Центратор для колонны труб, спускаемой в наклонно-горизонтальную скважину

Центратор для колонны труб, спускаемой в наклонно-горизонтальную скважину

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для центрирования обсадных, бурильных и насосно-компрессорных труб или спускаемого с ним скважинного оборудования -глубинного насоса, устройства для спуска самоуплотняющего пакера для промывки фильтра и самого фильтра и т.д.

Известен центратор для бурильного инструмента (см. а.с. №1244277, МПК E21B 17/10, опубл. в БИ №26, 15.07.86 г.), содержащий полый корпус с присоединительными элементами на концах, установленный на нем цилиндр с возможностью вращения с центрирующими ребрами на боковой поверхности.

Недостатком известного центратора является неэффективность его использования в наклонных и горизонтальных скважинах из-за возможности одностороннего прилегания центрирующих труб бурильных, обсадных или насосно-компрессорных или других глубинных оборудований к стенкам скважины, поскольку при этом не достигается точная центровка.

Известен также центратор (см. патент RU №2055975, МПК 6E21B 17/10, опубл. в БИ №7, 10.03.1996 г.), содержащий полый корпус с присоединительными элементами на концах, установленный на нем с возможностью вращения эксцентричный цилиндр с рабочими центрирующими элементами вмонтированными на его боковой поверхности с возможностью вращения.

Известный центратор по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

В нем недостатки аналога частично устранены, однако и он не лишен недостатков. Так, например, он также металлоемок, при этом ввиду своей конструктивной особенности его применение ограничено. Так, например, он при попытке использования в качестве центратора обсадной колонны создает противодавление восходящему потоку цементного раствора в заколонном пространстве скважины, оказывая повышенное сопротивление, что может привести к гидроразрыву пластов, снижая тем самым качества цементирования наклонных и горизонтальных скважин.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение металлоемкости, повышение эффективности и надежности работы, расширения области его применения.

Поставленная техническая задача решается описываемым центратором включающим полый корпус, установленный на нем с возможностью вращения эксцентричный цилиндр с центрирующими рабочими элементами, вмонтированными с возможностью вращения.

Новым является то, что на наружной поверхности цилиндра со стороны его эксцентричности выполнены выборки в продольном направлении с образованием ребер между ними, при этом центрирующие рабочие элементы вмонтированы на указанных ребрах, причем один из них со стороны большей эксцентричности выполнен в виде ролика.

Новым является и то, что рабочие элементы может быть выполнены в виде роликов или подпружиненных шаров, или в их сочетании.

Новым является также и то, что корпус может быть выполнен в виде муфты или патрубка.

Новым является и то, что его корпус может быть выполнен в виде муфты или патрубка, при этом на корпусе в виде патрубка выполнены отверстия с резьбовой нарезкой под стопорные болты для закрепления его к колонне труб, или могут быть выполнены элементы для цангового закрепления.

Представленные рисунки поясняют суть изобретения, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого центратора в частичном разрезе, у которого корпус выполнен с элементами связи для присоединения к трубе НКТ, к бурильной или обсадной колонне, или спускаемого на трубах глубинного оборудования, видны также шары, связывающие корпус с эксцентричным цилиндром, установленным на его наружной поверхности.

На фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, когда корпус выполнен в виде патрубка, в котором над и под эксцентричным цилиндром выполнены отверстия под стопорные болты, а также видны выполненные элементы для цангового крепления.

На фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 1, где видны корпус, эксцентричный цилиндр с выборками, выполненными в продольном направлении с образованием ребер, центрирующие рабочие элементы цилиндра, выполненные в виде роликов, смонтированные на ребрах, в сечении.

На фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, где один из центрирующих рабочих элементов выполнен в виде ролика и смонтирован на ребре со стороны большей эксцентричности, а остальные рабочие элементы в виде подпружиненных шаров, в сечении.

Заявляемый центратор содержит полый корпус, который может быть выполнен в виде муфты 1 (см. фиг. 1), спускаемой в скважину в составе колонны труб, или в виде патрубка 2 (см. фиг. 2), что позволяет установить центратор на любой части трубы колонны. На корпусах 1 и 2 с возможностью вращения установлены эксцентричные центрирующие цилиндры 3 одинакового размера, связанные с корпусами с помощью шаров 4, расположенных в кольцевых канавках 5 и 6 корпуса и цилиндра соответственно. На наружной поверхности цилиндра 3 со стороны эксцентричности выполнены выборки 7-10 в продольном направлении с образованием ребер 11-15, на которых вмонтированы с возможностью вращения центрирующие рабочие элементы. Один из рабочих элементов со стороны большей эксцентричности выполнен в виде ролика 16, установленного на оси 17 с возможностью вращения. Рабочие элементы могут быть выполнены в виде подпружиненных шаров 18, или их сочетание с роликами, как это изображено на фиг. 4, либо в виде роликов 16, 19 и 20 (см. фиг. 3). Для корпуса, выполненного в виде патрубка 2, в нем выполнены отверстия 21 с резьбовой нарезкой под стопорные болты (болты на фиг. не изображены) для закрепления его к трубам 22 колонны, а также могут быть выполнены элементы на патрубке 2 для цангового закрепления как это изображено на фиг. 2.

Центратор работает следующим образом.

Его опускают в скважину на колонне труб - на обсадной или бурильной колонне, или НКТ, расположив его в наиболее ответственных местах спускаемого оборудования или устройств, при котором центрирующие рабочие элементы 16, 19, 20, или 18 (см. фиг. 3 и 4), касаясь стенок ствола скважины, в случае спуска их на колонне обсадных труб, или к стенке обсадной колонны при спуске на колонне НКТ, перекатываются, постоянно поддерживая в центре спускаемое оборудование, а также трубы от ударов и истираний. При этом при малейшем отклонении от вертикали спускаемого оборудования цилиндр 3 со стороны большей эксцентричности тут же стремится занять отвесное положение благодаря возможности свободного вращения вокруг корпуса 1 или 2 и эксцентричности, тем самым происходит самоцентриривание. В горизонтальной скважине, ролик 6 за счет эксцентричности цилиндра будет занимать нижнее положение, опираясь на стенку скважины, как это изображено на фиг. 3 и 4, обеспечивая точную самоцентровку.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в снижении металлоемкости, в обеспечении точной самоцентровки спускаемого в скважину колонны труб, что даст возможность безаварийного спуска их в скважину и вместе с ним скважинного оборудования. Снабжение фильтра для отбора продукции скважины из горизонтального ее участка предлагаемым центратором предотвратит его от одностороннего прилегания к стволу горизонтальной скважины, что даст возможность осуществить качественную промывку после его спуска или от накопившихся загрязнений в процессе эксплуатации. На дату подачи заявки разрабатываются рабочие чертежи.

1. Центратор для колонны труб, спускаемой в наклонно-горизонтальную скважину, включающий полый корпус, установленный на нем с возможностью вращения эксцентричный цилиндр с центрирующими рабочими элементами, вмонтированными с возможностью вращения, отличающийся тем, что на наружной поверхности цилиндра со стороны его эксцентричности выполнены выборки в продольном направлении с образованием ребер между ними, при этом центрирующие рабочие элементы вмонтированы на указанных ребрах, причем один из них со стороны большей эксцентричности выполнен в виде ролика.

2. Центратор по п. 1, отличающийся тем, что рабочие элементы могут быть выполнены в виде роликов или подпружиненных шаров или в их сочетании.

3. Центратор по п. 1, отличающийся тем, что его корпус может быть выполнен в виде муфты или патрубка.

4. Центратор по п. 3, отличающийся тем, что на корпусе в виде патрубка выполнены отверстия с резьбовой нарезкой под стопорные болты для закрепления его к колонне труб или могут быть выполнены элементы для цангового закрепления.