Центратор для обсадных колонн

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик 1 и 939717(22) Заявлено 150880 (21) 297 3541/22-03 с присоединением заявки М 511 М.Кл з Е 21 В 17/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения В,С. Пупков и В,П. Гнездов Сахалинский государственный научно-исследо ательский и проектный институт газовой промышленносТтг(54) ЦЕНТРАТОР ДЛЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ИзОбретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в любой отрасли народного хоэ яйства, производящей бурение и крепление скважин.Известны центраторы для обсадных колонн, включающие два хомута, связанные между пружиненными планками 11Однако неуправляемое изменение диаметра центратора не позволяет обеспечить полную концентричность .обсадной колонны. Например, в наклонном стволе пружинные центраторы под действием горизонтальной составляющей веса обсаднЫх труб сжимаются, диаметр их становится ивньше диаметра скважины и центрирование не обеспечивается. Использование пружинных центраторов затрудняет спуск колонны через интервал набора кривизны скважины, особенно, при малой длине вертикального участка.Кроме того, под действием прижимающих сил и динамических нагрузок пружинные арки центраторов деформируются или разрушаются.Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к изобретению является центраторобсадных колонн, включающий корпусс радиальными каналами и выдвижнымирабочими элементами, установленнымина эластичной втулке, образующей скорпусом герметичную камеру, и разрезную втулку, установленную в осевом канале корпуса над радиальнымиотверстиями с возможностью их перекрытия, причем корпус в месте расположения радиальных отверстий имеетпроточку 2),Однако центрирование обсадной колонны с помощью этого устройстване может быть надежным, так как разрезная пружинная втулка не можетсоздать полную герметизацию радиальных каналов. Более того, возможнодаже совпадение одного радиальногоканала с разрезом втулки при ее разжатии в кольцевой проточке корпуса.Следовательно, устройство не обеспечивает фиксацию упругого эластичногоэлемента в разжатом состоянии, что 25 требуется для надежного центрирования.1Кроме того, применение устройстваограничивается сравнительно узкойобластью, так как центрирование ко- ЗО лонны полностью зависит от парамет 939717ров процесса цементированная, и принебольшой высоте подъема тампонажного раствора, давление при продавливании может и не обеспечить выдвижение эластичных элементов, особенно в сложных условиях, когда колонна, например, лежит на стенке наклонной скважины,Цель изобретения - повышение надежности работы центратора.Поставленная цель достигаетсятем, что втулка, подпружиненнаяв осевом направлении, имеет окна ирасположенные в них поворотные упоры со срезными элементами.На фиг,1 показан центратор для 5обсадных колонн, общий вид; нафиг.2 - разрез А-А на фиг.1; нафиг. 3 - узел 1 на фиг. 1 (в увеличенном виде) .Устройство состоит из корпуса 1, 20в пазах 2 которого закреплены выдвижные эластичные рабочие центрирующиеэлементы 3, подпружиненная в осевомнаправлении втулки 4 с уплотнениями5, пружины 6, нижнего переводника 7с упором 8 для пружины 6 и .ограничителем 9 хода подпружиненной втулки4, нижней цементировочной пробки 10с разрушаемой диафрагмой 11 и нажимной металлической втулкой 12. В корпусе 1 имеются радиальные отверстия13. В окнах 14 втулки 4 на оси 15Установлены поворотный упор 16 цементировочной пробки, который удерживаетсч в горизонтальном положениисрезной шпилькой 17, В упоре имеется зажим 18 для удержания срезной.шпильки, представляющий собой узкуюпрорезь в эластичном материале,вмонтированном в упор в месте его контакта со шпилькой.40Для соединения с обсадными трубами при компоновке колонны устройствоимеет присоединительные резьбы: муфту 19 вверху и ниппель 20 внизу.Втулка 4 имеет незначительнЫй зазор 45с боковой поверхностью нижнего переводника для выравнивания давленияв полости труб под пробкой и в полости под подпружиненной втулкой.Во время спуска обсадной колонны в 5 Оскважину полностью собранное устройство устанавливается в необходимомколичестве, в соответствии с геолого-техническими условиями крепления.Центратор работает следующим обра зом,При спуске образуется полость между эластичными центрирующими элементами и корпусом, и радиальные отверстия в корпусе перекрыты от по лости обсадных труб подпружиненной втулкой. Эластичные центрирующие элементы находятся в окнах .корпуса устройства, что обеспечивает беспрепятственный спуск колонны в сква жину. По окончании спуска колонныдо проектной глубины и промывки скважины перед цементированием передзакачкой цементного раствора в колонну опускается нижняя цементировочная пробкаПри подходе цементировочной пробкик центрирующему устройству нажимнаявтулка пробки упирается в поворотныйупор. В колонне создается избыточноедавление. Пружина сжимается, втулка4 перемещается до ограничителя ходапоршня. При этом полость обсадныхтруб через радиальные каналы сообщается с полостью эластичных центрирующих элементов. При определенномдавлении, зависящем от материалаэлементов и их конструкции, происходит раздувка элементов до диаметраскважины жидкостью из колонны, приэтом колонна занимает концентричноеположение относительно стенок скважины. При дальнейшем росте давлениядо величины, определяемой количеством, диаметром и материалом срезныхшпилек, происходит срез последних иповорот упора в вертикальное положение. При этом втулка 4 под действиемпружины возвращается в исходное положение и перекрывает радиальныеотверстия, а центрирующие элементыфиксируются в рабочем положении. Пробка, освободившаяся от упора, перемещается вниз до следующего центрирующего устройства.Далее полностью повторяется операция по переводу следующего центратора, установленного по длине обсадной колонны в рабочее положение аналогично приведенной выше,Срезныешпильки каждого центрирующего устройства после их среза удерживаютсязажимами поворотных упоров и не выпадают в колонну.После приведения в рабочее положение всех центраторов пробка доходит до УПорного кольца (стоп-кольца), Снова создается давление, послеопределенного роста которого (на25-30 кгс/см" больше давления срезашпилек центрирующих устройств) разрушается диафрагма пробки.Затем цементирование продолжается,т.е, цементный раствор выдавливаетсяв затрубное пространство продувочнойжидкостью посредством верхней цементировочной пробки.Технико-экономическая эффективность заключается в повышении качества крепленияобсадной колонны засчет улучшения центрирования обсадной колонны в стволе скважины передее цементированием,формула изобретения Центратор для обсадных колонн,включающий корпус с радиальнымиканалами и выдвижными рабочими эле939717 О г филиал ППП "Па г. ужгород, ул нтцУПроектная,г.З ментами и втулку, установленную своэможностью перекрытия радиальныхканалов. корпуса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениянадежности работы устройства, втулкаподпружинена в осевом направлении, 5имеет окна и расположенные в нихповоротные упоры со срезными элементами. Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США 9 3240274,кл.166-241,опублик. 1966,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2895224/03,кл. Е 21 В 17/10, 14 .03.80 (прототип) . НИИПИ Заказ 4622/4ираж 623 Подписное