RU50588U1

RU50588U1 - CASING CENTER FOR TILT AND HORIZONTAL WELLS

Info

Publication number: RU50588U1
Application number: RU2005124106/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Студенский; Виктор Александрович Старов; Шамиль Кашфуллинович Шаяхметов; Тамара Витальевна Иванова; Ильшат Рифович Нуруллин; Азат Шамилевич Шаяхметов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Бурение"
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2006-01-20

Abstract

Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и найдет применение при центрировании колонны обсадных труб при креплении скважин, преимущественно для наклонных и горизонтальных скважин. Центратор, включает полый корпус, выполненный в виде двух колец, соединенных между собой центрирующим ребрами, оси с размещенными на них роликами, при этом оси роликов установлены на центрирующих ребрах, удерживаемые пластинкой, закрепленной центрирующим ребрам с помощью сварки, а в промежутках между центрирующими ребрами наклонно под острым углом установлены потоковращатели, концевые части которых жестко закреплены к корпусу, при этом корпус выполнен удлиненным с наружной поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, и с продольными разрезами, и с выполненными внутренними и наружными резьбовыми нарезками и снабжен втулкой с внутренними резьбовыми нарезками, в ответ на наружные резьбовые нарезки корпуса, образующую с корпусом цангу для фиксации центратора на стенке колонны обсадной труб.The proposal relates to the field of drilling oil and gas wells and will find application in centering the casing string for fixing wells, mainly for deviated and horizontal wells. The centralizer includes a hollow body made in the form of two rings interconnected by centering ribs, axles with rollers placed on them, and the axis of the rollers mounted on centering ribs held by a plate fixed by the centering ribs by welding, and in between the centering ribs Flow guides are installed obliquely at an acute angle, the end parts of which are rigidly fixed to the housing, while the housing is elongated with an outer surface made in the form of a truncated cone, and with a longitudinal cuts, and with internal and external threaded threads, and is equipped with a sleeve with internal threaded threads, in response to external threaded threads of the body, forming a collet with the body for fixing the centralizer on the casing string.

Description

Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и найдет применение при центрировании колонны обсадных труб при креплении скважин, преимущественно для наклонных и горизонтальных скважин.The proposal relates to the field of drilling oil and gas wells and will find application in centering the casing string for fixing wells, mainly for deviated and horizontal wells.

Известно устройство для центрирования колонны обсадных труб в скважине (см. патент Р.Ф. №1528892, 5 Е 21 В 17/10, опубл. в Б.И. №8, 1994 г.), содержащее центрирующие планки с ограничителем прогиба в виде волнообразной складки, и установленные по концам планок муфты. При этом основания склонов и склоны волнообразной складки расположены под острым углом к продольной оси центрирующей планки.A device for centering a casing string in a well (see RF patent No. 1528892, 5 E 21 B 17/10, published in B.I. No. 8, 1994), containing centering strips with a deflection limiter in in the form of a wave-like fold, and couplings installed at the ends of the planks. In this case, the bases of the slopes and the slopes of the wave-shaped fold are located at an acute angle to the longitudinal axis of the centering bar.

Известен также центратор для обсадной колонны (см. А.с. Р.Ф. №1633084, 5 Е 21 В 17/10, опубл. в Б.И. №9, 1991 г.), содержащий корпус с узлом крепления в нижней части, центрирующие ребра, сужающиеся к нижнему торцу. При этом корпус выполнен в виде втулки пятигранного поперечного сечения с тангенциальными отверстиями над узлом крепления для турбулизации потока цементного раствора.Also known is a centralizer for a casing string (see A.S. R.F. No. 1633084, 5 E 21 B 17/10, published in B.I. No. 9, 1991), comprising a housing with an attachment point in the bottom parts that center the ribs, tapering to the lower end. In this case, the casing is made in the form of a five-sided cross-sectional sleeve with tangential openings above the attachment point for turbulence of the cement flow.

Общим недостатком известных центраторов является сложность конструкции, низкая эффективность центрирования колонны в наклонном участке ствола и недостаточная турбулизация жидкости. Они в основном находят применение только в вертикальных скважинах, поскольку в наклонных и горизонтальных скважинах имеется опасность прилегания труб к стенкам ствола скважины и сильный износ не только центрирующих ребер, но и наружных стенок колонны обсадных труб из-за большой силы трения о стенки ствола скважины.A common disadvantage of the known centralizers is the design complexity, low centering efficiency of the column in an inclined section of the barrel and insufficient fluid turbulization. They are mainly used only in vertical wells, since in inclined and horizontal wells there is a danger of the pipes adhering to the walls of the wellbore and there is severe wear not only of the centering ribs, but also of the outer walls of the casing string due to the high friction force on the walls of the wellbore.

Известен также центратор обсадной колонны (см. описание полезной модели к патенту №40646, МПК 7 Е 21 В 17/10, опубл. в Бюлл. №26, 2004 г.) содержащий полый корпус, выполненный в виде двух колец, соединенных между собой центрирующими ребрами, оси с размещенными на них роликами, уменьшающими трение.Also known is a casing centralizer (see the description of a utility model for patent No. 40646, IPC 7 E 21 B 17/10, publ. In Bull. No. 26, 2004) containing a hollow body made in the form of two rings interconnected centering ribs, axes with rollers placed on them to reduce friction.

В этом центраторе недостатки вышеупомянутых центраторов частично устранены.In this centralizer, the disadvantages of the above centralizers are partially eliminated.

Известный центратор по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.The well-known centralizer in technical essence is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Его недостатком является то, что он сложный по конструктивному выполнению и ненадежен в работе, поскольку при спуске он может сместиться с места установки, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах из-за отсутствия надежных стопорных устройств. Кроме того, в сложных скважинных условиях пазы в упругих центрирующих ребрах при спуске быстро забиваются грязью - элементами глинистой корки, глиной и в результате ролики перестают выполнять свои функции. В нем также не предусмотрены потоковращающие элементы, столь необходимые для замещения бурового раствора цементным в кавернозных участках ствола скважины путем турбулизации восходящего потока.Its disadvantage is that it is complex in design and unreliable in operation, since during descent it can move from the installation site, especially in deviated and horizontal wells due to the lack of reliable stopping devices. In addition, in difficult downhole conditions, the grooves in the elastic centering ribs during the descent are quickly clogged with dirt - clay cake elements, clay and as a result the rollers cease to fulfill their functions. It also does not provide flow-forming elements, which are so necessary for replacing the drilling fluid with cement in the cavernous sections of the wellbore by turbulizing the upward flow.

Задачей заявляемой полезной модели является устранение вышеперечисленных недостатков прототипа.The objective of the claimed utility model is to eliminate the above disadvantages of the prototype.

Поставленная задача решается описываемым центратором, включающим полый корпус, выполненный в виде двух колец, соединенных между собой центрирующим ребрами, оси с размещенными на них роликами.The problem is solved by the described centralizer, including a hollow body, made in the form of two rings interconnected by centering ribs, axes with rollers placed on them.

Новым является то, что оси роликов установлены на центрирующих ребрах, удерживаемые пластинкой, закрепленной к центрирующим ребрам с помощью сварки, а в промежутках между центрирующими ребрами наклонно под острым углом установлены потоковращатели, концевые части What is new is that the axes of the rollers are mounted on centering ribs, held by a plate fixed to the centering ribs by welding, and in the spaces between the centering ribs, flow guides, end parts are mounted obliquely at an acute angle

которых жестко закреплены к корпусу, при этом корпус выполнен удлиненным с наружной поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, и с продольными разрезами, и с выполненными внутренними и наружными резьбовыми нарезками и снабжен втулкой с внутренними резьбовыми нарезками, в ответ на наружные резьбовые нарезки корпуса, образующую с корпусом цангу для фиксации центратора на стенке колонны обсадной труб.which are rigidly fixed to the body, while the body is made elongated with an outer surface made in the form of a truncated cone, and with longitudinal cuts, and with internal and external threaded threads and equipped with a sleeve with internal threaded threads, in response to external threaded threads of the body, forming a collet with a housing for fixing the centralizer on the casing string.

Приведенные рисунки поясняют суть предлагаемой полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого центратора, спущенного в скважину в компоновке с колонной обсадных труб и установленный в интервале ствола скважины, где необходимо обеспечить качественное цементирование.The above figures explain the essence of the proposed utility model, where Fig. 1 shows a general view of the proposed centralizer, lowered into the well in an arrangement with a casing string and installed in the interval of the wellbore, where it is necessary to ensure high-quality cementing.

На фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вид на I, где видны удлиненный конец корпуса с внутренними и наружными резьбовыми нарезками для поджима удлиненного конца корпуса втулкой и его фиксации на трубе обсадной колонны.In Fig.2 is the same as in Fig.1, a view of I, where the elongated end of the body with internal and external threaded threads is visible for pressing the elongated end of the body with the sleeve and fixing it on the casing pipe.

На фиг.3 - сечение по А-А фиг.2Figure 3 is a section along aa of figure 2

На фиг.4 - вид на Б фиг.1, где видны ролики, оси которых установлены на центрирующем ребре.Figure 4 is a view of B of figure 1, where the rollers are visible, the axes of which are mounted on the centering rib.

Центратор обсадной колонны содержит корпус (см. фиг.1), выполненный в виде двух колец 1 и 2, верхний и нижний соответственно с центрирующим ребрами 3. Последние могут быть выполнены за одно целое с корпусом путем литья или закреплены к нему сваркой.The casing centralizer comprises a housing (see FIG. 1) made in the form of two rings 1 and 2, the upper and lower respectively with centering ribs 3. The latter can be made integrally with the housing by casting or fixed to it by welding.

Для уменьшения силы трения об стенки ствола скважины, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах центрирующие ребра снабжены роликами 4 (см. фиг.1 и 4). Оси 5 роликов установлены на центрирующих ребрах и удерживаются жестко закрепленными к ним с помощью сварки пластинками 6.To reduce the friction force against the walls of the wellbore, especially in deviated and horizontal wells, the centering ribs are equipped with rollers 4 (see figures 1 and 4). The axis 5 of the rollers are mounted on the centering ribs and are held rigidly fixed to them by welding plates 6.

Для создания эффекта турбулизации, а также вращающего эффекта восходящего потока, и тем самым более полного замещения глинистого бурового раствора тампонажным, в кавернозном участке ствола скважины 7 в промежутках между центрирующими ребрами наклонно под острым углом к образующим корпуса установлены потоковращатели 8, выполненные в виде крыльев, концевые участки которых жестко закреплены к корпусам 1 и 2. Условный внутренний диаметр потоковращателей равен внутреннему диаметру корпусов.To create the effect of turbulization, as well as the rotating effect of the upward flow, and thereby more completely replace the clay mud with grouting, in the spaces between the centering ribs 7 in the cavernous section of the wellbore 7 flow guides 8 are installed, made in the form of wings, end sections of which are rigidly fixed to buildings 1 and 2. The conditional internal diameter of the flow spreaders is equal to the internal diameter of the bodies.

Корпуса 1 и 2 выполнены удлиненными (см. фиг.2) с внутренними и наружными резьбовыми нарезками 9 и 10 соответственно. В пределах удлиненных частей 11 корпусов выполнены разрезы 12 (см. фиг.3). В ответ на наружные резьбовые нарезки 10 на внутренней конической поверхности втулок 13 и 14, выполняющих роль поджимной гайки, выполнена резьбовая нарезка 15. Втулки 13 и 14 вместе с удлиненными частями 11 корпусов образуют стопорное устройство в виде цанги, обеспечивающее надежную фиксацию центратора на колонне обсадных труб 16.Cases 1 and 2 are made elongated (see figure 2) with internal and external threaded threads 9 and 10, respectively. Within the elongated parts 11 of the housings, cuts 12 are made (see FIG. 3). In response to the external threaded threads 10 on the inner conical surface of the sleeves 13 and 14, acting as a compression nut, a threaded thread is made 15. The sleeves 13 and 14 together with the elongated parts 11 of the bodies form a locking device in the form of a collet, which provides reliable fixation of the centralizer on the casing string pipes 16.

Центратор работает следующим образом.The centralizer works as follows.

Сначала его одевают на спускаемые колонны обсадных труб 16 и в необходимом месте закрепляют его с помощью втулок 13 и 14, завинчиванием их на удлиненные части 11 корпуса. При этом части 17 корпуса разделенные разрезом 12 под усилием завинчивания деформируются и прижимаются к стенкам колонны обсадных труб 16 и своими внутренними резьбами 9 врезаются в ее тело. Так происходит надежная фиксация центратора на трубах обсадной колонны.First, it is worn on the casing string 16 and in the required place it is fixed using the bushings 13 and 14 by screwing them onto the elongated body parts 11. In this case, the housing parts 17 separated by a section 12 under the screwing force are deformed and pressed against the walls of the casing string 16 and cut into its body with its internal threads 9. This is how the centralizer reliably fixes on the casing pipes.

Затем колонну обсадных труб 16 с центраторами спускают в скважину в интервалы, где требуется обеспечить качественное цементное кольцо в затрубном пространстве. Вследствие образования цементного камня равной толщины вокруг колонны обсадных труб в зоне расположения центратора качество разобщения пластов получается высокой. При спуске ролики 4 Then the casing string 16 with centralizers is lowered into the well at intervals where it is required to provide a high-quality cement ring in the annulus. Due to the formation of cement stone of equal thickness around the casing string in the area of the centralizer, the quality of formation separation is high. Downhill Rollers 4

установленные на центрирующих ребрах 3, перекатываясь по стволу скважины, облегчая спуск одновременно защищают от износа истиранием не только центрирующие ребра, но и стенки колонны обсадных труб 16.mounted on the centering ribs 3, rolling along the wellbore, facilitating the descent, at the same time protect not only the centering ribs, but also the walls of the casing string 16 from abrasion by wear.

В процессе цементирования тампонажный раствор, попадая из трубного пространства в затрубное, и проходя между потоковращателями 8, получает турбулентное и вращательное движение, тем самым, обеспечивая более полное замещение бурового раствора тампонажным, уменьшается вероятность включения в цементное кольцо бурового раствора.In the cementing process, the cement slurry, falling from the pipe space into the annular space, and passing between the flow spreaders 8, receives a turbulent and rotational movement, thereby providing a more complete replacement of the drilling fluid with grouting, the likelihood of the inclusion of drilling fluid in the cement ring is reduced.

Технико-экономическое преимущество предлагаемой полезной модели заключатся в следующем.The technical and economic advantage of the proposed utility model is as follows.

Благодаря предлагаемому конструктивному выполнению центратора обеспечивается надежное закрепление центратора к колонны обсадных труб, качественное цементирование, повышается эксплуатационная надежность скважины.Thanks to the proposed design of the centralizer, the centralizer is securely fixed to the casing string, high-quality cementing, and the operational reliability of the well is increased.

Claims

Casing centralizer for deviated and horizontal wells, including a hollow body made in the form of two rings interconnected by centering ribs, axles with rollers placed on them, characterized in that the axis of the rollers are mounted on centering ribs, held by a plate fixed to the centering ribs by welding, and in the intervals between the centering ribs, flow guides are installed obliquely at an acute angle, the end parts of which are rigidly fixed to the housing, while the housing is elongated with an outer surface shaped as a truncated cone made with inner and outer threaded sleeve and is provided with internal threading in response to external threadings housing forming with the housing for locking collet centralizer on the casing wall.