Центратор для труб

1. Центратор для труб, що містить пружні планки, верхню та нижню роз'ємні муфти, що C2 1 3 81030 Внутрішній діаметр відомого центратора, згідно технічних умов, більше зовнішнього діаметра труби, який згідно державного стандарту може відхилятися від свого номінального значення на ±1,5%. Таким чином, зазор або натяг між муфтою і трубою може скласти 3-5мм, при цьому контакт труби з усіма сегментами муфти не є однорідним (суцільним) та виникає перекіс муфти відносно труби. Це в свою чергу призводить до нерівномірного навантаження всієї ширини сегмента і до концентрації навантаження на окремі сегменти. Нерідкими є випадки, коли труби мають еліпсність, тобто їх поперечний переріз відмінний від кола. При цьому також є неможливим щільне рівномірне охоплення труби по периметру муфтою відомого центратора навіть при мінімальному зазорі між ними. Як і в попередньому випадку це призводить до концентрації навантаження на окремі сегменти. Значна кількість обсадних труб, які надходять на бурові підприємства, має зовнішній діаметр, більший від максимально допустимого діаметра труби. В цьому випадку посадка відомого центратора на трубу неможлива без механічної обробки зовнішньої поверхні труби, що пов'язано з додатковими витратами і призводить до зменшення міцності труби та утворює концентрацію напружень. Контакт відомого центратора з поверхнею стовбура свердловини або з внутрішньою поверхнею іншої труби здійснюється через пружні планки, які мають дистанцери і сприймають вагу труби (або частини обсадної колони) у похилих та горизонтальних ділянках свердловини. Таким чином, дистанцер, сформований на центральній ділянці пружної планки, знаходиться у самому навантаженому місці відомого центратора і в разі руйнування планки не зможе забезпечити мінімально необхідного зазору між зовнішньою поверхнею колони труб, що центрується, та стінкою свердловини. Крім того, всі дистанцери відомого центратора знаходяться в одній площині, яка перпендикулярна осі труби, що центр ується, та проходить через середину довжини планки. Тобто, відомий центратор має тільки одну площину дистанціювання, що не забезпечує якості та надійності його контакту зі стінкою свердловини. Для створення ще однієї площини дистанціювання треба встановити ще один відомий центратор. Таким чином, відомий центратор не забезпечує якісний та надійний контакт ні з зовнішньою поверхнею труби, що центрується, ні з поверхнею свердловини. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення центратора для труб, в якому шляхом модифікації конструкції сегмента, що є складовою частиною муфти центратора, досягається щільне рівномірне охоплення муфтою центратора всього периметра труби в разі відхилення форми поперечного перерізу труби від кола, або коли внутрішній діаметр муфти значно менший або більший зовнішнього діаметра труби, а також створюються на верхній та нижній муфтах дві площини дистанціювання труби від стінки 4 свердловини. За рахунок цього створюється якісний та надійний контакт центратора із зовнішньою поверхнею труби, що центрується, а також поверхнею свердловини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в центраторі для труб, що містить пружні планки, верхню та нижню роз'ємні муфти, що складаються із сегментів, які мають місця для кріплення кінців пружних планок та петлі для з'єднання з сусідніми сегментами, відповідно до винаходу, до конструкції принаймні одного сегмента муфти центратора введено принаймні один новий елемент - компенсатор, який являє собою зовнішній виступ, розташований уздовж подовжньої осі симетрії центратора по всій довжині сегмента. Запропонована конструкція сегмента муфти центратора завдяки наявності компенсатора дозволяє здійснювати щільну посадку центратора на трубу незалежно від знаку відхилення від номінального значення її зовнішнього діаметра та відхилення форми поперечного перерізу труби від кола шляхом деформації (стиснення або розплющення) самого компенсатора звичайним слюсарним інструментом. При стисненні компенсатора зменшується ширина сегмента і внутрішній діаметр муфти та ліквідується зазор між центратором і трубою. При розплющенні компенсатора збільшується ширина сегмента і внутрішній діаметр муфти та ліквідується натяг між центратором і трубою. Таким чином, забезпечується якісний та надійний контакт центратора із зовнішньою поверхнею труби, що центрується. Наявність компенсаторів на кожному сегменті дозволяє їм відігравати роль дистанцера і утворює дві площини дистанціювання відповідно у верхній та нижній муфтах центратора. При цьому дистанцер знаходиться в найменш навантаженому місці центратора і висотою компенсатора забезпечує мінімально необхідний зазор між трубою і стінкою свердловини. Таким чином, забезпечується якісний та надійний контакт центратора з поверхнею свердловини. Крім того, компенсатор можна використати для стопоріння центратора на трубі. Для цього необхідно в компенсаторі виконати отвори прямокутної або іншої форми, призначені для забивання витого клина перпендикулярно до твірної між зовнішньою поверхнею труби та внутрішньою поверхнею муфти центратора. При цьому відпадає необхідність використання стопорного кільця. В компенсаторі можна зробити стопорний язик шляхом його вирубки по всім сторонам багатокутника (наприклад, трапеції) крім однієї, яка паралельна твірній муфти центратора та залишиться суцільною з компенсатором. Стопорний язик можна використати як клин і забити між зовнішньою поверхнею труби і внутрішньою поверхнею сегмента перпендикулярно до твірної. При цьому відпадає необхідність у використанні не тільки стопорного кільця, але й витого клина. 5 81030 Також на компенсаторі може бути виконана монтажна база у вигляді отворів, уступів, прорізів та ін., яка призначена для кріплення додаткового оснащення обсадної колони, яке використовується при цементуванні (наприклад скребки, турбулезатори, цементувальні кошики) без використання їх власних засобів кріплення до труби. Суть запропонованого винаходу пояснюється графічними зображеннями, на яких представлено: центратор для труб, сегменти якого містять компенсатор (Фіг.1); центратор для труб, закріпленій на обсадній трубі, яка вставлена всередину іншої труби (Фіг.2); компенсатор, використаний для стопоріння центратора на трубі за допомогою витого клина (Фіг.3; 4); компенсатор, використаний для стопоріння центратора на трубі за допомогою стопорного язика (Фіг.5). Секція центратора складається з двох сегментів муфти 1 та дво х пружних планок 2, кінці яких закріплені в сегментах муфти. На сегментах муфти знаходяться компенсатори 4, які утворюються при штампуванні сегментів. Компенсатор містить монтажну базу 6 для кріплення додаткового оснащення обсадної колони, отвір 5 для забивання витого клина 7. Секції центратора шарнірно з'єднані між собою за допомогою шплінтів 3. Пристрій працює таким чином. При встановленні центратора на обсадну колону здійснюють коректування щільності прилягання муфт центратора до обсадної колони шляхом деформування компенсатора 4 (для зменшення внутрішнього діаметру центратора компенсатор стискають, для збільшення розплющують). Після досягнення потрібної щільності прилягання центратор стопорять шляхом забивання витого клина 7 чи стопорного язика 8 перпендикулярно до твірної між зовнішньою поверхнею труби 9 та внутрішньою поверхнею муфти центратора через отвір 5 в компенсаторі. Використовуючи монтажну базу 6 на компенсаторі прикріплюють додаткове оснащення для цементування обсадної колони (скребки, турбулезатори, цементувальні кошики та ін.). При спуску обсадної колони всередину іншої колони (свердловини) 10 компенсатор виконує функцію додаткового дистанцера, що гарантує мінімальний зазор між стінкою свердловини та обсадної колоною. 6 7 81030 8