RU94620U1

RU94620U1 - CURING TURBULATOR-CENTRATOR

Info

Publication number: RU94620U1
Application number: RU2009149764/22U
Authority: RU
Inventors: Ирек Сулейманович Катеев; Тимур Рустемович Катеев; Рустем Ирекович Катеев; Олег Евгеньевич Старов; Анвар Мухаметзянович Мухамадиев
Original assignee: Ирек Сулейманович Катеев
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2010-05-27

Abstract

1. Турбулизатор-центратор для обсадной колонны, включающий корпус в виде двух колец с окнами для забивания через них стопорных клинов в канавки, выполненные с внутренней стороны колец, предназначенных для закрепления турбулизатора-центратора к трубе обсадной колонны, и спиралевидно расположенные турбулизирующие лопасти, выполненные полусферической формы снаружи в сечении и заодно целое с корпусом путем литья, разделенные наклонно расположенными отверстиями, отличающийся тем, что окна для ввода стопорных клинов выполнены в количестве двух единиц в каждом кольце, расположенных на различных уровнях и на одной и той же стороне, одно из окон на каждом кольце выполнено в торцевой части турбулизирующей лопасти, при этом канавки расположены по обе стороны от окон, форма и длина которых выполнены по форме и длине стопорных клинов. ! 2. Турбулизатор-центратор по п.1, отличающийся тем, что стопорные клины выполнены в виде одностороннего клина с фиксирующими зубчатыми насечками на его наклонной поверхности в продольном направлении в количестве не менее четырех единиц для каждого кольца из расчета по два клина для каждого окна для забивания их в противоположные стороны до положения «заподлицо». 1. The turbulizer-centralizer for the casing string, comprising a housing in the form of two rings with windows for driving the stopper wedges through them into grooves made on the inside of the rings intended for fastening the turbulizer-centralizer to the casing pipe, and spiral-shaped turbulizing blades made hemispherical shape outside the cross section and at the same time integrally with the body by casting, separated by inclined holes, characterized in that the windows for entering the locking wedges are made in quantity a number of units in each ring located at different levels and on the same side, one of the windows on each ring is made in the end part of the turbulizing blade, while the grooves are located on both sides of the windows, the shape and length of which are made in shape and length lock wedges. ! 2. The turbulizer-centralizer according to claim 1, characterized in that the locking wedges are made in the form of a one-sided wedge with fixing serrated notches on its inclined surface in the longitudinal direction in an amount of at least four units for each ring, based on two wedges for each window for driving them in opposite directions to the flush position.

Description

Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам наружной оснастки обсадной колонны, в частности к турбулизаторам-центраторам.The proposal relates to the field of drilling oil and gas wells, and in particular to means of external rigging of the casing string, in particular to centralizer turbulators.

Известно устройство для турбулизации потока жидкости в скважине (см. патент РФ N 2159839, 7 Е21В 17/10, опубл. в БИ N 33, 27.11.2000 г. под названием «Центратор-турбулизатор для обсадной колонны»), содержащее полый корпус в виде двух колец со спиралевидными центрирующими ребрами, наклонно закрепленными к корпусу, играющими одновременно роль турбулизатора, и крепежные элементы для закрепления его к трубам обсадной колонны.A device is known for turbulizing the fluid flow in a well (see RF patent N 2159839, 7 ЕВВ 17/10, published in BI N 33, 11/27/2000 under the name "Centralizer-turbulator for casing"), containing a hollow body in in the form of two rings with spiral centering ribs inclined to the body, playing at the same time the role of a turbulator, and fasteners for fixing it to the casing pipes.

Недостатком известного центратора-турбулизатора является низкая эффективность турбулизации, сложность конструкции, а также ненадежность крепежных элементов.A disadvantage of the known centralizer-turbulator is the low efficiency of turbulization, the complexity of the design, as well as the unreliability of the fasteners.

Известен также отклонитель направления потока (см. описание к патенту РФ №49090 МПК Е21В 17/10, опубл. в БИ N 31, 10.11.2005 г., под названием «Центратор-отклонитель потока корончатый для обсадной колонны»), содержащий корпус в виде патрубка с наклонно выполненными окнами виде прорези под углом 25-45° к образующим его наружной поверхности, ограниченными с нижней стороны кольцом. При этом центрирующие элементы, выполняющие одновременно роль турбулизатора потока, размещенные между прорезями выполнены полусферической формы в сечении и жестко закреплены к корпусу.Also known is a diverter of the flow direction (see the description of the patent of the Russian Federation No. 49090 IPC Е21В 17/10, published in BI N 31, 11/10/2005, under the name "Centralized diverter of the crown crown for the casing"), containing the housing in in the form of a pipe with oblique windows made in the form of a slot at an angle of 25-45 ° to the outer surface that forms it, bounded by a ring on the lower side. In this case, the centering elements, which simultaneously perform the role of a flow turbulizer, placed between the slots, are made hemispherical in cross section and are rigidly fixed to the body.

Недостатком известного отклонителя направления потока является низкая эффективность турбулизации потока и нетехнологичность его изготовления.A disadvantage of the known diverter flow direction is the low efficiency of the turbulization of the flow and low-tech production.

Указанные выше недостатки приведенных аналогов частично устранены в турбулизаторе потока жидкости (см. описание к патенту РФ №47945 МПК Е21В 17/10, опубл. в БИ N 25, 10.09.2005 г., под названием «Центратор-вращатель потока корончатый»), содержащий полый корпус, концевая часть которого выполнена в виде кольца с окнами для забивания через них стопорных элементов в виде клина в канавки, выполненные с внутренней стороны кольца для закрепления турбулизатора к трубам обсадной колонны, и турбулизирующие элементы, выполняющие одновременно роль центрирующих элементов, выполнены выпуклой формы, разделенные наклонно расположенными отверстиями.The above disadvantages of the above analogues are partially eliminated in the fluid flow turbulator (see the description of the patent of the Russian Federation No. 47945 IPC Е21В 17/10, published in BI N 25, 09/10/2005, under the name "Crown Rotator-Rotator"), comprising a hollow body, the end part of which is made in the form of a ring with windows for driving through them stop elements in the form of a wedge into grooves made on the inside of the ring to secure the turbulator to the casing pipes, and turbulence elements, which simultaneously serve as centering elements elements made convex in shape, separated by inclined holes.

Общим недостатком указанных аналогов является то, что в них турбулизирующие элементы, выполняющие роль центраторов установлены без учета эксцентриситета (смещения осей) колонны относительно оси скважины, в результате не исключается одностороннее соприкосновение колонны труб со стенками ствола скважины, а также недостаточная эффективность турбулизации восходящего потока.A common drawback of these analogues is that in them the turbulizing elements acting as centralizers are installed without taking into account the eccentricity (displacement of the axes) of the column relative to the axis of the well, as a result, the pipe string does not exclude unilateral contact with the walls of the wellbore, as well as insufficient efficiency of turbulation of the upward flow.

Известен также турбулизатор-центратор, (см. описание к П/М №83095 МПК 7 Е21В 17/10, опубл. 2009 г.), включающий корпус в виде двух колец с окнами, для забивания через них стопорных клинов в канавки, выполненные с внутренней стороны колец, предназначенными для закрепления турбулизатора-центратора к трубе обсадной колонны, и спиралевидно расположенные турбулизирующие лопасти, выполненные полусферической формы снаружи в сечении и заодно целое с корпусом путем литья, разделенные наклонно расположенными отверстиями.A turbulizer-centralizer is also known (see description to P / M No. 83095 MPK 7 ЕВВ 17/10, publ. 2009), including a housing in the form of two rings with windows, for driving stop wedges through them into grooves made with the inner side of the rings, designed to fix the turbulizer-centralizer to the casing pipe, and spiral-shaped turbulizing blades, made hemispherical in shape in cross section from the outside and at the same time integrally with the body by casting, separated by inclined holes.

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

Его недостатком является то, что из-за ненадежности узла крепления к трубам обсадной колонны на практике есть случаи смещения их с места установки.Its disadvantage is that due to the unreliability of the attachment site to the casing pipes, in practice there are cases of displacement from the installation site.

Технической задачей предложения является создание полезной модели, устраняющей указанный недостаток прототипа.The technical task of the proposal is to create a utility model that eliminates the specified disadvantage of the prototype.

Поставленная задача решается описываемым турбулизатором-центратором для обсадной колонны, включающим корпус в виде двух колец с окнами для забивания через них стопорных клинов в канавки, выполненные с внутренней стороны колец, предназначенными для закрепления турбулизатора-центратора к трубе обсадной колонны, и спиралевидно расположенные турбулизирующие лопасти, выполненные полусферической формы снаружи в сечении и заодно целое с корпусом путем литья, разделенные наклонно расположенными отверстиями.The problem is solved by the described casing turbulator-centralizer, comprising a casing in the form of two rings with windows for driving stop wedges through them into grooves made on the inner side of the rings, intended for fixing the centralizer-turbulator to the casing pipe, and spiral-shaped turbulizing blades made hemispherical outside the cross section and at the same time integrally with the body by casting, separated by inclined holes.

Новым является то, что окна для ввода стопорных клинов выполнены в количестве двух единиц в каждом кольце, расположенных на различных уровнях и на одной и той же стороне, одно из окон на каждом кольце выполнено в торцевой части турбулизирующей лопасти, при этом канавки расположены по обе стороны от окон, форма и длина которых выполнены по форме и длине стопорных клинов.New is that the windows for introducing retaining wedges are made in the amount of two units in each ring located at different levels and on the same side, one of the windows on each ring is made in the end part of the turbulent blade, while the grooves are located on both sides of the windows, the shape and length of which are made according to the shape and length of the locking wedges.

Стопорные элементы выполнены в виде одностороннего клина с фиксирующими зубчатыми насечками на его наклонной поверхности в продольном направлении в количестве не менее четырех единиц для каждого кольца из расчета по два клина для каждого окна для забивания их в противоположные стороны до положения «заподлицо»The locking elements are made in the form of a one-sided wedge with fixing serrated notches on its inclined surface in the longitudinal direction in an amount of at least four units for each ring based on two wedges for each window for driving them in opposite directions to the “flush” position

Представленные рисунки поясняют суть заявляемой полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид турбулизатора-центратора, одетый на отрезок обсадной трубы.The presented drawings explain the essence of the claimed utility model, where Fig. 1 shows a general view of a turbulator-centralizer, dressed on a piece of casing.

На фиг.2 - фрагмент закрепления турбулизатора-центратора к трубе обсадной колонны стопорными клинами через одного из окон корпуса, в разрезе.Figure 2 is a fragment of the fixing of the turbulizer-centralizer to the casing pipe with stop wedges through one of the case windows, in a section.

На фиг.3 - изображен стопорный клин для закрепления турбулизатора-центратора к трубе обсадной колонны, вид сбоку.Figure 3 - shows a locking wedge for fixing the turbulizer-centralizer to the casing pipe, side view.

На фиг.4 - то же, что и на фиг.3, вид сверху на наклонную поверхность клина, где видны выполненные в продольном направлении зубчатые насечки.In Fig.4 is the same as in Fig.3, a top view of the inclined surface of the wedge, where the notched grooves made in the longitudinal direction are visible.

Заявляемый турбулизатор-центратор содержит корпус в виде двух колец 1 и 2 (см. фиг.1) заодно целое с ними выполненными путем литья турбулизирующими лопостями 3, одновременно выполняющими роль центратора, выполненными в свою очередь выпуклой сфероидной формы и расположенными наклонно спиралевидно, которые отстоят друг от друга на равных расстояниях и образуют отверстия для прохода цементного раствора. Экспериментальными исследованиями установлено, что количество турбулизирующих элементов в четыре единицы является оптимальным. В кольцах 1 и 2 выполнены окна 4, 5 и 6, 7 соответственно в количестве двух единиц в каждом кольце, расположенные на различных уровнях и на одной и той же стороне. Окна 4 и 7 на кольцах выполнены в торцевой части турбулизирующей лопасти 8. В кольцах выполнены внутренние канавки 9 и 10 (см. фиг.2) эксцентричной механической обработкой, расположенные по обе стороны в противоположных направлениях от каждого из окон 4, 5, 6, 7, по форме и длине равные форме и длине стопорных клинов 11 и 12, которые имеют одинаковые геометрические размеры. Стопорные клины (см. фиг.3) выполнены плоскими и односторонними. На их наклонной поверхности 13 в продольном направлении выполнены фиксирующие зубчатые насечки 14 (см. фиг.4) в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму. Стопорный клин изготавливают в количестве не менее четырех единиц для каждого кольца из расчета по два клина для каждого окна, для забивания их в канавки 9 и 10 в противоположные направления до положения «заподлицо».The inventive turbulizer-centralizer contains a housing in the form of two rings 1 and 2 (see Fig. 1) integrally with them made by molding turbulizing blades 3, at the same time acting as a centralizer, made in turn a convex spheroidal shape and located obliquely spiral, which are spaced apart from each other at equal distances and form holes for the passage of cement mortar. Experimental studies have found that the number of turbulizing elements in four units is optimal. In rings 1 and 2, windows 4, 5 and 6, 7 are made, respectively, in the amount of two units in each ring, located at different levels and on the same side. Windows 4 and 7 on the rings are made in the end part of the turbulizing blade 8. In the rings there are internal grooves 9 and 10 (see figure 2) by eccentric machining located on both sides in opposite directions from each of the windows 4, 5, 6, 7, in shape and length equal to the shape and length of the locking wedges 11 and 12, which have the same geometric dimensions. The locking wedges (see figure 3) are made flat and one-sided. On their inclined surface 13 in the longitudinal direction, fixing gear notches 14 (see FIG. 4) are made in the form of grooves and protrusions having a triangular shape in cross section. The locking wedge is made in an amount of at least four units for each ring, based on two wedges for each window, for driving them into grooves 9 and 10 in opposite directions to the flush position.

Турбулизатор-центратор работает следующим образом.Turbulator centralizer operates as follows.

Перед спуском обсадной колонны в скважину их одевают на трубы 15 обсадной колонны (см фиг.1) и закрепляют стопорными клинами 11. Для этого через окна 4, 5 и 6, 7 колец 1 и 2 соответственно, сообщающие наружное пространство с канавками 9 и 10, (см фиг.2) вводят стопорные клины 11 и 12, направив наклонную их поверхность 13 с фиксирующими зубчатыми насечками 14 к наружной поверхности обсадной трубы. Затем ударом молотка стопорные клины перемещают до полного утопления в канавки 9 и 10 колец 1 и 2. Стендовыми испытаниями установлено, что более надежное фиксирование турбулизатора-центратора достигается тогда, когда через каждое окно забивают по два стопорных клина в противоположные направления до положения «заподлицо», как это изображено на фиг.2.Before the casing is lowered into the well, they are put on the casing pipes 15 (see FIG. 1) and secured with retaining wedges 11. To do this, through the windows 4, 5 and 6, 7 of rings 1 and 2, respectively, communicating the outer space with grooves 9 and 10 , (see figure 2) enter the locking wedges 11 and 12, sending their inclined surface 13 with the fixing gear notches 14 to the outer surface of the casing. Then, with a hammer blow, the locking wedges are moved until rings 1 and 2 are completely drowned into the grooves 9 and 10 of the bench. It was established by bench tests that more reliable fixation of the turbulator-centralizer is achieved when two locking wedges are driven through each window in opposite directions to the “flush” position as shown in figure 2.

Турбулизаторы-центраторы устанавливают на колонне обсадных труб в наиболее ответственных местах разреза скважины, например, в кавернозных участках, в зоне продуктивного пласта и где необходимо обеспечить минимальный эксцентриситет колонны относительно ствола скважины.Centralizer turbulators are installed on the casing string in the most critical sections of the well section, for example, in cavernous sections, in the zone of the reservoir and where it is necessary to ensure minimal eccentricity of the string relative to the wellbore.

Цементирование скважины при спущенной в нее колонны обсадных труб с турбулизаторами-центраторами осуществляют по принятой технологии с использованием цементировочных агрегатов.Well cementing with a casing string lowered into it with turbulators-centralizers is carried out according to the adopted technology using cementing aggregates.

В процессе цементирования выходящий поток тампонажного раствора проходит между турбулизирующими лопастями и, получив турбулентное движение, вытесняет глинистый буровой раствор вверх. Происходит замещение глинистого бурового раствора тампонажным. Кроме того, за счет исключения одностороннего прилегания колонны труб к стенкам ствола скважины обеспечивается образование цементного камня вокруг колонны на все 360°, следовательно, повышая и качество крепления.In the process of cementing, the outflowing cement slurry flows between the turbulizing blades and, having received a turbulent motion, displaces the clay mud up. Clay drilling mud is being replaced by grouting. In addition, due to the exclusion of one-sided abutment of the pipe string to the walls of the wellbore, the formation of cement stone around the column by 360 ° is ensured, therefore, improving the quality of fastening.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.The technical and economic advantage of the proposal is as follows.

Благодаря тому, что закрепление турбулизатора-центратора к трубам обсадной колонны стопорными клинами осуществляют на различных уровнях и на одной стороне обеспечивается повышенная надежность крепления, выдерживает большие усилия страгивания. Это предотвращает смещение их с мест установки, следовательно обеспечивает точную установку в необходимом интервале.Due to the fact that the fixing of the turbulizer-centralizer to the casing pipes with stop wedges is carried out at various levels and on one side the increased fastening reliability is provided, withstands large stragging forces. This prevents them from moving from the installation site, therefore, ensures accurate installation in the required interval.

Использование турбулизатора-центратора предлагаемой конструкции улучшает проходимость колонны обсадных труб за счет касания к стенке скважины двумя соседними вершинами сфероидов турбулизирующих лопастей, предотвращая формирование сальников из глинистой корки и уменьшая силы трения со стенками скважины, таким образом, исключая аварийные ситуации. Обеспечивается качество крепления скважины, следовательно, и разобщения пластов.The use of a turbulizer-centralizer of the proposed design improves the permeability of the casing string by touching the turbulent blades with two adjacent peaks of spheroids to the wall of the well, preventing the formation of clay seals and reducing friction with the walls of the well, thus eliminating emergency situations. The quality of the well attachment, therefore, and the separation of the layers is ensured.

На дату подачи заявки турбулизатор-центратор испытан в промысловых условиях. Результаты испытаний положительные.At the filing date, the turbulator-centralizer was tested in the field. The test results are positive.

Claims

1. The turbulizer-centralizer for the casing string, comprising a housing in the form of two rings with windows for driving the stopper wedges through them into grooves made on the inside of the rings intended for fastening the turbulizer-centralizer to the casing pipe, and spiral-shaped turbulizing blades made hemispherical shape outside the cross section and at the same time integrally with the body by casting, separated by inclined holes, characterized in that the windows for entering the locking wedges are made in quantity a number of units in each ring located at different levels and on the same side, one of the windows on each ring is made in the end part of the turbulizing blade, while the grooves are located on both sides of the windows, the shape and length of which are made in shape and length lock wedges.

2. The turbulizer-centralizer according to claim 1, characterized in that the retaining wedges are made in the form of a one-sided wedge with fixing serrated notches on its inclined surface in the longitudinal direction in an amount of at least four units for each ring based on two wedges for each window for driving them in opposite directions to the flush position.