Центратор обсадной колонны

 

Изобретение относится к буровой технике , а именно к устройствам для центрирования обсадных колонн в наклонных и горизонтальных скважинах. Центратор содержит подвижный верхний и неподвижный нижний хомуты, связанные упругими пластинами . Подвижный хомут выполнен с пазами для размещения клиновидных плашек и рессоры из материала, обладающего эффектом памяти. Над подвижным хомутом Изобретение относится к буровой технике , а именно к устройствам для центрирования обсадных колонн в наклонных и горизонтальных скважинах. Цель изобретения - повышение надежности работы центратора за счет упрощения его конструкции. Изобретение поясняетя чертежами. На фиг.1 изображено устройство в статике; фиг. рабочем положении. Центратор состоит из двух хомутов: неподвижного нижнего хомута 1 и подвижного друг под другом установлены ограничительное кольцо и пружина, выполненная из материала , обладающего эффектом памяти. Жесткость пружины до мартенситного перехода меньше жесткости упругих пластин и больше при мартенситном переходе. Температура мартенситного перехода пружины меньше температуры мартенситного перехода рессоры. После спуска обсадной колонны с центратором в скважину и последующего прогрева скважины до температуры мартенситного перехода пружины она разжимается и приводит упругие пластины центратора в рабочее положение. Затем производят дальнейшее повышение температуры до температуры мартенситного перехода материала рессоры, она изгибается и перемещает клиновидные плашки для стопорения подвижного хомута на обсадной колонне. После снижения температуры в скважине рессора и пружина возвращаются в исходное положение, а плашки удерживают подвижный хомут на одном месте, за счет чего обеспечивается центрация обсадной колонны. 2 ил. верхнего хомута 2, которые состоят из полуколец , соединенных пальцами 3, в хомутах выполнены окна 4, в которых установлены концы центрирующих пластин 5, соединяющих оба хомута. В подвижном хомуте выполнена канавка 6, имеющая в сечении форму трапеции с большим верхним основанием , в которой установлены клиновидные плашки 7, причем между большим основанием канавки и плашкой 7 установлена рессора 8 из материала, обладающего эффектом памяти, образующие узел фикса00 ю ю Ч VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (st)s Е 21 В 17/10

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653283/03 (22) 22,02.89 (46) 30,04;93. Бюл. № 16 (71) Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "Печорнипинефть" (72) И.А.Плетников и С.А.Кейн (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1184919, кл. Е 21 В 17/10, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1413233, кл. Е 21 В 17/10, 1985, 3. Авторское свидетельство СССР N- 1044767, кл. Е 21 В 17/10, 1983, (54) ЦЕНТРАТОР ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для центрирования обсадных колонн в наклонных и горизонтальных скважинах, Центратор содержит подвижный верхний и неподвижный нижний хомуты, связанные упругими пластинами. Подвижный хомут выполнен с пазами для размещенйя клиновидных плашек и рессоры из материала, обладающего эффектом памяти, Над подвижным хомутом

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для центрирования обсаднйх колонн в наклонных и горизонтальных скважинах.

Цель изобретения — повышение надежности работы центратора за счет упрощения его конструкции.

Изобретение поясняетя чертежами, На . фиг.1 изображено устройство в статике; фиг. рабочем положении.

Центратор состоит из двух хомутов: неподвижного нижнего хомута 1 и подвижного... Ы,, 1812297 А1 друг под другом установлены ограничительное кольцо и пружина, выполненная из материала. обладающего эффектом памяти.

Жесткость пружины до мартенситного перехода меньше жесткости упругих пластин и больше при мартенситном переходе. Температура мартенситного перехода пружины меньше температуры мартенситного перехода рессоры. После спуска обсадной колонны с центратором в скважину и последующего прогрева скважины до температуры мартенситного перехода пружины она разжимается и приводит упругие пластины центратора в рабочее положение. 3атем производят дальнейшее повышение температуры до температуры мартенситного перехода материала рессоры, она изгибается и перемещает клиновидные плашки для стопорения подвижного хомута на обсадной колонне. После снижения температуры в скважине рессора и пружина возвращаются в исходное положение, а плашки удерживают подвижный хомут на одном месте, за счет чего обеспечивается центрация обсадной колонны, 2 ил, верхнего хомута 2, которые состоят из полуколец, соединенных пальцами 3, в хомутах выполнены окна 4, в которых установлены концы центрирующих пластин 5, соединяющих оба хомута. В подвижном хомуте выполнена канавка 6, имеющая в сечении форму трапеции с большим верхним основанием, в которой установлены клиновидные плашки 7, причем между большим основанием канавки и плашкой 7 установлена ре- ссора 8 из материала, обладающего эффектом памяти, образующие узел фикса1812297 ции центрирующих пластин 5 в рабочем положении, Выше подвижного хомута 2 установлено ограничительное кольцо 9, а между ними размещена пружина 10, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти, которые образуют узел привода центрирующих пластин 5, причем жесткость пружины 10 до мартенситного перехода меньше жесткости центрирующих пластин

5, а при мартенситном переходе — больше, прйчем температура мартенситного перехода пружины 10 меньше температуры мартенситного перехода рессоры 8. В ограничительном кольце 9 и нижнем хомуте

1 выйолнены наклонные отверстия 11, в которых установлены стопорные штыри 12.:

Сборку и установку устройства осуществляют следующим образом.

Концы пластин 5 устанавливают в окна

4 хомутов 1 и 2. В пазы 6 подвижного хомута

2 размещают плашки 7 и рессору 8, после чего хомуты устанавливают на обсадйую трубу. Концы хомутов 1 и 2 соединяют друг с другом пальцами. Над верхним хомутом 2 устанавливают пружину и ограничительное кольцо 9. Центратор устанавливают в заданном месте и жестко крепят нижний хомут 1 и ограничительное кольцо 9 посредством штыря 12, который размещают в отверстия

11. . Центратор работает следующим образом.

Расстояние от хомута 2 до ограничительного кольца 9 выбирают в зависимости от диаметра скважины в месте установки центратора и определяют по формуле, а =а>+Aа

2l где а — длина пружины из материала, обладающего эффектом памяти формы, Ьа — удлинение пружины, при переходе ее в мартенситное состояние, а- расстояние от верхнего неподвижного пальца до подвижного, Од — диаметр долота, которым осуществлялось бурение ствола скважины, О к — диаметр ствола скважины в месте расположения центратора, d — диаметр обсадных труб, 1 — длина планок центратора, После спуска обсадной колонны в скважину производят прогрев колонн одним из известных способов, например, путем прокачки подогретой жидкости или электрическим нагревателем и т,д„до температуры мартенситного перехода пружины,.при ко-. торой происходит процесс восстановления заданной формы материала. B результате

10 этого пружина разжимается и через подвижный хомут 2 взаимодействует с пластинами 5. Последние, изгибаясь, центрируют обСадную колонну.

При дальнейшем нагреве центратора до

15 температуры мартенситного перехода материала. рессоры 8 последняя изгибается, приводят в действие клиновидные плашки, которые двигаясь по канавке 6 стопорят подвижной хомут 2 на обсадной трубе, После

20 остывания обсадной колонны и центраторов рессора 8 и пружина 10 возвращается в свое исходное положение, а хомут 2 благодаря плашкам 7 остается на.месте, обеспечивая таким образом центрацию колонны.

Мон<но осуществлять цементирование скважины.

Формула изобретения

Центратор обсадной колонны, включающий нижний йеподвижный и верхний поЭ0 движный " хомуты, " соединенные, центрирующими пластинами, узел их привода в рабочее положение, расположенный над подвижным хомутом, и узел фиксации, размещенный во внутренйей канавке поЗ5 движного хомута, отличающийся тем, что,.с целью повышения надежности работы устройства за Счет упрощения его конструк- ций, узел привода центрирующих пластин в рабочее положение выполнен в виде жестко

40 связанного с обсадной колонной кольца и пружины из материала, обладающего эффектом памяти, а узел фиксации выполнен в виде клиновидных плашек и рессоры из материала, обладающего эффектом памяти, 45 расположенной между большим основанием клиновидных плашек и торцовой повер- хйости канавки хомута и торцовой поверхности канавки хомута, причем жесткость пружинй до мартенситного перехода

50 мены0е жесткости центрирующих пластин, а при мартенситном переходе — больше, при этом температура мартенситного перехода пружины ниже температуры мартенситного перехода рессоры.

3812297

1812297

4нг. 2

Составитель С.Гюляндина

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Редактор

Производсгвенн издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5