TW583380B - Method for the centralization of casings for lean profile applications - Google Patents

Description

583380 五、發明說明（1 ) 發明之領域 本發明係關於一種應用於傾斜外形之鑽孔套管中央 化的方法，其實質包括把陶瓷材料之條帶施加在套管 之外壁上。 先前之技術說明 在鑽油井時，要實施孔內之固定套管之操作。包括 將特定套管定位在，相關於所達到之深度及所穿過而 形成之特徵的預定間隔處。 當實行固定套管之時，爲了保證套管能容易降入油 井中，一般必須確保套管之外徑與孔直徑（間隙）之間 的差保持在足夠的高間隙値。 在鑽孔期間，依照傳統的技術，在套管與孔之間的 間隙的變動，可從表面及/或中間階段約爲6-7吋（15-1 6公分），直到較深階段爲一吋。例如，20吋導體管 用於26吋之孔；133/8吋之套管用於17V2吋之孔； 95/8吋之套管用於12V4之孔；7吋之套管用於8V2吋 之孔。 採用高間隙値之必要性是與，具有較大直徑/厚度 之管子的高剛性，以及鑽出完美的垂直孔之不可能性 及/或具有可控制曲度有關。事實上，管子之不佳的撓 性連同孔某種程度之不規則性（偏差，扭曲及/或擠壓） 可使套管降入井中問題重重，尤其是在表面及/或中間 階段更是如此。 583380 五、發明說明（2) 依照傳統的技術，需要鑽出一個相對於套管具有較 大直徑之孔，以，保證套管在表面及/或中間階段之期間 能降到井之底部，結果造成大量的廢棄物以及機器設 備停留在地上之時間很長，因而形成很長的鑽孔時間 及高成本。 本發明人爲待審之意大利專利申請案公元 2000.5.01提出之MI 2000A 000007之所有人，其乃關 於鑽油井及特定套管之同時定位之改進的方法，其特 徵爲就整個所期望之油井深度而論，可或多或少保持 恆定之間隙，其包括完成所要油井部份之鑽孔，藉由 使用垂直度及/或曲度控制用之自動設備以維持孔之高 度規則性。 此鑽孔方法可使油井之上部分（表面及中間階段）的 尺寸被減少而具有與套管相同直徑。如此可使材料（如 泥漿，水泥及鋼）實質減少，並且因而使廢棄物減少。 此技術亦可避免鑽出相關於所欲定位之套管太高直徑 的孔之必要性，此即意味著與傳統技術比較，可鑽出 較小直徑之孔。所有這些對鑿件之前進速率有正面之 效果，因此可使鑽孔時間減少，連帶地可減少成本。 依照該發明之技術，亦可節省很大的作業成本，因爲 井之垂直度及/或規則曲度可使所有工作及井之插入操 作容易。 此方法包括一種鑽孔及允許套管定位之放置套管技

583380 五、發明說明（3 ) 術 ，其以一個或多或少恆定之間隙値操作，其 値 在 所 期 望之整個井深度上約爲1.5吋（3-4公分）。以 較 小 之 間 隙操作之事實，在以相同數目之套管及相同 套 管 之 末 端直徑下，可使井之上部分的尺寸大大地減少。 此解決方案尤其適用於深的、垂直的、或離 線 之 井 的 應用，此外，在低可鑽性及/或軌跡控制很難 之 形成 之 情況下亦可適用。在這些情況中，採用所述 之 技 術 時 ，可獲得節省相當的時間及鑽孔成本。 在上所提起之鑽孔方法中，如同一般所有傾 斜 外形 之 應用，當以傳統程序進行套管之中央化時是 非 常 困 難 的。 此困難度是由於缺乏物理空間，用於中央化 系 統 之 機 械安裝（減少空間對應於機械脆弱性）。 隨著孔之傾斜增加，由於較高之套管/孔壁 干 涉 ， 困 難度亦增加，很明顯地，在孔部上或多或少 之 嚴 重 彎 曲亦較大。 然而，缺乏套管之中央化具有下列缺點： • 增加摩擦因素，此會增加套管之磨損因而減 少 隨 後 抵 抗的特性； • 套管之楔作用之風險增加，因而有無法將套 管 成 功 且 正確地下降到底部之風險； 參 在流動旁通區域處之不平衡； 在套管位移期間，由於水泥流動渠路而引起 -5- 黏 接 品

583380 五、發明說明（4) 質之降低。 對傳統（標準）井之外形，這些問題可由套管之中央 化而急遽地減少。 事實上，中央化是由沿著套管之外表面插入許多的 彈性金屬葉（相同於葉片彈簧）而達到，因而具有延伸 出之直徑與孔直徑相當，可使套管與壁保持一個距 離，並且對孔之軸心成均勻地中央定位： 然而，此解決方案無法應用在傾斜外形之情況，因 爲. • 所有現有之市販標準中央定位器有一個葉片支持體 以及一個止環用來將中央定位器連接到管子；如此增 加了整個體積，因而排除了其應用到減小直徑間隙的 系統； • 用於特殊應用之中央定位器，如內套管之中央定位 器，可大大地改進套管之整個剛性，反之，亦必須維 持良好的彈性（可撓性），以便能夠密切跟隨著孔之幾 何形狀。 本發明人已發現，按照本發明之目的，可藉由將陶 瓷材料帶施加在套管之外壁上而完成鑽孔套管之中央 化，因而可克服所有先前技術之缺點。 發明之扼要說明 因此，本發明之目的是關於一種將鑽孔套管中央化 的方法，以應用於傾斜外形，傾斜外形爲垂直及離線

583380 五、發明說明（5 ) (off-line)，此方法包括有下列操作： • 在所涉及之套管部位上，施加一黏合帶，其具有 一或多個收容孔以及快速可調整的拉桿閉合器； • 將適當模具塞入設於黏合帶之收容孔中； •將塑膠材料射入模具中，塑膠材料之特徵爲具有高 機械強度，高度表面黏著以及抵抗由摩擦產生之磨 損，並且在定位時比套管之彈性高； •一旦塑膠材料硬化成模具之形狀後，則移除去該黏 合帶。 上述方法之一個重要優點在於，能在工地現場上直 接地完成，因而，可獲得中央定位器，其形狀、尺 寸，數量及位置，可對應於操作需要而建立一個優先 順序。事實上，該中央定位器將被產生之位置、長度 及厚度，可相關於套管的直徑、套管所沿著而降下之 孔部分之長度及傾斜角事先予以計算及決定。 一旦突出特徵已決後之後，管子被鼓風（blasted)以 獲得一個表面，其可確保樹脂之正確黏著。在鼓風階 段終了時，每一個管子皆具有一個特定之黏合帶，其 是使用由具有高強度之塑膠材料所製成之透明板1所 完成（第1 A、B圖），具有快速可調整拉桿閉合器2， 可容納壓鑄模具3。第2A圖顯示一個例子，其中具有 最小爲1到最大爲3個壓鑄模具3。 每一個模具3皆具有一個特定之注射孔4，透過此

583380 五、發明說明（6)

注射孔4，藉由一個位於樹脂與硬化劑之間的適當之 攪拌系統所獲得之樹脂化合物可透過此孔注入。如此 所獲得之黏合帶-模具系統，在一方面，可使中央定位 器可在徑向及軸向兩者上，正確地沿著管子定位且維持 距離；另一方面，其可保證中央定位器之規則形狀，保 持它們在正確的位置上，一直到催化劑/樹脂系統之結 合反應產生爲止。一旦中央定位器之硬化所須之結合時 間完了，則可移除黏合帶及相關之壓鑄成型器。 附圖之簡單說明 第1 A圖代表塑膠材料之透明板的俯視圖，其中圓 形點線及箭號表示移動至工作位置的方向，第1 B圖 爲其前視圖； 第2A圖顯示相同的板，其閉合系統處在閉合位置 之前視圖；第2B圖顯示第2A圖圓圈部分2C的閉合 系統的側視圖；第2C圖爲第2B圖的俯視圖；

第3A、B圖分別表示閉合系統之拉桿閉合器的前 視圖及俯視圖；第3 C、D圖分別表示可調整拉桿閉合 器用之鉤部的前視及俯視圖。 1明較佳竇施例之詳細說明 參照本發明之附圖，其目的僅爲顯示本發明之目 的，第1A、B圖代表塑膠材料之透明板1的細節，在 其兩端分別固定快速拉桿閉合器2及鉤部5，被用來 將板1環繞在套管後予以扣住，及可看到用來插入模 583380 五、發明說明（7) 具3之收容孔。 第2A圖接著顯示相同的板1，以快速可調整拉桿 閉合器2及鉤部5圍繞著套管，並且在第2B& 2C圖 顯示相同的閉合器2及鉤部5之細節。 該閉合器2亦顯示於第3A、B圖。而第3、D圖顯 示代表用於可調整拉桿閉合器2用之鉤部5 。 上述所具體化的套管之中央化的方法及在此所包含 的操作步驟，其有效性已獲得確認，吾等仍要再次強 調，該方法之主要特徵在於有兩個要件： • 一種樹脂化合物，其特徵爲具有高機械強度，高度 表面黏著及抵抗內摩擦產生之磨損，並且在定位時比套 管之彈性高。 • 中央定位器能在工地現場直接生產，且可相對於操 作需要，而適當地改變形狀，尺寸，數目及位置。 自然地，樹脂材料有一個主要功能；任何已知材料 可被適用，只要其具有適當品質的話，例如可使用高 強度環氧樹脂。 主要元件符號說明： 1 透明板 2 拉桿閉合器 3 模具 4 注射孔 5 鉤部

Claims (1)

1. 583380

   六、申請專利範圍 第9 1 1 1 2524號「用於傾斜外形類型之套管中央化的方_ 」專利案 (92年6月修正） 六申請專利範圍： 1· 一種用於傾斜外形類型之套管中央化的方法，傾余斗 外形爲垂直及離線，此方法包括有下列步驟： _在所涉及之套管部位上，施加一黏合帶，其具 有一或多個收容孔以及快速可調整拉桿閉合器； ♦將適當模具塞入設於黏合帶之收容孔中； ♦將塑膠材料注入模具中，塑膠材料之特徵爲具 有高機械強度，高度表面黏著以及抵抗由摩擦產生 ；$：磨損’並且定位時比套管之彈性高； _ 一旦塑膠材料硬化成模具之形狀後，移除該黏 合帶。 2.如申請專利範圍第1項之用於傾斜外形類型之套管 的方法，其中黏合帶包含有最多三個收容 孔。 3·如申請專利範圍第1項之用於傾斜外形類型之套管中 & & @方法’其中注入到模具中之塑膠材料爲環氧樹