Центратор для обсадних колон вертикальних і похило скерованих свердловин з армуючими пружними елементами

Центратор для обсадних колон вертикальних і похило скерованих свердловин з армуючими пружними елементами, що містить пружні планки, муфту-корпус з місцями кріплення кінців пружних планок, який відрізняється тим, що пружні планки центратора виготовлені за формою циклоїди, дов U 1 3 плення кінців пружних планок та петлі для з'єднання з сусідніми сегментами, в якого щонайменше один сегмент муфти містить щонайменше один компенсатор, який являє собою зовнішній виступ, розташований уздовж подовжньої осі симетрії центратора по всій довжині сегмента. Крім того у відомого центратора компенсатор оснащений отвором для розміщення клина між зовнішньою поверхнею труби та внутрішньою поверхнею муфти з можливістю фіксації центратора на трубі, а також в компенсаторі виконано стопорний язик з можливістю фіксації центратора на трубі і компенсатор містить отвори, уступи, прорізи тощо для кріплення додаткового оснащення обсадної колони [Центратор для труб, Патент України на винахід № 81030, Е21В 17/10, Бюл. № 19, 2007 p.]. Загальними суттєвими ознаками відомого пристрою та пристрою, що заявляється, є пружні планки, нижня муфта, що має місця для кріплення кінців пружних планок. Проте відомий пристрій є конструктивно надто складним, що впливає на збільшення собівартості бурових робіт зі збільшенням глибини буріння і потреби збільшення кількості центраторів для центрування (дистанціювання) труб обсадної колони при спуску її в свердловину з урахуванням її нахилу і кривизни Зменшення кількості або недостатня кількість центраторів не забезпечує якісний та надійний контакт ні з зовнішньою поверхнею труб обсадної колони, що центруються, ні з поверхнею свердловини. Відомі центратори потребують попереднього фіксування на визначених проміжках обсадної колони, що збільшує витрати на їх встановлення, і, що основне, не передбачають можливості безпосереднього армування кріплення свердловини в залежності від умов буріння. В основу корисної моделі поставлено задачу винайдення простого і надійного центратора для труб шляхом модифікації конструкції пружних планок, вузла їх кріплення і фіксації забезпечити можливість щільного рівномірного самоцентруючого охоплення пружними планками всього периметру труби з забезпеченням мінімально допустимого зазору між стінкою обсадної колони і стінкою свердловини і можливість посередництвом центратора безпосереднього армування кріплення свердловини в залежності від умов буріння як для вертикальних так і для похило скерованих свердловин. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в центраторі для обсадних колон вертикальних і похило скерованих свердловин з армуючими пружними елементами, що містить пружні планки, муфту-корпус з місцями кріплення кінців пружних планок, згідно корисної моделі пружні планки виготовлені за формою циклоїди, довжина і кривизна якої змінюється в залежності від радіальних зусиль з можливістю відновлення початкової форми без залишкової деформації, і розміщені у вигляді симетричної пелюстки навколо центруючої труби шарнірним закріпленням нижніх кінців з муфтою-корпусом на вісі і вільним кріпленням верхніх кінців з фіксацією стопорним кільцевим пружним елементом, для чого на кінцях планок виконані петля і заокруглений буртик відповідно, при цьому внутрішня поверхня пружних планок за 56884 4 формою циклоїди споряджена армуючими пружними елементами круглого січення і різної довжини, яка відповідає відстані між профілем трубного з'єднання і циклоїди, з розміщенням армуючих елементів секціями на окремих планках, що мають посадочні гнізда у вигляді кріпильних буртиків і жорстко закріплені на внутрішній поверхні циклоїди у шаховому порядку, крім того фіксатором місця установки центратора є муфта центруючої труби обсадної колони. За рахунок того, що запропоновано циклоїдну форму пружних планок і їх розміщення у вигляді симетричної пелюстки навколо центруючої труби, шарнірне з'єднання їх з муфтою-корпусом на вісі за рахунок виконаної петлі і, особливо, за рахунок того, що передбачено вільне кріплення верхніх кінців пружних планок фіксацією стопорним кільцевим пружним елементом виконанням на цих кінцях заокруглених буртиків в залежності від радіальних зусиль довжина і кривизна циклоїди саморегулюється з можливістю відновлення початкової форми без залишкової деформації, забезпечуючи при цьому щільне рівномірне самоцентруюче охоплення пружними планками всього периметру труби і мінімально допустимий зазору між стінкою обсадної колони і стінкою свердловини, як для вертикальних, так і для похило скерованих свердловин. При цьому спорядження внутрішньої поверхні пружних планок за формою циклоїди армуючими пружними елементами круглого січення і різної довжини, яка відповідає відстані між профілем трубного з'єднання і циклоїди, і розміщенням армуючих елементів секціями на окремих планках, що мають посадочні гнізда у вигляді кріпильних буртиків, жорстким закріпленням на внутрішній поверхні циклоїди у шаховому порядку, забезпечує можливість посередництвом центратора безпосереднього армування кріплення свердловини в залежності від умов буріння, для чого можливе застосування як поліпропіленових, так і віскозних зверхміцнісних або базальтових, так і стальних армуючих елементів. Таким чином маємо комплексне технічне рішення достатнє для вирішення поставленої задачі корисної моделі. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням. На Фіг. 1 наведено Центратор для обсадних колон вертикальних і похило скерованих свердловин з армуючими пружними елементами, встановлений у вертикальній свердловині, на Фіг. 2 - те ж вигляд зверху, на Фіг. 3 - фрагмент кріплення армуючих пружних елементів, на Фіг. 4 - секція армуючи пружних елементів, як приклад із восьми елементів і на Фіг. 5 - шахове розміщення секцій на внутрішній поверхні циклоїди. Центратор складається із пружних планок 1, муфти-корпуса 2 з місцями кріплення кінців пружних планок 3. Пружні планки (1) виготовлені за формою циклоїди, довжина і кривизна якої змінюється в залежності від радіальних зусиль з можливістю відновлення початкової форми без залишкової деформації, і розміщені у вигляді симетричної пелюстки (Фіг. 2) навколо центруючої труби 12. Центратор має шарнірне кріплення нижніх кінців 5 пружних планок (1) з муфтою-корпусом (2) у місцях кріплення (3) на вісь 4 і вільне кріплення верхніх кінців пружних планок (1) фіксацією стопорним кільцевим пружним елементом 5, для чого на кінцях планок виконані петля 6 і заокруглений буртик 7, відповідно. До внутрішньої поверхні пружної планки (4) жорстко закріплені, як приклад заклепками 11, додаткові планки 8, споряджені посадочними гніздами 9 у вигляді буртиків, в яких фіксуються армуючі пружні елементи 10. На поз. 12 наведено центруючі труби обсадної колони, з'єднані муфтою 13. Пристрій працює таким чином. Перед згвинчуванням труб 12 під час спуску обсадної колони у свердловину, у визначеному місці встановлюють центратор муфтою-корпусом 2 донизу. Далі згвинчують труби 12 муфтою 13, після чого фіксують пружні планки 1 стопорним кільцевим пружним елементом 5. При цьому за рахунок того, що внутрішня поверхня пружних планок 1 за формою циклоїди споряджена армуючими пружними елементами 10 круглого січення і різної довжини, яка відповідає відстані між профілем трубного з'єднання 12-13 і циклоїди 1, з розміщенням армуючих елементів 10 секціями (фіг. 4), як приклад по 8 елементів, на окремих планках 8, що мають посадочні гнізда 9 у вигляді кріпильних буртиків і жорстко закріплені, як приклад заклепками 11, на внутрішній поверхні циклоїди 1 у шаховому порядку 56884 6 (фіг. 5), досягається рівномірне заповнення простору між поверхнею циклоїди і муфтовим з'єднанням центруючи труб армуючими елементами, а відповідно і об'ємне армування у місці встановлення центратора, фіксатором якого стає муфта різьбового з'єднання труб і в процесі спуску колони у свердловину не дозволяє зміщуватись центратору за межі муфти-корпуса і стопорного кільцевого пружного елемента 5. Далі проводять спуск колони на відповідну глибину і встановлюють на визначеній ділянці труб (в залежності від нахилу, кривизни і геологічних характеристик свердловини) наступний центратор. При цьому в залежності від умов буріння використовують армуючі пружні елементи 10, виготовлені із поліпропілену для нормальних умов, віскозні зверхміцнісні або базальтові для більш складних умов і стальні для складних умов буріння, фізико-механічні властивості яких дозволяють досягти підвищення міцності при згині в 2-3 рази, міцності на стиснення до 1050 %, міцності на осьове розтягнення - до 10-40 % і ударної міцності - у 8-12 разів. Корисна модель забезпечує мінімально допустимий зазор між стінкою обсадної колони і стінкою свердловини і передбачає можливість посередництвом центратора безпосереднього армування кріплення свердловини в залежності від умов буріння як для вертикальних так і для похило скерованих свердловин. 7 56884 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 56884 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601