig. 5). After passing the narrowed section, the casing string 6 with the centralizer reaches the expanded section of the wellbore (Fig. 6), getting into the expanded section of the wellbore, the centering metal plates 1 of the centralizer are straightened to a diameter - d2, equal to the diameter of the wellbore in this section. In this case, the upper ring 2 of the centralizer extends in the direction opposite to the restrictive ring 4 until the stop ring 10 exits the radial groove 9, thereby fixing the centering metal plates 1 in the expanded state, which in turn reliably centers the casing string 6 relative to the walls of the well in extended section of the trunk. Thus, the casing string 6 (Fig. 7) by the beginning of cementing will be centered in a well with varying diameters, with any angle of inclination, including in horizontal wells.

Предлагаемый раздвижной центратор для обсадной колонны прост в изготовлении, позволяет беспрепятственно спускать обсадную колонну в скважину и гарантированно центрировать ее во время цементирования обсадной колонны. Также раздвижной центратор позволяет расширить эксплуатационные возможности за счет возможности свободного прохождения в узких участках и выхода в рабочем положении в расширенном участке ствола скважины, обособленной наличием стволов с изменяющимися диаметрами.The proposed retractable casing centralizer is easy to manufacture, allows you to freely lower the casing string into the well and ensure its centering during casing string cementing. Also, the sliding centralizer allows you to expand the operational capabilities due to the possibility of free passage in narrow sections and exit in the working position in the extended section of the wellbore, isolated by the presence of shafts with varying diameters.

Claims (1)

Раздвижной центратор для обсадной колонны, включающий центрирующие металлические пластины, закрепляемые равномерно по периметру на верхнем и нижнем кольцах, ограничительные верхнее и нижнее кольца, установленные на обсадной колонне сверху и снизу центратора, с полостями, отличающийся тем, что верхнее ограничительное кольцо выполнено с кольцевой внутренней выборкой, обращенной в сторону кольца центратора, которое вставлено в кольцевую выборку верхнего ограничительного кольца с возможностью продольного перемещения под действием расширяющихся металлических пластин и фиксации в таком положении, причем на верхнем кольце выполнено утолщение, в котором выполнена радиальная проточка, в которую установлено стопорное кольцо, при этом в центральной части центрирующих металлических пластин выполнено углубление с возможностью установки в него стального кольца.Sliding centralizer for casing, including centering metal plates fixed evenly along the perimeter on the upper and lower rings, restrictive upper and lower rings installed on the casing at the top and bottom of the centralizer, with cavities, characterized in that the upper restrictive ring is made with an annular inner a selection facing towards the centralizer ring, which is inserted into the annular selection of the upper restrictive ring with the possibility of longitudinal movement under the action of expanding metal plates and fixation in this position, moreover, a thickening is made on the upper ring, in which a radial groove is made, in which the retaining ring is installed, at the same time, a recess is made in the central part of the centering metal plates with the possibility of installing a steel ring into it.
RU2022104467A 2022-02-21 Retractable casing centralizer RU2773489C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2773489C1 true RU2773489C1 (en) 2022-06-06

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2249333A (en) * 1990-10-26 1992-05-06 Exxon Production Research Co Device for substantially centering a pipe in a borehole
RU2473777C1 (en) * 2011-06-20 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Casing string centraliser with varied geometry
CN204152453U (en) * 2014-09-05 2015-02-11 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 Anti-blocked portion centralizer
RU2557271C2 (en) * 2010-12-09 2015-07-20 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Composite centraliser
EP2960426A2 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Weatherford/Lamb, Inc. Centralizer
CN105386731A (en) * 2014-08-29 2016-03-09 森太克有限公司 Centralizer and associated devices
RU168798U1 (en) * 2016-05-23 2017-02-21 Сергей Евгеньевич Варламов PIPE COLUMN CENTER
RU2640849C1 (en) * 2017-04-04 2018-01-12 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Casing pipe centralizer
US10161198B2 (en) * 2015-07-08 2018-12-25 Weatherford Technology Holdings, Llc Centralizer with integrated stop collar

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2249333A (en) * 1990-10-26 1992-05-06 Exxon Production Research Co Device for substantially centering a pipe in a borehole
RU2557271C2 (en) * 2010-12-09 2015-07-20 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Composite centraliser
RU2473777C1 (en) * 2011-06-20 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Casing string centraliser with varied geometry
EP2960426A2 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Weatherford/Lamb, Inc. Centralizer
CN105386731A (en) * 2014-08-29 2016-03-09 森太克有限公司 Centralizer and associated devices
CN204152453U (en) * 2014-09-05 2015-02-11 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 Anti-blocked portion centralizer
US10161198B2 (en) * 2015-07-08 2018-12-25 Weatherford Technology Holdings, Llc Centralizer with integrated stop collar
RU168798U1 (en) * 2016-05-23 2017-02-21 Сергей Евгеньевич Варламов PIPE COLUMN CENTER
RU2640849C1 (en) * 2017-04-04 2018-01-12 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Casing pipe centralizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10487614B2 (en) Packing element back-up system incorporating iris mechanism
US10156104B2 (en) Centralizer with collaborative spring force
US11125036B2 (en) Downhole anchor mechanism
US11078746B2 (en) Expanding and collapsing apparatus and methods of use
RU2773489C1 (en) Retractable casing centralizer
US10895117B2 (en) Systems and methods for improved centralization and friction reduction using casing rods
WO2016204796A1 (en) Centralizer with collaborative spring force
RU168798U1 (en) PIPE COLUMN CENTER
RU2475618C1 (en) Casing centraliser
RU2802643C1 (en) Rigid-elastic centralizer
RU2432447C1 (en) Hydro-mechanical centraliser
US11098542B2 (en) Anchor and method for making
RU2765640C1 (en) Pipe flaring device
RU2209927C1 (en) Mechanical packer
RU215132U1 (en) CENTRATOR-TURBULIZER FOR DRILL PIPES
RU2640849C1 (en) Casing pipe centralizer
RU30829U1 (en) MECHANICAL PACKER BAR
RU2473777C1 (en) Casing string centraliser with varied geometry
RU2422615C2 (en) Centraliser for casing string
EP1787006A1 (en) Method for drilling oil and gas wells
RU2468181C1 (en) Casing pipe centraliser
RU2686131C1 (en) Tubing anchor
RU2731723C1 (en) Casing string centralizer for its rotation during cementing
RU49090U1 (en) LITTLE FLOW CENTRATOR CENTRAL FOR SMALL DIAMETER Casing
US11555365B2 (en) Hydraulically set liner top packer