Центратор для обсадной колонны

 

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам, предназначенным к использованию при спуске обсадных колонн, хвостовиков или скважинных фильтров в скважину, и, способствующих разрушению шлама (относительно крупных кусков выбуренной породы), на более мелкие куски, что в результате приведет либо к отсутствию шламовых заторов, либо, по крайней мере, к более лучшей очистке скважины от шлама на этапе технологических операций по очистке скважины. В центраторе для обсадной колонны, включающем тело центратора, содержащее, внутри, продольное сквозное цилиндрическое отверстие, линия симметрии которого совпадает с продольной линией симметрии тела центратора, а снаружи, по крайней мере, три образующих ребра, расположенных вдоль тела центратора, дополнительно снаружи тело центратора снабжено, по крайней мере, одним шламоразрушающим ребром, которое выполнено заостренными с наружной стороны, расположенным вдоль тела центратора. При этом, образующее ребро выполнено с возможностью иметь высоту меньше диаметра обсадной колонны или скважины, внутрь которой центратор спускается, расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора. Шламоразрушающее ребро расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора, который может быть не более 90°, преимущественно 25°. Кроме того, шламоразрушающее ребро находится между двумя соседними образующими ребрами, преимущественно посередине. Заявляемого полезная модель способствует получению необходимого типа контакта «обсадная колонна - цемент - горная порода» и соответственно увеличивает качество крепления обсадной колонны (цементирования) в целом. Кроме того, уменьшает вероятности возникновения аварий в целом. Формула полезной модели содержит 1 независимый и 4 зависимых пункта.

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам, предназначенным к использованию при спуске обсадных колонн, хвостовиков или скважинных фильтров в скважину, и, способствующих разрушению шлама (относительно крупных кусков выбуренной породы), на более мелкие куски, что в результате приведет либо к отсутствию шламовых заторов, либо, по крайней мере, к более лучшей очистке скважины от шлама на этапе технологических операций по очистке скважины.

Используемые термины:

Скважина - горная выработка круглого сечения с диаметром во много раз меньше длины, образуемая в массиве горных пород путем бурения и крепления без доступа в нее человека, с заранее заданным положением в пространстве. http://neft.academic.ru/361/Скважина

Обсадная колонна - предназначена для крепления буровых скважин, а также изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации; составляется из обсадных труб путем последовательного их свинчивания (иногда сваривания). /http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/3492/Обсадная

Шлам - в нефтегазовом производстве (бурение скважин) это куски выбуренной породы. /http://neft.academic.ru/423/LüriaM

Центратор обсадной колонны (центратор) - является элементом заколонной оснастки обсадной колонны. /http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/1954/Заколонная

Вдоль - (наречие) в продольном направлении, по длине. /Толковый словарь Ожегова/ http://dic.academic.ru/dic.nsf/ogegova/20134

Поперек - (наречие) в ширину, по ширине, вширь, отвесно к длине, по уровню, (противоположное понятие для наречия «вдоль») /Толковый словарь Ожегова/ http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc2p/324346

шламо (нем. грязь) - первая часть сложных слов, пишется слитно / Б. 3. Букчина./ Слитно. Раздельно. Через дефис/ http://orthographv.academic.ru/40293

В процессе бурения горной породы создается скважина; после того, как бурение закончено, в скважину спускается обсадная колонна, осуществляются технологические операции по очистке скважины от шлама, после чего колонна цементируется.

Большинство скважин, которые бурятся в современное время, являются сложными по своему пространственному строению, т.е.:

1. являются наклонно-направленными;

2. имеют горизонтальный участок;

3. имеют один (или более) изменения азимута скважины.

Стоить отметить, что обозначенные три пункта часто имеют место быть одновременно на одной скважине, что только усложняет пространственный профиль скважины.

Сложный пространственный профиль скважины приводит к тому, что на ее нижней стенке скапливается шлам; скапливание шлама происходит на наклонно-направленных участках скважины. На наклонно-направленных участках скважины с углом 45° и более, а также на горизонтальных участках скважины могут образовываться устойчивые шламовые образования (заторы), которые препятствуют спуску обсадной колонны, как следствие могут возникать различные проблемы со спуском, а иногда даже невозможно спустить обсадную колонну - что является серьезной производственной аварией.

Одна из причин, из-за которой формируются шламовые пробки - куски выбуренной породы могут быть настолько крупным, что удалить их из скважины полностью за счет технологических операций по очистке скважины от шлама практически невозможно за счет их относительно крупного размера.

Хотя шламовые заторы и мешают спуску обсадной колонны, однако, не смотря на наличие шламовых заторов в скважине, колонна все-таки может быть успешно спущена до нужной глубины, однако, работа по спуску обсадной колонны сопровождается высокими рисками при этом. Как было сказано выше, далее идет цементирование обсадной колонны и на данном этапе шламовые заторы начинают играть отрицательную роль для процесса цементирования.

Цель, которая преследуется в процессе цементирования обсадной колонны - создать такой тип контакта в заколонном пространстве в открытом стволе скважины как «обсадная колонна - цемент - горная порода». Данный тип контакта требуется создать по всей длине обсадной колонны в открытом стволе скважине, однако, созданию указанного контакта препятствует шлам, который лежит на нижней стенки скважины, на ее наклонно-направленном и/или горизонтальном участках. Таким образом, вместе нужно типа контакта создается такой контакт как «обсадная колонна - цемент - шлам»; такой тип контакта после введения скважину в режим эксплуатации может привести к различного рода производственным авариям и осложнениям.

Известно техническое решение, взятое в качестве прототипа, содержащее цилиндрический корпус из полиамида с не менее чем 4 ребрами, расположенными под углом 10-20° к его продольной оси, и каналами между ними. (Патент РФ 2263760, МПК E21B 17/10, приоритет от 26.11.2004 г).

Недостатком известного технического решения является конструкция, которая не способствует разрушению кусков выбуренной породы (шлама) на более мелкие куски, что позволило бы улучшить очистку скважины от выбуренной породы (шлама) во время циркуляции, которую выполняют в скважине перед проведением работ по цементированию обсадной колонны.

Перед авторами ставилась задача разработать центратор, обеспечивающий разрушение кусков выбуренной породы (шлама) на более мелкие куски и способствующий уменьшению вероятности возникновения аварий в целом.

Задача решается тем, что в центраторе для обсадной колонны, включающем тело центратора, содержащее, внутри, продольное сквозное цилиндрическое отверстие, линия симметрии которого совпадает с продольной линией симметрии тела центратора, а снаружи, по крайней мере, три образующих ребра, расположенных вдоль тела центратора, дополнительно снаружи тело центратора снабжено, по крайней мере, одним шламоразрушающим ребром, которое выполнено заостренными с наружной стороны, расположенным вдоль тела центратора. При этом образующее ребро выполнено с возможностью иметь высоту меньше диаметра обсадной колонны или скважины, внутрь которой центратор спускается, расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора. Шламоразрушающее ребро расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора, который может быть не более 90°, преимущественно 25°. Кроме того, шламоразрушающее ребро находится между двумя соседними образующими ребрами, преимущественно посередине.

Технический эффект заключается в расширении арсенала средств данного назначения. Кроме того, в возможности разрушения шлама, в уменьшении вероятности возникновения аварийных ситуаций и получению более качественного крепления обсадной колонны (цементирования).

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена блок-схема, где 1 - тело центратора, 2 - образующее ребро, 3 - шламоразрушающее ребро.

Заявляемая полезная модель содержит тело центратора 1, которое выполнено имеющим продольное сквозное цилиндрическое отверстие. Последнее выполнено для обеспечения возможности одеть центратор на обсадную колонну. Для того, чтобы центратор не имел наклонов в работе при возникновении сопротивления со стороны разрушаемого шлама, линия симметрии продольного сквозного цилиндрического отверстия строго совпадает с продольной линией симметрии тела центратора. Одной из функций центратора для обсадной колонны является возможность сориентировать обсадную колонну посередине скважины (отцентрировать). Количество устанавливаемых центраторов на обсадную колонну может достигать сотен единиц для одной скважины. Образующее ребро 2 выполнено с возможностью иметь высоту меньше диаметра скважины, внутрь которой центратор спускается. Для обеспечения достаточной жесткости центратора образующее ребро 2 выполнено с возможностью иметь высоту меньше диаметра обсадной колонны. Образующее ребро 2 расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора. Расположение образующего ребра под углом к продольной линии симметрии тела центратора способствует лучшему прохождению обсадной колонны в скважину. Для разрушения крупных кусков шлама на более мелкие куски снаружи тело центратора дополнительно снабжено, по крайней мере, одним шламоразрушающим ребром 3. Для обеспечения более качественного разрушения обломков выбуренной породы шламоразрушающее ребро 3 выполнено заостренными с наружной стороны. Шламоразрушающее ребро 3 расположено вдоль тела центратора и находится между двумя соседними образующими ребрами. При этом оно может быть расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора, который может быть не более 90°. При этом наилучший эффект шламоразрушения достигается, когда шламоразрушающее ребро 3 находится посередине расстояния между двумя соседними образующими ребрами и под углом к продольной линии симметрии тела центратора 25°.

Преимущества заявляемого технического решения:

1. Способствует получению необходимого типа контакта «обсадная колонна - цемент - горная порода» и соответственно увеличивает качество крепления обсадной колонны (цементирования) в целом;

2. Уменьшает вероятности возникновения аварий в целом.

1. Центратор для обсадной колонны, включающий тело центратора, содержащее, внутри, продольное сквозное цилиндрическое отверстие, линия симметрии которого совпадает с продольной линией симметрии тела центратора, а снаружи, по крайней мере, три образующих ребра, расположенных вдоль тела центратора, отличающийся тем, что снаружи тело центратора дополнительно снабжено, по крайней мере, одним шламоразрушающим ребром, которое выполнено заостренными с наружной стороны и расположенным вдоль тела центратора.

2. Центратор для обсадной колонны по п. 1, отличающийся тем, что образующее ребро выполнено с возможностью иметь высоту меньше диаметра либо обсадной колонны либо скважины, внутрь которой центратор спускается.

3. Центратор для обсадной колонны по п. 1, отличающийся тем, что образующее ребро расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора.

4. Центратор для обсадной колонны по п. 1, отличающийся тем, что шламоразрушающее ребро расположено либо параллельно продольной линии симметрии тела центратора, либо под углом к продольной линии симметрии тела центратора, который может быть не более 90°, преимущественно 25°.

5. Центратор для обсадной колонны по п. 1, отличающийся тем, что шламоразрушающее ребро находится между двумя соседними образующими ребрами, преимущественно посередине.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Узел протектолайзера для крепления греющего электрического кабеля и проводов относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты электрического кабеля питания к погружным устройствам оборудования для нефтедобычи.

Узел протектолайзера для крепления греющего электрического кабеля и проводов относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты электрического кабеля питания к погружным устройствам оборудования для нефтедобычи.
Наверх