СКВАЖИННЫЙ ЦЕНТРАТОР Российский патент 2016 года по МПК E21B17/10 E21B19/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к скважинному центратору.

Предпосылки создания изобретения

Известно, что в нефтяных или газовых скважинах и т.п. используют насосно-компрессорные трубы с центраторами для их позиционирования и центрирования относительно необсаженного ствола скважины или внешней обсадной колонны скважины. Центратор снижает вероятность контакта насосно-компрессорных труб с внешней обсадной колонной и облегчает стыковку насосно-компрессорных труб в стволе скважины.

Было обнаружено, что при использовании центраторов, содержащих металлические компоненты, в процессе эксплуатации между центраторами и насосно-компрессорными трубами может возникать гальваническое взаимодействие.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложен скважинный центратор целиком из пластмассы, за счет чего исключается гальваническое взаимодействие, имеющее место в некоторых известных центраторах.

Согласно одной из особенностей настоящего изобретения предложен скважинный центратор для насосно-компрессорных труб, имеющий трубчатый корпус из пластмассы с противоположными концами и, по меньшей мере, одно замыкающее кольцо, установленное на конце трубчатого корпуса, при этом замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо также изготовлено из пластмассы и имеет модуль упругости, не превышающий модуль упругости трубчатого корпуса.

Соответствующее замыкающее кольцо предпочтительно установлено на каждом из противоположных концов трубчатого корпуса.

Трубчатый корпус центратора согласно настоящему изобретению предпочтительно изготовлен из пластмасс, таких как термопластичные соединения, армированный волокнами термопласт, термореактивная пластмасса, армированная волокнами термореактивная пластмасса. Замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо предпочтительно изготовлено из одинаковой пластмассы.

Замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо может вставляться в трубчатый корпус путем посадки с натягом. Тем не менее, могут быть предусмотрены средства прямого сцепления замыкающего кольца или каждого замыкающего кольца с трубчатым корпусом.

Кроме того, замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо может иметь внутреннюю сторону, на которой выполнено множество обращенных внутрь выступов. В процессе эксплуатации обращенные внутрь выступы опираются на трубчатый элемент, вокруг которого установлен центратор.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет в качестве примера описано со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе скважинного центратора согласно настоящему изобретению, на котором проиллюстрировано первое замыкающее кольцо в установленном положении и отдельно расположенное второе замыкающее кольцо,

на фиг. 2 показан вид сбоку трубчатого корпуса центратора, проиллюстрированного на фиг. 1,

на фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе по линии 3-3 на фиг. 2,

на фиг. 4 показан аналогичный фиг. 3 вид в поперечном разрезе, на котором проиллюстрированы первое и второе замыкающие кольца в установленном положении,

на фиг. 5 показан вид в перспективе замыкающего кольца центратора, проиллюстрированного на фиг. 1-4,

на фиг. 6 показан вид сбоку замыкающего кольца, проиллюстрированного на фиг. 5,

на фиг. 7 показан вид в плане замыкающего кольца, проиллюстрированного на фиг. 6, и

на фиг. 8 показан увеличенный вид части фиг. 4, на котором подробно проиллюстрировано соединение замыкающего кольца и трубчатого корпуса.

Описание вариантов осуществления

На чертежах показан скважинный центратор 10, имеющий в целом цилиндрический трубчатый корпус 12 из пластмассы. Корпус 12 имеет наружную поверхность 13. Видно, что на наружной поверхности 13 корпус 12 имеется множество продольных спиральных или прямых ребер 14. В процессе эксплуатации ребра 14 входят в зацепление с внутренними поверхностями обсадных труб в скважине. Корпус 12 предпочтительно является жестким. Кроме того, ребра 14 могут быть выполнены за одно целое с корпусом 12. Помимо этого корпус может быть изготовлен путем формования.

Как показано на фиг. 3, корпус 12 имеет противоположные концы 16. Каждый конец 16 корпуса 12 имеет относительный тонкостенный участок 17 для размещения описанного далее замыкающего кольца 18.

Кроме того, каждый конец 16 корпуса 12 снабжен замыкающим кольцом 18 из пластмассы. Как показано на фиг. 5-7, каждое замыкающее кольцо 18 содержит кольцевой элемент 20, имеющий в целом гладкую внешнюю поверхность для зацепления с внутренней поверхностью тонкостенного участка 17 на конце 16. Как показано на фиг. 3, на внутренней поверхности корпуса 12 на внутреннем конце каждого тонкостенного участка 17 имеется гнездо 19 для зацепления с кольцевым элементом 20.

Корпус 12 и каждое замыкающее кольцо 18 предпочтительно изготовлены из одинаковой пластмассы. В любом случае модуль упругости пластмассы каждого замыкающего кольца 18 не превышает модуль упругости пластмассы трубчатого корпуса 12.

Кроме того, каждое замыкающее кольцо 18 имеет внешнюю кольцевую часть 22 большего наружного размера, чем кольцевой элемент 20. В процессе эксплуатации кольцевая часть 22 входит в зацепление с внешним концом тонкостенного участка 17 трубчатого корпуса 12.

Помимо этого на каждом конце трубчатого корпуса 12 имеется, по меньшей мере, одно отверстие 24 для зацепления с соответствующим выступом 26 на кольцевом элементе 20 соответствующего замыкающего кольца 18. Предпочтительно предусмотрено множество отверстий 24, равномерно распределенных по окружности с соответствующими выступами 26. Более предпочтительно предусмотрено четыре отверстия 24 и соответствующих выступа 26 с интервалом 90° между ними.

На фиг. 8 показан один из предпочтительных вариантов расположения выступа 26, входящего в отверстие 24. Видно, что выступ 26 имеет сходящий на конус нижний конец 26а, который постепенно сужается вниз, пока не объединится с кольцевым элементом 20. Выступ 26, показанный на фиг. 8, имеет угловой верхний конец 26b, расположенный преимущественно под прямым углом к кольцевому элементу 20. За счет этого замыкающее кольцо 18 может легко входить в зацепление с концом 16 трубчатого корпуса 12, но также может быть легко отсоединено от него, что снижает риск случайного смещения замыкающего кольца 18.

При таком соединении каждый кольцевой элемент 20 обладает небольшой степенью упругости, что позволяет проталкивать его внутрь после зацепления с трубчатым корпусом 12 до тех пор, пока выступ 26 не достигнет отверстия 24, после чего кольцевой элемент 20 выгибается наружу и выступ 26 входит в зацепление с отверстием 24. За счет этого замыкающее кольцо 18 входит в более надежное зацепление с корпусом 12, чем только при посадке с натягом.

Кроме того, каждое замыкающее кольцо имеет внутреннюю сторону 28, на которой может быть выполнено множество обращенных внутрь выступов 30. Выступы 30 предпочтительно являются в целом плоскими, но имеют изогнутые внутренние поверхности 32. В процессе эксплуатации выступы 30 опираются на трубчатый элемент, вокруг которого установлен центратор 10.

Помимо этого, как показано на фиг. 1, трубчатый корпус 12 снабжен средством выравнивания и предотвращения вращения в виде множества равномерно распределенных по окружности продольных ребер 34 на внутренней поверхности вблизи каждого конца 16 и соответствующих прорезей 36 на наружной поверхности кольцевого элемента 20 каждого замыкающего кольца 18.

При сборке колонны бурильных труб устанавливают, по меньшей мере, один центратор 10 вблизи каждого трубчатого элемента перед его спуском в обсадную колонну пробуриваемой скважины.

Центраторы 10 рассчитаны на установку на колонне бурильных труб с возможностью поворота и свободного скольжения по ним между заданными точками.

Кроме того, предусмотрены ребра 14 для зацепления с обсадной колонной скважины и тем самым поперечной фиксации трубчатых элементов внутри обсадной колонны за счет зацепления центратора 10 с обсадной колонной с одной стороны и с трубчатыми элементами с другой стороны.

Модификации и разновидности, которые могут быть предложенные специалистами в данной области техники, считаются входящими в объем настоящего изобретения. Например, ребра 14 могут быть продлены и являться частью замыкающих колец 18.

Изобретение относится к области нефти и газа, а именно к скважинному центратору. Технический результат - исключение гальванического воздействия. Скважинный центратор для насосно-компрессорных труб является преимущественно жестким и имеет трубчатый корпус из пластмассы с противоположными концами и, по меньшей мере, одно замыкающее кольцо, установленное на конце трубчатого корпуса. Замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо также изготовлено из пластмассы и имеет модуль упругости, не превышающий модуль упругости трубчатого корпуса. Замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо входит в зацепление с трубчатым корпусом путем посадки с натягом. Вблизи конца трубчатого корпуса имеется, по меньшей мере, одно отверстие, а вблизи замыкающего кольца имеется, по меньшей мере, один соответствующий выступ или наоборот. В процессе эксплуатации выступ и отверстие входят в зацепление друг с другом, в результате чего замыкающее кольцо входит в непосредственное зацепление с трубчатым корпусом. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Скважинный центратор дня насосно-компрессорных труб, являющийся преимущественно жестким и имеющий трубчатый корпус из пластмассы с противоположными концами и, по меньшей мере, одно замыкающее кольцо, установленное на конце трубчатого корпуса, при этом замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо также изготовлено из пластмассы и имеет модуль упругости, не превышающий модуль упругости трубчатого корпуса, замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо входит в зацепление с трубчатым корпусом путем посадки с натягом, вблизи конца трубчатого корпуса имеется, по меньшей мере, одно отверстие, а вблизи замыкающего кольца имеется, по меньшей мере, один соответствующий выступ или наоборот, при этом в процессе эксплуатации выступ и отверстие входят в зацепление друг с другом, в результате чего замыкающее кольцо входит в непосредственное зацепление с трубчатым корпусом.

2. Скважинный центратор по п. 1, в котором на каждом их противоположных концов трубчатого корпуса установлено соответствующее замыкающее кольцо.

3. Скважинный центратор по п. 1, в котором трубчатый корпус и замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо изготовлены из одинаковой пластмассы.

4. Скважинный центратор по п. 1, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо имеет внутреннюю сторону с множеством разнесенных обращенных внутрь выступов, которые в процессе эксплуатации опираются на трубчатый элемент, вокруг которого установлен центратор.

5. Скважинный центратор по п. 1, в котором, по меньшей мере, один конец трубчатого корпуса имеет относительно тонкостенный кольцевой участок, в который входит замыкающее кольцо.

6. Скважинный центратор по п. 5, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо содержит кольцевой элемент для зацепления с внутренней поверхностью относительно тонкостенного кольцевого участка

7. Скважинный центратор по п. 6, в котором на внутреннем конце тонкостенного кольцевого участка имеется гнездо для зацепления с кольцевым элементом.

8. Скважинный центратор по п. 5, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо содержит кольцевой элемент для зацепления с внутренней поверхностью относительно тонкостенного кольцевого участка, при этом каждое замыкающее кольцо содержит внешнюю кольцевую часть большего наружного размера, чем кольцевой элемент, для зацепления с внешним концом относительно тонкостенного кольцевого участка трубчатого элемента

9. Скважинный центратор по п. 5, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо содержит кольцевой элемент для зацепления с внутренней поверхностью относительно тонкостенного кольцевого участка, на конце трубчатого корпуса имеется, по меньшей мере, один выступ или отверстие, а кольцевой элемент имеет соответствующее, по меньшей мере, одно отверстие или выступ, при этом отверстие или каждое отверстие входит в зацепление с выступом, в результате чего замыкающее кольцо входит в непосредственное зацепление с корпусом.

10. Скважинный центратор по п. 5, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо содержит кольцевой элемент для зацепления с внутренней поверхностью относительно тонкостенного кольцевого участка, на конце трубчатого корпуса имеется, по меньшей мере, один выступ или отверстие, а кольцевой элемент имеет соответствующее, по меньшей мере, одно отверстие или выступ, при этом отверстие или каждое отверстие входит в зацепление с выступом, в результате чего замыкающее кольцо входит в непосредственное зацепление с корпусом, замыкающее кольцо имеет, по меньшей мере, один выступ, участок внутренней стенки имеет, по меньшей мере, одно соответствующее отверстие, а выступ или каждый выступ является асимметричным и имеет сходящую на конус нижнюю часть и угловую верхнюю часть.

11. Скважинный центратор по п. 1, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо имеет небольшую степень упругости, что позволяет проталкивать его внутрь после зацепления корпусом, а затем выгибать наружу после высвобождения.

12. Скважинный центратор по п. 1, в котором замыкающее кольцо или каждое замыкающее кольцо и трубчатый корпус снабжены средством выравнивания и предотвращения вращения.