EA040852B1 - DOWNHOLE DEVICE AND RELATED METHODS - Google Patents
DOWNHOLE DEVICE AND RELATED METHODS Download PDFInfo
- Publication number
- EA040852B1 EA040852B1 EA201992842 EA040852B1 EA 040852 B1 EA040852 B1 EA 040852B1 EA 201992842 EA201992842 EA 201992842 EA 040852 B1 EA040852 B1 EA 040852B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- elements
- centralizer
- section
- channel
- curvature
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к центратору, например к центратору обсадной трубы.The invention relates to a centralizer, such as a casing centralizer.
Уровень техникиState of the art
Скважины, пробуренные для доступа к приповерхностным пластам, например к углеводородсодержащим пластам, как правило, футерованы металлической трубой, иногда известной как обсадная труба или футеровка. Труба с футерованным каналом может опускаться в пробуренный канал, оставляя кольцевое пространство между стенкой канала и внешней поверхностью обсадной трубы. Отверждаемый материал, такой как цемент, может циркулировать в кольцевом пространстве для обеспечения уплотнения между трубой и стенкой канала. В общем, желательно, чтобы цементная оболочка, образованная вокруг обсадной трубы, имела постоянную толщину, что требует центрирования обсадной трубы в канале по мере отверждения цемента. Это может быть достигнуто установкой центраторов на обсадной трубе, например, по меньшей мере одного центратора на одно трубное соединение. Центраторы принимают много форм и могут быть твердыми или гибкими, например, центраторы типа изогнутой пружины отличаются концевыми кольцевыми элементами с участками пружинного изгиба, продолжающимися между кольцевыми элементами. Участки пружинного изгиба, как правило, являются вогнутыми и очерчивают дугу с гребнем на промежуточном участке между кольцевыми элементами. Участки пружинного изгиба могут отклоняться радиально внутрь, чтобы допускать обсадной колонне, несущей такие центраторы, проходить через ограничения канала.Wells drilled to access subsurface formations, such as hydrocarbon containing formations, are typically lined with a metal pipe, sometimes known as a casing or lining. The lined pipe can be lowered into the drilled hole leaving an annulus between the wall of the hole and the outer surface of the casing. A curable material such as cement may be circulated in the annulus to provide a seal between the pipe and the channel wall. In general, it is desirable that the cement sheath formed around the casing has a constant thickness, which requires the casing to be centered in the bore as the cement sets. This can be achieved by installing centralizers on the casing, for example at least one centralizer per tubular connection. Centralizers take many forms and can be rigid or flexible, for example, bent spring type centralizers are characterized by end annular elements with sections of spring bending extending between the annular elements. The sections of the spring bend are generally concave and delineate an arc with a ridge in the intermediate section between the annular elements. The sections of the spring bend can be deflected radially inward to allow the casing string carrying such centralizers to pass through the channel restrictions.
Основные функции центратора заключаются в облегчении опускания обсадной колонны на желаемую глубину в канал, а затем обеспечивать достаточную силу, иногда называемую восстанавливающей силой, для поддержки обсадной трубы соосно с каналом. Для гибких или пружинных центраторов поддержание обсадной колонны коаксиально каналу становится более сложной задачей в отклоненных или горизонтальных каналах, где масса колонны будет стремиться деформировать участки пружинного изгиба центраторов на нижней стороне обсадной трубы, так что колонна лежит в направлении нижней стороны канала. Такая деформация может быть уменьшена увеличением крепкости участков пружинного изгиба, но более крепкие участки пружинного изгиба затрудняют опускание обсадной трубы в канал, в частности, увеличивая силу, необходимую для перемещения центратора в ограниченную секцию или секцию с меньшим диаметром канала, иногда называемую пусковой силой, а затем для перемещения центратора через ограничение, иногда называемое силой опускание. Участки пружинного изгиба также должны восстанавливаться до конфигурации с большим диаметром после прохождения ограничения.The main function of the centralizer is to facilitate lowering the casing to the desired depth into the channel and then provide sufficient force, sometimes referred to as a restoring force, to keep the casing aligned with the channel. For flexible or spring centralizers, keeping the casing coaxial with the channel becomes more difficult in deviated or horizontal channels, where the mass of the string will tend to deform the spring bend sections of the centralizers on the underside of the casing so that the string lies towards the downside of the channel. Such deformation can be reduced by increasing the strength of the springs, but stronger springs make it more difficult to lower the casing into the bore, particularly by increasing the force required to move the centralizer into a restricted or smaller bore section, sometimes referred to as the starting force, and then to move the centralizer through the constraint, sometimes called force down. The spring bend sections must also recover to the larger diameter configuration after the constraint has been passed.
Центраторы, которые должны опускаться в канал через ограничение, будут иногда исходно очерчивать больший диаметр, чем канал, в котором в итоге будет расположена обсадная труба. Эта практика признает, что центраторы не восстановятся до исходного диаметра после прохождения ограничения.Centralizers that must be lowered into the channel through the restriction will sometimes initially define a larger diameter than the channel in which the casing will eventually be located. This practice recognizes that centralizers will not recover to their original diameter once they have passed the constraint.
Примеры различных форм центраторов описаны в публикации европейской заявки на патент № 0297716 и в патенте США № 6997254.Examples of various forms of centralizers are described in European Patent Publication No. 0297716 and in US Patent No. 6997254.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Согласно примеру изобретения, обеспечен центратор для центрирования трубы в канале как заявлено в формуле. При использовании, различные части центратора могут адаптироваться к пространству внутри канала, чтобы проходить через канал или ограничения в канале. Любая часть центратора может быть изогнута, деформирована или иным образом искажена при прохождении через канал и/или поддержании трубы в канале (например, на горизонтальных или наклонных секциях канала). Промежуточный участок может испытывать относительно меньшее изгибание, чем концевые участки. Элементы могут образовывать лопатки центратора. Промежуточный участок может образовывать лопасть лопатки. По меньшей мере часть центратора может испытывать степень деформации (например, пластической деформации) при прохождении через ограничение. Концевые участки и относительно менее гибкий промежуточный участок могут уменьшать или ограничивать степень деформации, испытываемой центратором. Должно быть понятно, что термин изгибание может относиться к сгибанию, скручиванию, искажению, деформации и/или любой другой форме перемещения промежуточного участка.According to an example of the invention, a centralizer is provided for centering the pipe in the channel as stated in the formula. In use, the various parts of the centralizer can adapt to the space within the channel to fit through the channel or channel restrictions. Any part of the centralizer may be bent, deformed or otherwise distorted while passing through the channel and/or maintaining the pipe in the channel (for example, on horizontal or inclined sections of the channel). The intermediate portion may experience relatively less bending than the end portions. The elements can form centralizer blades. The intermediate portion may form the blade of the blade. At least a portion of the centralizer may experience a degree of deformation (eg, plastic deformation) as it passes through the constraint. The end portions and the relatively less flexible intermediate portion may reduce or limit the degree of deformation experienced by the centralizer. It should be understood that the term bending may refer to bending, twisting, distortion, deformation and/or any other form of displacement of the intermediate portion.
Промежуточный участок может содержать по меньшей мере один жесткий участок, может быть жестким, или может быть по меньшей мере частично жестким. Промежуточный участок может быть выполнен устойчивым по меньшей мере к одному из: изгибанию, сгибанию, скручиванию, деформации или тому подобному. Промежуточный участок может быть жестким, или выполняться с возможностью быть устойчивым к изгибанию, сгибанию, скручиванию, деформации или тому подобному, любым подходящим образом. Промежуточный участок может быть относительно более крепким или жестким, чем концевые участки.The intermediate portion may comprise at least one rigid portion, may be rigid, or may be at least partially rigid. The intermediate portion may be made resistant to at least one of: bending, bending, twisting, deformation, or the like. The intermediate portion may be rigid, or capable of being resistant to bending, bending, twisting, deformation, or the like, in any suitable manner. The intermediate portion may be relatively stronger or more rigid than the end portions.
Концевые участки могут содержать по меньшей мере один гибкий участок, может быть гибким или может быть по меньшей мере частично гибким. Концевые участки могут быть выполнены с возможностью быть по меньшей мере одним из следующих: гибкими, сгибаемыми, скручиваемыми, деформируемыми или тому подобными. Концевые участки могут быть гибкими или могут быть выполнены с возможностью быть гибкими, сгибаемыми, скручиваемыми, деформируемыми или тому подобными, любым подходящим образом. Концевые участки могут быть относительно менее крепкими или жесткими, чем промежуточный участок.The end sections may contain at least one flexible section, may be flexible or may be at least partially flexible. The end portions may be configured to be at least one of the following: flexible, bendable, twistable, deformable, or the like. The end portions may be flexible, or may be configured to be flexible, bendable, twistable, deformable, or the like, in any suitable manner. The end sections may be relatively less strong or rigid than the intermediate section.
По меньшей мере один признак или компонент, например, промежуточный участок и/или концевыеAt least one feature or component, such as an intermediate region and/or terminal
- 1 040852 участки центратора, содержат изогнутую секцию. Изогнутая секция может быть образована в любом направлении в отношении центратора. Изогнутая секция может быть образована в направлении вдоль элемента (например, направление может быть образовано между одним концевым кольцевым элементом и другим концевым кольцевым элементом или параллельно оси центратора). Изогнутая секция может быть образована в направлении поперек элемента (например, направление может быть образовано по окружности вокруг оси центратора, или может рассматриваться перпендикулярно направлению, образованному между концевыми кольцевыми элементами). Должно быть понятно, что по меньшей мере один признак или компонент центратора может быть искривлен в одном или нескольких направлениях.- 1 040852 sections of the centralizer, contain a curved section. The curved section may be formed in any direction with respect to the centralizer. The curved section may be formed in a direction along the element (eg, the direction may be formed between one end annular element and the other end annular element, or parallel to the axis of the centralizer). The curved section may be formed in a direction across the element (eg, the direction may be formed circumferentially about the centralizer axis, or may be considered perpendicular to the direction formed between the end ring elements). It should be understood that at least one feature or component of the centralizer may be curved in one or more directions.
Промежуточный участок содержит изогнутую секцию. Изогнутая секция может быть образована в направлении поперек элемента. Изогнутая секция образовывает первый радиус кривизны, который может соответствовать направлению поперек элемента.The intermediate section contains a curved section. The curved section may be formed in a direction across the element. The curved section defines a first radius of curvature, which may correspond to a direction across the element.
Концевые участки могут содержать изогнутую секцию, образующую второй радиус кривизны. Изогнутая секция, образующая второй радиус кривизны, может быть образована в направлении поперек элемента. Второй радиус кривизны может быть больше, чем первый радиус кривизны.The end portions may comprise a curved section defining a second radius of curvature. The curved section forming the second radius of curvature may be formed in a direction across the element. The second radius of curvature may be larger than the first radius of curvature.
Обеспечение концевых участков, имеющих больший радиус кривизны, чем промежуточный участок, может обеспечивать степень гибкости для концевых участков, которая больше, чем гибкость (меньший радиус кривизны) промежуточного участка.Providing end portions having a larger radius of curvature than the intermediate portion may provide a degree of flexibility for the end portions that is greater than the flexibility (smaller radius of curvature) of the intermediate portion.
Каждый из концевых участков может содержать по меньшей мере два соединителя для соединения соответствующего концевого участка с соответствующим концевым кольцевым элементом. Соединители каждого концевого участка могут расходиться от промежуточного участка. Соединители могут быть разнесены друг от друга на концевых кольцевых элементах.Each of the end sections may contain at least two connectors for connecting the corresponding end section with the corresponding end ring element. The connectors of each end section may diverge from the intermediate section. The connectors can be spaced apart from each other on the end ring elements.
Разнесение соединителей каждого концевого участка друг от друга может помогать распределять внешнюю приложенную нагрузку более равномерно, например, по окружности, вокруг конца кольцевого элемента. Если внешняя нагрузка приложена к промежуточному участку, которая, в свою очередь, может передаваться на концевые участки, нагрузка может передаваться на соединители. Разнесением соединителей каждого концевого участка друг от друга можно уменьшать нагрузку на каждый соединитель, что может уменьшать нагрузку на каждый соединитель. Разнесение соединителей друг от друга может помогать управлять сгибающими, скручивающими или любыми другими силами на концевых участках, которые могут в противном случае искажать концевые участки до такой степени, чтобы запрещать или неблагоприятно влиять на восстановление центратора в конфигурации с большим диаметром.Spacing the connectors of each end portion apart may help to distribute the externally applied load more evenly, eg circumferentially, around the end of the annular element. If an external load is applied to the intermediate section, which, in turn, can be transferred to the end sections, the load can be transferred to the connectors. By spacing the connectors of each end section apart, the load on each connector can be reduced, which can reduce the load on each connector. Spacing the connectors apart may help control bending, twisting, or any other forces at the end portions that may otherwise distort the end portions to the extent of inhibiting or adversely affecting recovery of the centralizer in a large diameter configuration.
Соединители могут образовывать расщепленный или раздвоенный соединитель для передачи силы между концевыми участками и концевыми кольцевыми элементами.The connectors may form a split or bifurcated connector to transfer force between the end portions and the end ring members.
Соединители могут содержать или образовывать изогнутые края.Connectors may contain or form curved edges.
Пространство между соединителями может образовывать отверстие, которое может иметь изогнутые края. Отверстие может образовывать каплевидную или треугольную форму, которая может иметь большую ширину, проксимальную к концевому кольцевому элементу и дистальную к промежуточному участку. Изогнутые края соединителей могут помогать распределять нагрузку более равномерно, например, чтобы уменьшать или снимать напряжение на соединителях.The space between the connectors may form an opening, which may have curved edges. The opening may form a drop-shaped or triangular shape, which may have a large width, proximal to the end ring element and distal to the intermediate section. The curved edges of the connectors can help distribute the load more evenly, for example, to reduce or relieve stress on the connectors.
Концевые участки могут содержать изогнутую секцию, которая может быть образована по меньшей мере в одном из направлений: поперек; и вдоль элемента. Изогнутая секция может быть проксимальной к соответствующему кольцевому элементу и дистальной к промежуточному участку. Изогнутая секция может быть предназначена для обеспечения изогнутой секции с относительно меньшей гибкостью, чем другие части концевых участков.The end sections may contain a curved section, which may be formed in at least one of the directions: across; and along the element. The curved section may be proximal to the respective annular element and distal to the intermediate portion. The curved section may be designed to provide a curved section with relatively less flexibility than other portions of the end portions.
Каждый из концевых участков может образовывать переходной участок. Переходной участок может находиться между изогнутой секцией промежуточного участка и изогнутой секцией соответствующего концевого кольцевого элемента. Переходной участок может содержать больший радиус кривизны, чем по меньшей мере одна из секций: изогнутая секция промежуточного участка и изогнутая секция соответствующей концевой кольцевые элементы.Each of the end sections may form a transition section. The transition section may be located between the curved section of the intermediate section and the curved section of the corresponding end ring element. The transition section may contain a larger radius of curvature than at least one of the sections: the curved section of the intermediate section and the curved section of the corresponding end ring elements.
Переходной участок может содержать или образовывать плоский или относительно менее изогнутый участок элемента, который может быть относительно более гибким, чем по меньшей мере одно из: промежуточный участок и кольцевой элемент. Кольцевой элемент и/или промежуточный участок могут быть менее гибкими, чем переходной участок. Переходной участок может помогать распределять нагрузку или напряжение вдоль концевого участка или по меньшей мере смягчать переход между относительно менее гибкими компонентами, так что нагрузка или напряжение может быть менее концентрированной на более гибких компонентах.The transition section may comprise or form a flat or relatively less curved section of the element, which may be relatively more flexible than at least one of: the intermediate section and the annular element. The annular element and/or the intermediate section may be less flexible than the transition section. The transition portion may help distribute load or stress along the end portion, or at least soften the transition between relatively less flexible components so that the load or stress may be less concentrated on more flexible components.
Если концевой участок содержит изогнутую секцию для по меньшей мере частичного сопротивления изгибанию, скручиванию или деформации изогнутой секции концевого участка, то переход между концевым кольцевым элементом (который может быть относительно жестким) и концевым участком (который может быть относительно гибким) может быть смягчен, что может помогать распределять нагрузку или напряжение вдоль концевого участка.If the end section includes a curved section to at least partially resist bending, twisting or deformation of the curved section of the end section, then the transition between the end annular element (which may be relatively rigid) and the end section (which may be relatively flexible) can be softened, such that may help distribute load or stress along the end portion.
Изогнутая секция концевого участка может быть образована в направлении по окружности вокруг центратора.The curved section of the end portion may be formed in a circumferential direction around the centralizer.
- 2 040852- 2 040852
Промежуточный участок может содержать или образовывать изогнутую или выпуклую внешнюю поверхность. Изогнутая или выпуклая внешняя поверхность может быть образована в направлении вдоль элементов или может быть образована между концевыми кольцевыми элементами центратора. Концевые участки могут содержать или образовывать изогнутую или вогнутую внешнюю поверхность, которая может быть образована в направлении вдоль элементов или может быть образована в направлении между концевыми кольцевыми элементами центратора.The intermediate portion may comprise or form a curved or convex outer surface. The curved or convex outer surface may be formed in the direction along the elements or may be formed between the end annular elements of the centralizer. The end sections may contain or form a curved or concave outer surface, which may be formed in the direction along the elements or may be formed in the direction between the end annular elements of the centralizer.
Переходной участок концевых участков может содержать вогнутую внешнюю поверхность.The transition portion of the end portions may comprise a concave outer surface.
Промежуточные участки могут содержать или образовывать изогнутую или выпуклую внешнюю поверхность, которая может быть образована в направлении поперек элементов или может быть образована в направлении, образованном между смежными элементами центратора.The intermediate portions may comprise or form a curved or convex outer surface which may be formed in a direction across the elements or may be formed in a direction formed between adjacent centralizer elements.
Элементы могут содержать или образовывать выпуклую внешнюю поверхность вдоль длины, например всей длины между концевыми кольцевыми элементами. Элементы могут содержать по меньшей мере одну из секций: выпуклую, плоскую или вогнутую секцию вдоль длины элемента. Элементы могут содержать или образовывать выпуклую внешнюю поверхность вдоль части длины элементов и могут содержать или образовывать по меньшей мере одну из поверхностей: плоскую; и вогнутую внешнюю поверхность вдоль другой части длины элемента.The elements may contain or form a convex outer surface along the length, for example the entire length between the end ring elements. The elements may contain at least one of the sections: a convex, flat or concave section along the length of the element. The elements may contain or form a convex outer surface along a portion of the length of the elements and may contain or form at least one of the surfaces: flat; and a concave outer surface along the other part of the length of the element.
Направление, образованное между смежными элементами центратора, может образовывать направление по окружности в отношении центратора. Концевые кольцевые элементы могут быть коаксиальными в отношении оси центратора, так что направление по окружности может быть образовано относительно оси центратора.The direction formed between adjacent members of the centralizer may form a circumferential direction with respect to the centralizer. The end ring members may be coaxial with respect to the axis of the centralizer so that the circumferential direction may be formed with respect to the axis of the centralizer.
Концевые участки могут содержать или образовывать по меньшей мере одну из поверхностей: изогнутую, выпуклую, вогнутую или плоскую внешнюю поверхность по меньшей мере в одном из направлений: направлении, образованном вдоль; и поперек всего элемента. По меньшей мере одна из поверхностей: изогнутая, выпуклая, вогнутая или плоская внешняя поверхность, может быть образована в направлении, образованном между смежными элементами центратора и/или между концевыми кольцевыми элементами центратора.The end sections may contain or form at least one of the surfaces: curved, convex, concave or flat outer surface in at least one of the directions: the direction formed along; and across the entire element. At least one of the surfaces: curved, convex, concave or flat outer surface, can be formed in the direction formed between adjacent elements of the centralizer and/or between the end annular elements of the centralizer.
В исходном недеформированном состоянии или по меньшей мере в частично деформированном состоянии центратор может принимать конфигурацию с большим диаметром, которая может образовывать первый радиус кривизны. Центратор может входить в канал в исходном недеформированном состоянии, и впоследствии может быть частично деформирован для приема частично деформированной конфигурации согласно диаметру канала. Первый радиус кривизны может быть образован радиусом канала. Изогнутая или выпуклая внешняя поверхность элементов может образовывать второй радиус кривизны, который может быть образован в направлении поперек элементов. Второй радиус кривизны может быть равен или меньше первого радиуса кривизны, например, по меньшей мере в недеформированном состоянии или по меньшей мере в частично деформированном состоянии центратора. Изогнутая или выпуклая внешняя поверхность элементов может содержать участок, например центральный участок или тому подобное, который выполнен с возможностью вступать в контакт со стенкой канала. Изогнутая или выпуклая внешняя поверхность элементов может содержать участок, например, краевой участок или тому подобное, который не выполнен с возможностью вступать в контакт со стенкой канала в недеформированных или частично деформированных конфигурациях. Если центратор деформирован, при некоторых обстоятельствах краевые участки могут быть выполнены с возможностью вступать в контакт со стенкой канала. Обеспечение краевых участков, которые могут не быть выполнены с возможностью вступать в контакт со стенкой канала, может уменьшать трение между элементами и стенкой канала при перемещении центратора через канал.In its original undeformed state, or at least in a partially deformed state, the centralizer may assume a large diameter configuration which may form a first radius of curvature. The centralizer may enter the channel in its original undeformed state, and subsequently may be partially deformed to receive a partially deformed configuration according to the diameter of the channel. The first radius of curvature may be formed by the radius of the channel. The curved or convex outer surface of the elements may define a second radius of curvature, which may be formed in a direction across the elements. The second radius of curvature may be equal to or less than the first radius of curvature, for example, at least in the undeformed state or at least in the partially deformed state of the centralizer. The curved or convex outer surface of the elements may comprise a portion, such as a central portion or the like, which is configured to come into contact with the channel wall. The curved or convex outer surface of the elements may include a portion, such as an edge portion or the like, that is not configured to come into contact with the channel wall in undeformed or partially deformed configurations. If the centralizer is deformed, under some circumstances the edge portions may be configured to come into contact with the channel wall. Providing edge portions that may not be configured to come into contact with the channel wall can reduce friction between the elements and the channel wall as the centralizer moves through the channel.
Первый радиус кривизны может соответствовать радиусу кривизны канала. Обеспечением второго радиуса кривизны, равного или меньшего, чем первый радиус кривизны, выпуклая внешняя поверхность может иметь уменьшенную площадь контакта между промежуточным участком и стенкой канала. Уменьшение площади контакта может уменьшать трение и/или облегчать прохождение центратора через канал.The first radius of curvature may correspond to the radius of curvature of the channel. By providing a second radius of curvature equal to or less than the first radius of curvature, the convex outer surface may have a reduced contact area between the intermediate portion and the channel wall. Reducing the contact area may reduce friction and/or facilitate passage of the centralizer through the channel.
Промежуточный участок может содержать гребень, ребро, выступ или тому подобное, что может уменьшать площадь контакта между промежуточным участком и стенкой канала.The intermediate portion may include a ridge, rib, protrusion, or the like, which may reduce the area of contact between the intermediate portion and the channel wall.
Центратор может быть выполнен с возможностью принимать другой диаметр в зависимости от степени деформации элементов. Центратор может содержать по меньшей мере один опорный элемент для ограничения изгибания или деформации элементов. Ограничение изгибания или деформации элементов может предотвращать принятие центратором диаметра, меньшего, чем пороговый диаметр, что может обеспечивать по меньшей мере частичное восстановление центратора до диаметра, большего, чем пороговый диаметр.The centralizer can be configured to take a different diameter depending on the degree of deformation of the elements. The centralizer may include at least one support element to limit bending or deformation of the elements. Limiting bending or deformation of the elements may prevent the centralizer from accepting a diameter smaller than the threshold diameter, which may allow at least partial restoration of the centralizer to a diameter greater than the threshold diameter.
В исходном состоянии центратор может очерчивать по меньшей мере первый диаметр, который может соответствовать, быть больше или меньше, чем конфигурация с большим диаметром. Центратор может быть выполнен с возможностью реконфигурироваться до деформированного состояния для того, чтобы очерчивать меньший второй диаметр, чтобы допускать прохождение центратора через ограничение канала. Центратор может быть выполнен с возможностью реконфигурироваться до восстановленногоInitially, the centralizer may define at least a first diameter, which may correspond to, be greater than or less than the larger diameter configuration. The centralizer may be configured to reconfigure to a deformed state in order to define a smaller second diameter to allow passage of the centralizer through the channel restriction. The centralizer may be configured to be reconfigured to a restored
- 3 040852 состояния для очерчивания первого диаметра и центрирования трубы в канале. В деформированной конфигурации степень деформации элементов может ограничиваться для обеспечения восстановления центратора до первого диаметра.- 3 040852 states for delineating the first diameter and centering the pipe in the channel. In the deformed configuration, the degree of deformation of the elements may be limited to ensure that the centralizer is restored to the first diameter.
Второй диаметр может быть равен или больше, чем пороговый диаметр.The second diameter may be equal to or greater than the threshold diameter.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью упираться в трубу при изгибании или деформации по меньшей мере одного из элементов.At least one support element may be configured to abut against the pipe when at least one of the elements is bent or deformed.
По меньшей мере один опорный элемент может быть гибким или деформируемым.At least one support element may be flexible or deformable.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью поддерживать по меньшей мере один из участков: промежуточный участок и концевые участки. По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью поддерживать радиально самую внешнюю часть элементов.At least one support element may be configured to support at least one of the sections: the intermediate section and the end sections. At least one support element may be configured to support the radially outermost part of the elements.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью поддерживать участок элементов, содержащий промежуточную точку между концевыми кольцевыми элементами.At least one support element may be configured to support a section of elements containing an intermediate point between the end ring elements.
Радиально самая внешняя часть элемента может образовывать гребень или высшую точку элементов.The radially outermost part of the element may form the crest or apex of the elements.
Каждый из элементов может содержать выпуклую внешнюю поверхность, образованную по окружности вокруг центратора.Each of the elements may contain a convex outer surface formed in a circle around the centralizer.
Внешняя поверхность может содержать контактную поверхность элементов. Контактная поверхность может быть выполнена с возможностью вступать в контакт со стенкой канала. Выпуклая внешняя поверхность может быть образована по меньшей мере частично вдоль длины элемента. Выпуклая внешняя поверхность может быть образована по меньшей мере частично поперек ширины элемента. Длина элемента может быть образована как часть элемента, продолжающаяся в аксиальном или скважинном направлении относительно центратора в канале. Ширина элемента может быть образована как часть элемента, продолжающаяся в направлении по окружности относительно центратора в канале. Толщина элемента может быть образована в радиальном направлении относительно центратора в канале.The outer surface may contain the contact surface of the elements. The contact surface may be configured to come into contact with the channel wall. The convex outer surface may be formed at least partially along the length of the element. The convex outer surface may be formed at least partially across the width of the element. The length of the element can be formed as part of the element, continuing in the axial or downhole direction relative to the centralizer in the channel. The width of the element may be formed as the portion of the element extending in the circumferential direction relative to the centralizer in the channel. The thickness of the element can be formed in the radial direction relative to the centralizer in the channel.
В исходном недеформированном состоянии центратор может очерчивать первый диаметр, который образует первый радиус кривизны. Каждая выпуклая внешняя поверхность элементов может образовывать второй радиус кривизны. Второй радиус кривизны может быть равен или меньше, чем первый радиус кривизны.In its original undeformed state, the centralizer may define a first diameter that defines a first radius of curvature. Each convex outer surface of the elements may form a second radius of curvature. The second radius of curvature may be equal to or less than the first radius of curvature.
Первый радиус кривизны может быть образован по окружности вокруг канала. Второй радиус кривизны может быть образован по окружности вокруг центратора. Обеспечением элементов вторым радиусом кривизны может быть уменьшено трение между центратором и каналом при перемещении центратора через канал. Благодаря этому уменьшению трения может быть уменьшен износ элементов.The first radius of curvature may be formed in a circle around the channel. The second radius of curvature may be formed in a circle around the centralizer. By providing the elements with a second radius of curvature, friction between the centralizer and the channel can be reduced as the centralizer moves through the channel. Due to this reduction in friction, the wear of the elements can be reduced.
Элементы могут содержать по меньшей мере один концевой участок для соединения элементов с концевыми кольцевыми элементами центратора. Элементы могут содержать по меньшей мере два концевых участка для соединения элемента с концевым кольцевым элементом центратора.The elements may contain at least one end section for connecting the elements with the end annular elements of the centralizer. The elements may contain at least two end sections for connecting the element with the end ring element of the centralizer.
Концевой участок может быть разветвлен. Обеспечение более чем одного концевого участка для каждого конца элемента может помогать равномерно распределять силу вокруг концевого кольцевого элемента.The end section may be branched. Providing more than one end portion for each end of the element can help distribute force evenly around the end ring element.
Элементы могут содержать по меньшей мере два концевых участка для соединения каждого конца каждого элемента с их соответствующими концевыми кольцевыми элементами, причем соединения между каждым смежным концевым участком на каждом концевом кольцевом элементе равномерно разнесены друг от друга по окружности вокруг концевого кольцевого элемента. Однако должно быть понятно, что в примере смежные соединения могут не быть равномерно разнесены друг от друга по окружности вокруг концевого кольцевого элемента. В зависимости от особой геометрии центратора может быть или не быть возможным распределять соединения концевых участков, равномерно разнесенными друг от друга по окружности вокруг концевого кольцевого элемента. Например, центраторы большего диаметра или центраторы, содержащие более четырех, пяти или шести элементов, могут обеспечивать достаточное пространство для вмещения равномерно разнесенных друг от друга соединений концевых участков, в то время как центраторы меньшего диаметра или центраторы, содержащие менее четырех, пяти или шести элементов, могут не обеспечивать достаточного пространства для вмещения равномерно разнесенных друг от друга соединений концевых участков.The elements may contain at least two end sections for connecting each end of each element with their respective end ring elements, and the connections between each adjacent end section on each end ring element are evenly spaced from each other along the circumference around the end ring element. However, it should be understood that, in the example, adjacent connections may not be evenly spaced from each other in a circumferential manner around the end ring member. Depending on the particular geometry of the centralizer, it may or may not be possible to distribute the end portion connections evenly spaced from each other circumferentially around the end ring member. For example, larger diameter centralizers or centralizers containing more than four, five, or six elements may provide sufficient space to accommodate evenly spaced end-section connections, while smaller diameter centralizers or centralizers containing less than four, five, or six elements , may not provide sufficient space to accommodate evenly spaced end portion connections.
Обеспечением равного расстояния, как образовано между концевыми участками, может быть равномерное распределение силы по меньшей мере частично по окружности вокруг концевых кольцевых элементов центратора. При использовании, например, в горизонтальной секции канала, элементы центратора на нижней стороне канала могут испытывать большую степень деформации, чем те элементы центратора на верхней стороне канала. Элементы центратора на нижней стороне канала могут оказывать большую силу на концевые кольцевые элементы, чем сила, оказываемая на концевые кольцевые элементы элементами на верхней стороне канала. Обеспечением соединений концевых участков, которые равномерно разнесены друг от друга по окружности вокруг концевых кольцевых элементов, сила, оказываемая на концевые кольцевые элементы элементами, может быть распределена более равномерно, чем в случае, когда соединения концевых участков неравномерно разнесены друг от друга по окружности во- 4 040852 круг концевых кольцевых элементов. Это может уменьшать чрезмерное напряжение или натяжение, прикладываемое к определенным частям концевых кольцевых элементов или даже в любой другой части центратора.Ensuring an equal distance, as formed between the end sections, can be a uniform distribution of force at least partially around the circumference around the end annular elements of the centralizer. When used, for example, in a horizontal channel section, centralizer elements on the underside of the channel may experience a greater degree of deformation than those centralizer elements on the upper side of the channel. The centralizer elements on the underside of the channel may exert more force on the end ring elements than the force exerted on the end ring elements by the elements on the top side of the channel. By providing end section connections that are evenly spaced circumferentially around the end ring elements, the force exerted on the end ring elements by the elements can be distributed more evenly than when the end section connections are not evenly spaced circumferentially apart. 4 040852 circle of end ring elements. This can reduce excessive stress or tension applied to certain parts of the end ring members or even any other part of the centralizer.
По меньшей мере один опорный элемент может содержать вогнутую внешнюю поверхность. Внешняя поверхность опорного элемента может быть обращена к стенке канала. Внешняя поверхность опорного элемента может, в общем, не быть выполнена с возможностью вступать в контакт со стенкой канала. Опорный элемент может содержать или иметь дугообразную форму.At least one support element may include a concave outer surface. The outer surface of the support element may face the channel wall. The outer surface of the support member may generally not be configured to come into contact with the channel wall. The support element may comprise or have an arcuate shape.
Опорный элемент может содержать выпуклую внутреннюю поверхность. Выпуклая внутренняя поверхность может быть обращена к обсадной трубе, и может перемещаться для упора в обсадную трубу, например, в ответ на прохождение через ограничение канала.The support element may include a convex inner surface. The convex inner surface may face the casing, and may move to abut against the casing, for example, in response to passing through a channel restriction.
По меньшей мере один опорный элемент может продолжаться от одного концевого участка до другого концевого участка элементов. По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью приложения силы между первым концом и вторым концом элементов.At least one support element may extend from one end section to the other end section of the elements. At least one support element may be configured to apply force between the first end and the second end of the elements.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью прикладывать силу или противодействовать силе, прикладываемой элементами. По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечивать опору в промежуточной точке элементов. Промежуточная точка может быть ограничена между концевыми кольцевыми элементами. По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечивать опору для промежуточного участка.At least one support element may be configured to apply force or resist the force applied by the elements. At least one support element may be configured to provide support at an intermediate point of the elements. An intermediate point may be limited between the end ring elements. At least one support element may be configured to provide support for the intermediate section.
По меньшей мере один опорный элемент может быть центрирован или симметричен около промежуточной точки элементов.At least one support element may be centered or symmetrical about an intermediate point of the elements.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью прикладывать силу или противодействовать силе, прикладываемой элементами. По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечивать опору в точке вдоль элементов, которая находится между промежуточной точкой и конечным участком элементов.At least one support element may be configured to apply force or resist the force applied by the elements. At least one support element may be configured to provide support at a point along the elements, which is between the intermediate point and the end section of the elements.
По меньшей мере один опорный элемент может быть расположен вдоль элементов таким образом, чтобы он располагался проксимально к одному кольцевому элементу центратора и дистально к другому концевому кольцевому элементу центратора.At least one support element can be located along the elements so that it is located proximally to one annular element of the centralizer and distally to the other end annular element of the centralizer.
По меньшей мере один опорный элемент может содержать по меньшей мере один дугообразный пружинный элемент. По меньшей мере один опорный элемент может продолжаться по меньшей мере частично вдоль центрального участка по меньшей мере одного из участков: промежуточного участка и концевого участка. По меньшей мере один опорный элемент может продолжаться по меньшей мере частично вдоль центрального участка элементов. По меньшей мере один опорный элемент может продолжаться по меньшей мере частично вдоль края по меньшей мере одного из участков: промежуточного участка и концевых участков. По меньшей мере один опорный элемент может продолжаться по меньшей мере частично вдоль края элементов.At least one support element may contain at least one arcuate spring element. At least one support element may extend at least partially along the central section of at least one of the sections: the intermediate section and the end section. At least one support element may extend at least partially along the central section of the elements. At least one support element may extend at least partially along the edge of at least one of the sections: the intermediate section and the end sections. At least one support element may extend at least partially along the edge of the elements.
Элементы могут содержать металл или быть образованы из него.The elements may contain metal or be formed from it.
Центратор может содержать по меньшей мере одну контактную поверхность для контакта со стенкой канала. Контактная поверхность может содержать покрытие, уменьшающее трение. Элементы могут содержать контактную поверхность. Покрытие, уменьшающее трение, может образовывать часть элементов. Покрытие, уменьшающее трение, может содержать по меньшей мере одно из: политетрафторэтилен и графен.The centralizer may include at least one contact surface for contact with the channel wall. The contact surface may include a friction reducing coating. The elements may contain a contact surface. A friction reducing coating may form part of the elements. The friction reducing coating may comprise at least one of polytetrafluoroethylene and graphene.
Любое другое подходящее покрытие может быть нанесено на элементы для уменьшения трения между элементами и стенкой канала, или элементы могут быть образованы с покрытием, уменьшающим трение, или изменены для содержания покрытия, уменьшающего трение. Элементы могут содержать металл.Any other suitable coating may be applied to the elements to reduce friction between the elements and the channel wall, or the elements may be formed with a friction reducing coating or modified to contain a friction reducing coating. The elements may contain metal.
Также описан центратор для центрирования трубы в канале. Центратор может содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами. Элементы могут содержать промежуточный участок. Элементы могут содержать концевые участки для соединения промежуточного участка с концевыми кольцевыми элементами. Центратор может быть выполнен с возможностью конфигурироваться между конфигурацией с большим диаметром и конфигурацией с меньшим диаметром. Концевые участки или каждый из концевых участков может содержать по меньшей мере два соединителя для соединения соответствующего концевого участка с соответствующим концевым кольцевым элементом. Соединители каждого концевого участка могут расходиться от промежуточного участка так, чтобы быть разнесенными друг от друга на концевых кольцевых элементах.A centralizer for centering a pipe in a channel is also described. The centralizer may contain end ring elements connected by elements. The elements may contain an intermediate section. The elements may contain end sections for connecting the intermediate section with the end ring elements. The centralizer may be configurable between a larger diameter configuration and a smaller diameter configuration. The end sections or each of the end sections may contain at least two connectors for connecting the corresponding end section with the corresponding end ring element. The connectors of each end section may diverge from the intermediate section so as to be spaced apart from each other at the end ring elements.
Разнесение соединителей каждого концевого участка друг от друга может помогать распределять внешнюю приложенную нагрузку более равномерно, например, по окружности, вокруг конца кольцевого элемента. Если внешняя нагрузка приложена к промежуточному участку, которая, в свою очередь, может передаваться на концевые участки, нагрузка может передаваться на соединители. Разнесением соединителей каждого концевого участка друг от друга можно уменьшать нагрузку на каждый соединитель, что может уменьшать нагрузку на каждый соединитель. Разнесение соединителей друг от друга может помогать управлять сгибающими, скручивающими или любыми другими силами на концевых участках, кото- 5 040852 рые могут в противном случае искажать концевые участки до такой степени, чтобы запрещать или неблагоприятно влиять на восстановление центратора в конфигурации с большим диаметром.Spacing the connectors of each end portion apart may help to distribute the externally applied load more evenly, eg circumferentially, around the end of the annular element. If an external load is applied to the intermediate section, which, in turn, can be transferred to the end sections, the load can be transferred to the connectors. By spacing the connectors of each end section apart, the load on each connector can be reduced, which can reduce the load on each connector. Spacing the connectors apart may help control bending, twisting, or any other forces at the end portions that may otherwise distort the end portions to the extent of inhibiting or adversely affecting recovery of the centralizer in a large diameter configuration.
Соединители могут образовывать расщепленный или раздвоенный соединитель для передачи силы между концевыми участками и концевыми кольцевыми элементами.The connectors may form a split or bifurcated connector to transfer force between the end portions and the end ring members.
В конфигурации с большим диаметром промежуточный участок может принимать радиально внешнее положение в отношении центратора. В конфигурации с меньшим диаметром промежуточный участок может принимать радиально внутреннее положение.In a large diameter configuration, the intermediate portion may assume a radially outward position with respect to the centralizer. In a smaller diameter configuration, the intermediate portion may assume a radially inward position.
Центратор может содержать по меньшей мере один признак центратора любого примера настоящего изобретения.The centralizer may contain at least one feature of the centralizer of any example of the present invention.
Также описан центратор для центрирования трубы в канале. Центратор может содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, имеющими изогнутую или выпуклую внешнюю поверхность. В исходном недеформированном состоянии или по меньшей мере в частично деформированном состоянии центратор может очерчивать первый диаметр, который образует первый радиус кривизны. Изогнутая или выпуклая внешняя поверхность элементов может образовывать второй радиус кривизны. Второй радиус кривизны может быть образован в направлении поперек элементов. Второй радиус кривизны может быть равен или меньше первого радиуса кривизны, например по меньшей мере если центратор находится в недеформированном состоянии или по меньшей мере в частично деформированном состоянии.A centralizer for centering a pipe in a channel is also described. The centralizer may contain end ring elements connected by elements having a curved or convex outer surface. In its original undeformed state, or at least in a partially deformed state, the centralizer may define a first diameter that defines a first radius of curvature. The curved or convex outer surface of the elements may form a second radius of curvature. The second radius of curvature may be formed in a direction across the elements. The second radius of curvature may be equal to or less than the first radius of curvature, for example at least if the centralizer is in an undeformed state or at least in a partially deformed state.
Выпуклая внешняя поверхность может быть образована в направлении или в плоскости по окружности вокруг центратора. Первый радиус кривизны может быть образован по окружности вокруг канала. Второй радиус кривизны может быть образован в направлении или в плоскости по окружности вокруг центратора. Обеспечением элементов вторым радиусом кривизны может быть уменьшено трение между центратором и каналом при перемещении центратора через канал. Благодаря этому уменьшению трения может быть уменьшен износ элементов.The convex outer surface may be formed in a direction or in a plane circumferentially around the centralizer. The first radius of curvature may be formed in a circle around the channel. The second radius of curvature may be formed in a direction or in a plane circumferentially around the centralizer. By providing the elements with a second radius of curvature, friction between the centralizer and the channel can be reduced as the centralizer moves through the channel. Due to this reduction in friction, the wear of the elements can be reduced.
Центратор может содержать по меньшей мере один признак центратора любого примера настоящего изобретения. По меньшей мере один признак настоящего центратора может содержать, заменять или объединяться с по меньшей мере одним признаком любого центратора настоящего изобретения.The centralizer may contain at least one feature of the centralizer of any example of the present invention. At least one feature of the present centralizer may comprise, replace, or be combined with at least one feature of any centralizer of the present invention.
Также описан центратор для центрирования трубы в канале. Центратор может содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, имеющими контактную поверхность для контакта со стенкой канала. Контактная поверхность может содержать покрытие, уменьшающее трение.A centralizer for centering a pipe in a channel is also described. The centralizer may contain end ring elements connected by elements having a contact surface for contact with the channel wall. The contact surface may include a friction reducing coating.
Обеспечением элементов покрытием, уменьшающим трение, может быть уменьшено трение между центратором и каналом при перемещении центратора через канал. Благодаря уменьшению трения может быть уменьшен износ элемента.By providing the elements with a friction reducing coating, friction between the centralizer and the channel can be reduced when the centralizer is moved through the channel. By reducing friction, the wear of the element can be reduced.
Контактная поверхность может содержать покрытие, уменьшающее трение, образующее часть элементов. Покрытие, уменьшающее трение, может содержать по меньшей мере одно из: политетрафторэтилен и графен. Среднему специалисту в области техники должно быть понятно, что могут быть обеспечены другие покрытия, уменьшающие трение.The contact surface may comprise a friction reducing coating forming part of the elements. The friction reducing coating may comprise at least one of polytetrafluoroethylene and graphene. One of ordinary skill in the art will appreciate that other friction reducing coatings may be provided.
Центратор может содержать по меньшей мере один признак центратора любого примера настоящего изобретения. По меньшей мере один признак настоящего центратора может содержать, заменять или объединяться с по меньшей мере одним признаком любого центратора настоящего изобретения.The centralizer may contain at least one feature of the centralizer of any example of the present invention. At least one feature of the present centralizer may comprise, replace, or be combined with at least one feature of any centralizer of the present invention.
Согласно еще одному примеру обеспечен способ изготовления центратора для центрирования трубы в канале. Центратор может содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, имеющими контактную поверхность для контакта со стенкой канала. Способ может содержать по меньшей мере один из этап, на которых: покрывают; образуют; и изменяют по меньшей мере часть контактной поверхности с тем, чтобы содержать покрытие, уменьшающее трение.According to yet another example, a method for manufacturing a centralizer for centering a pipe in a channel is provided. The centralizer may contain end ring elements connected by elements having a contact surface for contact with the channel wall. The method may comprise at least one of the steps: cover; form; and modifying at least a portion of the contact surface to include a friction reducing coating.
Покрытие, уменьшающее трение, может содержать по меньшей мере одно из: политетрафторэтилен; и графен. По меньшей мере одно из: политетрафторэтилен и графен может быть способным уменьшать скорость износа и коэффициент трения контактной поверхности. Покрытие, уменьшающее трение, может наноситься на контактную поверхность погружением поверхности в раствор, содержащий графен. По меньшей мере частичное покрытие из графена может быть очень эффективным для уменьшении трения. Покрытие, уменьшающее трение, может быть нанесено, покрыто, образовано или использовано для изменения контактной поверхности с использованием любой подходящей технологии.The friction reducing coating may comprise at least one of: polytetrafluoroethylene; and graphene. At least one of polytetrafluoroethylene and graphene may be capable of reducing the wear rate and friction coefficient of the contact surface. A friction reducing coating can be applied to the contact surface by immersing the surface in a solution containing graphene. At least a partial coating of graphene can be very effective in reducing friction. The friction reducing coating may be applied, coated, formed, or used to modify the contact surface using any suitable technique.
Также описан способ опускания трубы в канал. Способ может содержать этап, на котором обеспечивают множество центраторов на колонне трубы. Центраторы могут содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, для того, чтобы позволять центратору принимать различный диаметр в зависимости от степени деформации элементов. Элементы могут ограничиваться для предотвращения принятия центратором диаметра, меньшего, чем пороговый диаметр. Способ может содержать этап, на котором опускают трубу и центраторы через ограничение канала для радиальной деформации центраторов. Способ может содержать этап, на котором опускают трубу и центраторы из ограничения канала в секцию канала для обеспечения по меньшей мере частичного восстановления центраторов до диаметра, большего, чем пороговый диаметр.A method for lowering a pipe into a channel is also described. The method may include providing a plurality of centralizers on a pipe string. Centralizers may contain end ring elements connected by elements in order to allow the centralizer to take on a different diameter depending on the degree of deformation of the elements. The elements may be constrained to prevent the centralizer from accepting a diameter smaller than a threshold diameter. The method may include the step of lowering the pipe and centralizers through the restriction of the channel for radial deformation of the centralizers. The method may comprise lowering the pipe and centralizers from the channel boundary into the channel section to at least partially restore the centralizers to a diameter greater than the threshold diameter.
Способ может быть особенно полезен при опускании трубы, такой как обсадная труба, в наклонныеThe method can be particularly useful when lowering a pipe, such as a casing, into inclined
- 6 040852 или горизонтальные каналы, например, в каналы для нефтяных и/или газовых скважин, где масса трубы будет стремиться сжимать или деформировать элементы центратора, расположенные между трубой и нижней стороной канала. При отсутствии ограничения степени деформации элементов, элементы между трубой и нижней стороной канала, вероятно, будут испытывать большую степень деформации, чем элементы между трубой и верхней стороной канала, и могут испытывать чрезмерную или невосстановимую деформацию при прохождении центраторов через ограничение канала. На трубе, проходящей в секцию канала за ограничением канала, элементы, которые испытали чрезмерную деформацию, могут не восстанавливаться достаточно, чтобы позволять центратору очерчивать первый диаметр и поддерживать трубу коаксиально с каналом.- 6 040852 or horizontal channels, for example, in channels for oil and/or gas wells, where the mass of the pipe will tend to compress or deform the centralizer elements located between the pipe and the underside of the channel. In the absence of limiting the degree of deformation of the elements, the elements between the pipe and the bottom side of the channel are likely to experience a greater degree of deformation than the elements between the pipe and the top side of the channel, and may experience excessive or irreversible deformation when centralizers pass through the restriction of the channel. On pipe extending into a channel section beyond the channel restriction, features that have experienced excessive deformation may not recover sufficiently to allow the centralizer to delineate the first diameter and maintain the pipe coaxial with the channel.
В данном способе степень деформации отдельных элементов может быть ограничена, чтобы гарантировать то, что элементы будут достаточно восстанавливаться для поддержки трубы по существу коаксиально с каналом. Если труба и центраторы опускаются через ограничение горизонтальной трубы, то элементы центратора между трубой и нижней стороной канала будут стремиться испытывать большую степень деформации, однако при ограниченной степени деформации отдельных элементов, деформация, более вероятно, будет более равномерно распределена между элементами.In this method, the degree of deformation of the individual elements can be limited to ensure that the elements recover sufficiently to support the pipe substantially coaxially with the channel. If the pipe and centralizers are lowered through the constraint of the horizontal pipe, then the elements of the centralizer between the pipe and the underside of the duct will tend to experience a greater degree of deformation, however, with a limited degree of deformation of individual elements, the deformation is more likely to be more evenly distributed between the elements.
Пороговый диаметр может образовывать минимальный диаметр центратора, ниже которого элементы могут испытывать чрезмерную деформацию до такой степени, что чрезмерно деформированные элементы могут не восстанавливаться достаточно, чтобы позволять центратору очерчивать больший целевой диаметр при перемещении в секцию канала после ограничения канала. Ограничением элементов для предотвращения принятия центратором диаметра, меньшего, чем пороговый диаметр, центратор может быть способен по меньшей мере частично восстанавливаться до большего диаметра, чем пороговый диаметр, чтобы поддерживать трубу по существу коаксиально каналу.The threshold diameter may define a minimum diameter of the centralizer, below which the elements may experience over-deformation to the extent that the over-deformed elements may not recover sufficiently to allow the centralizer to delineate a larger target diameter when moved into the channel section after the channel is restricted. By restricting the features to prevent the centralizer from accepting a diameter smaller than the threshold diameter, the centralizer may be able to at least partially recover to a larger diameter than the threshold diameter to maintain the pipe substantially coaxial to the channel.
Специалистам в области техники должно быть понятно, что с деформируемым центратором всегда будет неизбежная степень деформации элементов на нижней стороне трубы в применениях с наклонными или горизонтальными каналами, и это признано, например, в American Petroleum Institute's Specification 10D для центраторов с пружинным изгибом.Those skilled in the art will appreciate that with a deformable centralizer there will always be an unavoidable degree of deformation of the elements on the underside of the pipe in inclined or horizontal channel applications, and this is recognized, for example, in the American Petroleum Institute's Specification 10D for spring-bow centralizers.
Центраторы могут описывать по меньшей мере первый диаметр в исходном состоянии. Способ может содержать этап, на котором радиально деформируют центраторы для того, чтобы очерчивать меньший второй диаметр, образованный ограничением канала.Centralizers can describe at least the first diameter in the initial state. The method may include radially deforming the centralizers to define a smaller second diameter defined by the confinement of the channel.
Центратор может быть в исходном состоянии до входа в канал. Диаметр канала может образовывать первый диаметр. При входе в канал центраторы могут быть частично деформированы, чтобы принимать первый диаметр.The centralizer can be in its original state before entering the channel. The channel diameter may form the first diameter. Upon entry into the channel, the centralizers may be partially deformed to accept the first diameter.
Второй диаметр может быть равен или больше, чем пороговый диаметр. При деформации в ограничении канала центраторы могут не быть деформированы до диаметра, меньшего порогового диаметра. Только деформацией центраторов до диаметра, равного или большего, чем пороговый диаметр, центраторы могут не испытывать чрезмерную деформацию.The second diameter may be equal to or greater than the threshold diameter. When deformed at the channel limit, the centralizers may not be deformed to a diameter smaller than the threshold diameter. Only by deforming the centralizers to a diameter equal to or greater than the threshold diameter, the centralizers may not experience excessive deformation.
Ограничение элементов для предотвращения принятия центратором диаметра, меньшего чем пороговый диаметр, может содержать обеспечение по меньшей мере одного опорного элемента между элементами и трубой.Restricting the elements to prevent the centralizer from accepting a diameter less than a threshold diameter may comprise providing at least one support element between the elements and the pipe.
По меньшей мере один опорный элемент может быть выполнен с возможностью предотвращать деформацию элементов, приводящую к тому, что центратор очерчивает диаметр, ниже порогового диаметра.The at least one support element may be configured to prevent deformation of the elements causing the centralizer to delineate a diameter below a threshold diameter.
Способ может содержать этап, на котором ограничивают деформацию элементов опиранием по меньшей мере одного опорного элемента в трубу в ответ на радиальное сжатие по меньшей мере одного из элементов.The method may include the step of limiting the deformation of the elements by bearing at least one support element in the pipe in response to radial compression of at least one of the elements.
Способ может содержать этап, на котором перемещают центраторы через ограничение канала в наклонной или горизонтальной секции канала. Способ может содержать элементы, которые ограничивают чрезмерное деформирование, на нижней стороне центратора в ответ на вес, приложенный к элементам трубами, когда центратор проходит через ограничение канала.The method may comprise moving the centralizers through a channel restriction in an inclined or horizontal section of the channel. The method may include elements that limit excessive deformation on the underside of the centralizer in response to the weight applied to the elements by the pipes as the centralizer passes through the restriction of the channel.
Элементы, ограничивающие деформирование центратора на нижней стороне, могут обеспечивать опирание трубы, так что труба принимает по существу коаксиальное положение в по меньшей мере одном из: ограничение отверстия и секция канала.The elements limiting the deformation of the centralizer on the underside may support the pipe so that the pipe assumes a substantially coaxial position in at least one of the hole restriction and the channel section.
Опирание трубы может содержать обеспечение по меньшей мере одного опорного элемента для поддержания трубы в по существу коаксиальном положении. По меньшей мере один опорный элемент может противодействовать деформации элементов на нижней стороне канала, чтобы поддерживать трубу на минимальном радиальном расстоянии над нижней стороной канала. Минимальное радиальное расстояние может быть образовано пороговым диаметром. Минимальное радиальное расстояние может быть образовано диаметром ограничения канала. Минимальное радиальное расстояние может быть равным или приблизительно равным половине разницы между порогом или диаметром ограничения канала и диаметром трубы.Supporting the pipe may comprise providing at least one support member to support the pipe in a substantially coaxial position. The at least one support element can counteract deformation of the elements on the underside of the duct to support the pipe at a minimum radial distance above the underside of the duct. The minimum radial distance may be formed by the threshold diameter. The minimum radial distance may be formed by the channel restriction diameter. The minimum radial distance may be equal to or approximately equal to half the difference between the threshold or restriction diameter of the channel and the diameter of the pipe.
Также описан способ опускания трубы в канал, причем способ содержит этапы, на которых обеспечивают множество центраторов на колонне трубы, причем центраторы содержат концевыеA method for lowering a pipe into a channel is also described, the method comprising the steps of providing a plurality of centralizers on the pipe string, the centralizers having end
- 7 040852 кольцевые элементы, соединенные элементами и очерчивающие по меньшей мере первый диаметр;- 7 040852 annular elements connected by elements and outlining at least the first diameter;
опускают трубу и центраторы через ограничение канала второго диаметра, меньшего, чем первый диаметр, посредством чего центраторы радиально деформируются для того, чтобы очерчивать меньший второй диаметр, причем степень деформации отдельных элементов ограничивается для обеспечения восстановления центраторов до первого диаметра; и опускают трубу и центраторы из ограничения канала в секцию канала первого диаметра, посредством чего центраторы восстанавливаются, для того чтобы очерчивать первый диаметр.lowering the pipe and centralizers through a channel restriction of a second diameter smaller than the first diameter, whereby the centralizers are radially deformed to define the smaller second diameter, the degree of deformation of the individual elements being limited to allow the centralizers to recover to the first diameter; and lowering the pipe and centralizers from the channel termination into the channel section of the first diameter, whereby the centralizers are restored to define the first diameter.
Также описан центратор для трубы, которая должна опускаться в канал первого диаметра через ограничение канала меньшего второго диаметра, причем центратор содержит концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, причем в исходном состоянии центратор очерчивает по меньшей мере первый диаметр, причем центратор выполнен с возможностью реконфигурироваться до деформированного состояния для того, чтобы очерчивать меньший второй диаметр, чтобы позволять прохождение через ограничение канала, причем центратор выполнен с возможностью реконфигурироваться до восстановленного состояния для того, чтобы очерчивать первый диаметр, и центрирования трубы в канале первого диаметра, причем в деформированной конфигурации степень деформации отдельных элементов ограничена, чтобы обеспечивать восстановление центратора до первого диаметра.Also described is a centralizer for a pipe, which should be lowered into a channel of the first diameter through the restriction of a channel of a smaller second diameter, moreover, the centralizer contains end ring elements connected by elements, and in the initial state, the centralizer outlines at least the first diameter, and the centralizer is configured to be reconfigured to a deformed condition to delineate a smaller second diameter to allow passage through a channel restriction, wherein the centralizer is configured to be reconfigured to a restored state in order to delineate the first diameter, and centering the pipe in the first diameter channel, wherein in the deformed configuration, the degree of deformation of the individual elements limited to ensure the restoration of the centralizer to the first diameter.
Также описан элемент для центратора для центрирования трубы в канале, причем элемент выполнен с возможностью соединять концевые муфты центратора. Элемент может содержать по меньшей мере один признак любого элемента настоящего изобретения. Элемент может дополнительно содержать по меньшей мере один опорный элемент, содержащий по меньшей мере один признак любого опорного элемента настоящего изобретения.Also described is an element for the centralizer for centering the pipe in the channel, and the element is configured to connect the end couplings of the centralizer. The element may contain at least one feature of any element of the present invention. The element may further comprise at least one support element containing at least one feature of any support element of the present invention.
Также описан центратор для центрирования трубы в канале. Центратор может содержать концевые кольцевые элементы, соединенные элементами, для того, чтобы позволять центратору принимать различный диаметр в зависимости от степени деформации элементов. Центратор может содержать по меньшей мере один опорный элемент для ограничения деформации элементов для предотвращения принятия центратором диаметра, меньшего, чем пороговый диаметр, чтобы обеспечивать по меньшей мере частичное восстановление центратора до диаметра, большего, чем пороговый диаметр.A centralizer for centering a pipe in a channel is also described. The centralizer may contain end ring elements connected by elements in order to allow the centralizer to take on a different diameter depending on the degree of deformation of the elements. The centralizer may include at least one support element to limit deformation of the elements to prevent the centralizer from accepting a diameter smaller than the threshold diameter to allow at least partial restoration of the centralizer to a diameter greater than the threshold diameter.
По меньшей мере один признак любого примера, аспекта или варианта выполнения настоящего изобретения может заменять любой соответствующий признак любого примера, аспекта или варианта выполнения настоящего изобретения. По меньшей мере один признак любого примера, аспекта или варианта выполнения настоящего изобретения может быть объединен с любым другим примером, аспектом или вариантом выполнения настоящего изобретения.At least one feature of any example, aspect, or embodiment of the present invention may replace any corresponding feature of any example, aspect, or embodiment of the present invention. At least one feature of any example, aspect or embodiment of the present invention may be combined with any other example, aspect or embodiment of the present invention.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Эти и другие примеры раскрытия теперь будут описаны только в качестве примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:These and other examples of disclosure will now be described by way of example only and with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 представляет собой схематичную иллюстрацию обсадной трубы в нецентральном положении в горизонтальной секции канала, причем центратор для поддержки обсадной трубы частично деформирован, например, из-за веса обсадной трубы;fig. 1 is a schematic illustration of a casing in an off-center position in a horizontal channel section, with the casing support centralizer partially deformed, for example due to the weight of the casing;
фиг. 2 представляет собой схематичную иллюстрацию обсадной трубы, поддерживаемой в центральном положении в горизонтальной секции канала центратором согласно примеру настоящего изобретения;fig. 2 is a schematic illustration of a casing supported in a central position in a horizontal section of a channel by a centralizer according to an example of the present invention;
фиг. 3 представляет собой вид сбоку центратора согласно примеру настоящего изобретения;fig. 3 is a side view of a centralizer according to an example of the present invention;
фиг. 4а представляет собой аксиальный вид центратора с фиг. 3;fig. 4a is an axial view of the centralizer of FIG. 3;
фиг. 4b представляет собой увеличенный вид части центратора с фиг. 4а, схематично проиллюстрированного в канале;fig. 4b is an enlarged view of part of the centralizer of FIG. 4a schematically illustrated in a channel;
фиг. 5 представляет собой вид сбоку элемента центратора с фиг. 3;fig. 5 is a side view of the centralizer element of FIG. 3;
фиг. 6 представляет собой вид в перспективе элемента центратора с фиг. 3;fig. 6 is a perspective view of the centralizer element of FIG. 3;
фиг. 7 представляет собой частичный вид сбоку центратора с фиг. 3;fig. 7 is a partial side view of the centralizer of FIG. 3;
фиг. 8 представляет собой вид сбоку центратора согласно примеру настоящего изобретения;fig. 8 is a side view of a centralizer according to an example of the present invention;
фиг. 9 представляет собой аксиальный вид центратора с фиг. 8;fig. 9 is an axial view of the centralizer of FIG. 8;
фиг. 10 представляет собой частичный вид сбоку элемента центратора с фиг. 8;fig. 10 is a partial side view of the centralizer element of FIG. 8;
фиг. 11 представляет собой вид в перспективе элемента центратора с фиг. 8;fig. 11 is a perspective view of the centralizer element of FIG. 8;
фиг. 12 представляет собой вид сбоку центратора согласно примеру настоящего изобретения;fig. 12 is a side view of a centralizer according to an example of the present invention;
фиг. 13 представляет собой аксиальный вид центратора с фиг. 12;fig. 13 is an axial view of the centralizer of FIG. 12;
фиг. 14 представляет собой вид в перспективе элемента центратора с фиг. 12;fig. 14 is a perspective view of the centralizer element of FIG. 12;
фиг. 15 представляет собой вид в перспективе другого примера элемента; и фиг. 16 представляет собой вид сбоку элемента с фиг. 15.fig. 15 is a perspective view of another example element; and fig. 16 is a side view of the element of FIG. 15.
- 8 040852- 8 040852
Подробное описание чертежейDetailed description of the drawings
Фиг. 1 иллюстрирует обсадную трубу 10, поддерживаемую центратором 12 в горизонтальной секции пробуренного канала 14. Вокруг обсадной трубы 10 и стенки 15 канала 14 образовано (асимметричное) кольцевое пространство 16. Отверждаемый материал, такой как цемент, циркулирует между стенкой 15 канала и обсадной трубой 10. Центратор 12 в этом примере включает в себя восемь разнесенных друг от друга по окружности элементов 18, продолжающихся между двумя аксиально разнесенными друг от друга концевыми кольцевыми элементами 20, которые установлены на обсадной трубе 10. Вес, приложенный на центратор 12 обсадной трубой 10, может быть значительным, что иногда приводит к деформации или разрушению центратора 12, так что обсадная труба 10 подвержена перемещению в некоаксиальное, нижнее, положение в канале 14. Как проиллюстрировано на фиг. 1, один из элементов 18 в нижнем участке канала 14 был изогнут, радиально сжат или деформирован так, что пружинное смещение в элементе 18 не способно поддерживать обсадную трубу 10 в центральном или коаксиальном положении внутри канала 14. В такой ситуации отверждаемый материал, такой как цемент, который циркулирует между обсадной трубой 10 и стенкой 15 канала, вряд ли будет равномерно (или симметрично) распределен по окружности вокруг обсадной трубой 10.Fig. 1 illustrates a casing 10 supported by a centralizer 12 in a horizontal section of a drilled bore 14. An (asymmetric) annulus 16 is formed around the casing 10 and the wall 15 of the bore 14. A curable material such as cement circulates between the bore wall 15 and the casing 10. The centralizer 12 in this example includes eight circumferentially spaced members 18 extending between two axially spaced end ring members 20 that are mounted on the casing 10. The weight applied to the centralizer 12 by the casing 10 may be significant, sometimes causing centralizer 12 to deform or break so that casing 10 is subject to movement into a non-coaxial, down, position in bore 14. As illustrated in FIG. 1, one of the elements 18 in the lower portion of the channel 14 has been bent, radially compressed, or deformed such that the spring bias in the element 18 is unable to maintain the casing 10 in a central or coaxial position within the channel 14. In such a situation, a settable material such as cement , which circulates between the casing 10 and the channel wall 15, is unlikely to be evenly (or symmetrically) distributed around the circumference around the casing 10.
Далее со ссылкой на фиг. 2-7 показаны различные виды и части центратора 112. Ссылочные позиции для подобных или аналогичных признаков центратора 112 и связанных признаков были увеличены в 100 раз по сравнению с центратором 12.Next, with reference to FIG. 2-7 show various views and parts of the centralizer 112. The numerals for like or similar features of the centralizer 112 and related features have been enlarged 100 times compared to the centralizer 12.
В отличие от фиг. 1, фиг. 2 иллюстрирует центратор 112, который по существу не деформирован (или был по меньшей мере частично восстановлен от предыдущей деформации), так что обсадная труба 110 принимает по существу центральное (например, коаксиальное) положение в канале 114. Должно быть понятно, что по всей вероятности будет иметь место определенная степень деформации любого центратора, особенно в горизонтальных секциях канала, где вес обсадной трубы способен вызывать деформацию элементов на нижней стороне канала 114, которая может быть распознана со ссылкой на обе фиг. 1 и 2. По существу центральное положение обсадной трубы 110, проиллюстрированной на фиг. 2, может позволять приблизительно равномерное распределение отверждаемого материала через кольцевое пространство 116, образованное между обсадной трубой 110 и стенкой 115 канала.Unlike FIG. 1, fig. 2 illustrates a centralizer 112 that is substantially undeformed (or has been at least partially recovered from a previous deformation) such that the casing 110 assumes a substantially central (eg, coaxial) position in the bore 114. It should be understood that in all likelihood there will be some degree of deformation of any centralizer, especially in horizontal sections of the channel, where the weight of the casing is capable of causing deformation of the elements on the underside of the channel 114, which can be recognized with reference to both FIGS. 1 and 2. The substantially central position of the casing 110 illustrated in FIG. 2 may allow approximately uniform distribution of the settable material through the annulus 116 formed between the casing 110 and the channel wall 115.
Когда центратор 112 перемещается через канал 114, по меньшей мере один элемент 118 центратора 112 может изгибаться или деформироваться в ответ на прохождение через ограничения в канале 114 и может возвращаться по меньшей мере по существу к своему первому или исходному (например, неизогнутому, несжатому или недеформированному) состоянию. Каждый элемент 118 включает в себя промежуточный участок 119 и концевые участки 121 для соединения промежуточного участка 119 с концевыми кольцевыми элементами 120. Центратор 112 выполнен с возможностью конфигурироваться между конфигурацией с большим диаметром, в которой промежуточный участок 119 принимает радиально внешнее положение в отношении центратора 112, и конфигурацией с меньшим диаметром, в которой промежуточный участок 119 принимает радиально внутреннее положение (например, для того, чтобы позволять прохождение центратора 112 через ограничение канала). Концевые участки 121 выполнены с возможностью позволять перемещение промежуточного участка 119 между радиально внешним и внутренним положениями. Промежуточный участок 119 является относительно менее гибким, чем концевой участок 121. В этом примере промежуточный участок 119 является относительно менее гибким, чем концевые участки 121, поскольку промежуточный участок 119 является относительно более искривленным (например, имеет меньший радиус кривизны), чем концевые участки 121.As centralizer 112 moves through channel 114, at least one element 118 of centralizer 112 may flex or deform in response to passage through restrictions in channel 114 and may return to at least substantially its first or original (e.g., unbent, uncompressed, or undeformed ) state. Each member 118 includes an intermediate portion 119 and end portions 121 for connecting the intermediate portion 119 to the end ring members 120. Centralizer 112 is configurable between a large diameter configuration in which intermediate portion 119 assumes a radially outward position with respect to centralizer 112, and a smaller diameter configuration in which the intermediate portion 119 assumes a radially inward position (eg, to allow passage of the centralizer 112 through a channel restriction). The end portions 121 are configured to allow movement of the intermediate portion 119 between radially outer and inner positions. Intermediate portion 119 is relatively less flexible than end portion 121. In this example, intermediate portion 119 is relatively less flexible than end portions 121 because intermediate portion 119 is relatively more curved (eg, has a smaller radius of curvature) than end portions 121 .
Каждый элемент 118 имеет внешнюю поверхность 128, которая ориентирована так, чтобы обращаться к стенке 115 канала. Внешняя поверхность 128 включает в себя контактную поверхность 130 для контакта со стенкой 115 канала, причем контактная поверхность 130 продолжается по меньшей мере частично вдоль внешней поверхности 128 и включает в себя гребень 132 элемента 118. Как лучше всего проиллюстрировано фиг. 5, гребень 132 образует высокую (или радиально самую внешнюю) точку элемента 118 и расположен на среднем участке 134 между двумя кольцевыми элементами 120. Со ссылкой по меньшей мере на фиг. 5 и 6, промежуточный участок 119 включает в себя выпуклую внешнюю поверхность 128, образованную в направлении вдоль элемента 118, а концевые участки 121 включают в себя вогнутую внешнюю поверхность 128, также образованную в направлении вдоль элемента 118. Должно быть понятно, что может быть плоская поверхность, образованная между выпуклой и вогнутой внешними поверхностями элемента 118.Each element 118 has an outer surface 128 that is oriented so as to face the wall 115 of the channel. Outer surface 128 includes a contact surface 130 for contact with channel wall 115, contact surface 130 extending at least partially along outer surface 128 and including ridge 132 of element 118. As best illustrated in FIG. 5, the ridge 132 defines the high (or radially outermost) point of the element 118 and is located in the middle section 134 between the two annular elements 120. With reference to at least FIG. 5 and 6, the intermediate portion 119 includes a convex outer surface 128 formed in the direction along the element 118, and the end portions 121 include a concave outer surface 128 also formed in the direction along the element 118. It should be understood that there may be a flat the surface formed between the convex and concave outer surfaces of element 118.
Промежуточный участок 119 включает в себя изогнутую секцию 123, образующую первый радиус кривизны (например, в направлении, образованном между смежными элементами 118 или поперек элементов 118) для обеспечения промежуточного участка 119 с относительно меньшей гибкостью, чем концевые участки 121. В этом примере концевые участки 121 включают в себя неизогнутую секцию 125, обеспеченную вдоль длины концевого участка 121, для того, чтобы позволять перемещение промежуточного участка 119 между радиально внешним и внутренним положениями. Неизогнутая секция 125 является относительно более гибкой, чем изогнутая секция (например, промежуточного участка 119).Intermediate portion 119 includes a curved section 123 defining a first radius of curvature (eg, in a direction formed between adjacent members 118 or across members 118) to provide intermediate portion 119 with relatively less flexibility than end portions 121. In this example, end portions 121 include a non-curved section 125 provided along the length of the end portion 121 to allow movement of the intermediate portion 119 between radially outer and inner positions. The non-curved section 125 is relatively more flexible than the curved section (eg, intermediate portion 119).
Каждый из концевых участков 121 включает в себя два соединителя 136 для соединения соответствующего концевого участка 121 с соответствующим концевым кольцевым элементом 120. СоединителиEach of the end sections 121 includes two connectors 136 for connecting the corresponding end section 121 to the corresponding end ring element 120. Connectors
- 9 040852- 9 040852
136 каждого концевого участка 121 расходятся от промежуточного участка 119 так, чтобы быть разнесенными друг от друга на концевых кольцевых элементах 120.136 of each end section 121 diverge from the intermediate section 119 so as to be spaced apart from each other at the end ring elements 120.
Каждый из двух соединителей 136 каждого концевого участка 121 включает в себя изогнутую секцию 137, проксимальную к соответствующему кольцевому элементу 120 и дистальную к промежуточному участку 119, для обеспечения изогнутой секции 137 с относительно меньшей гибкостью, чем другая часть концевых участков 121 (такой как неизогнутая секция 125).Each of the two connectors 136 of each end portion 121 includes a curved section 137 proximal to the respective ring member 120 and distal to the intermediate portion 119 to provide a curved section 137 with relatively less flexibility than the other portion of the end portions 121 (such as a non-curved section 125).
Неизогнутая секция 125 по меньшей мере частично образована переходным участком между промежуточным участком 119 и соответствующим концевым кольцевым элементом 120. Промежуточный участок 119 включает в себя выпуклую внешнюю поверхность, а концевые участки 121 включают в себя вогнутую внешнюю поверхность, образованную в направлении между концевыми кольцевыми элементами 120 центратора 112. Промежуточный участок 119 также образует выпуклую внешнюю поверхность в направлении, образованном между смежными элементами 118 центратора 112. Концевые участки 121 включают в себя как выпуклую (например, по меньшей мере изогнутую секцию 137), так и плоскую внешнюю поверхность (например, неизогнутую секцию 125) в направлении, образованном между смежными элементами 118 центратора 120.The non-curved section 125 is at least partially formed by a transition portion between the intermediate portion 119 and the corresponding end annular element 120. The intermediate portion 119 includes a convex outer surface, and the end portions 121 include a concave outer surface formed in the direction between the end annular elements 120 centralizer 112. The intermediate portion 119 also defines a convex outer surface in the direction formed between adjacent members 118 of the centralizer 112. The end portions 121 include both a convex (eg, at least curved section 137) and a flat outer surface (eg, a section 125) in the direction formed between adjacent elements 118 of the centralizer 120.
Каплевидное отверстие 138 образовано между соединителями 136 и концевым кольцевым элементом 120. Каждый элемент 118 включает в себя края 140, продолжающиеся вдоль длины элемента 118. Края 140 включают в себя дугообразные секции, включающие в себя части, имеющие выпуклую или вогнутую форму. Изогнутая форма по меньшей мере одной части элементов 118 обеспечивает степень жесткости или меньшую гибкость, чем по меньшей мере одна другая часть элементов 118.Teardrop opening 138 is formed between connectors 136 and end ring member 120. Each member 118 includes edges 140 extending along the length of member 118. Edges 140 include arcuate sections including portions having a convex or concave shape. The curved shape of at least one part of the elements 118 provides a degree of rigidity or less flexibility than at least one other part of the elements 118.
Как лучше всего проиллюстрировано на фиг. 4b, стенка 115 канала образует первый радиус кривизны (например, по окружности вокруг канала 114). Контактная поверхность 130 элемента 118 образует второй радиус кривизны (например, по окружности вокруг центратора 112 или поперек элемента 118), причем второй радиус кривизны в этом случае меньше, чем первый радиус кривизны. Внешняя поверхность 128 (включающая в себя контактную поверхность 130) элемента 118 является выпуклой, если смотреть в аксиальном или скважинном направлении (как лучше всего проиллюстрировано на фиг. 4а, b). Радиус кривизны контактной поверхности 130, который меньше, чем радиус кривизны стенки 115 канала, может уменьшать трение между элементом 118 и стенкой 115 канала при перемещении центратора 112 через канал 114 (т.е. по сравнению с элементом, имеющим контактную поверхность, которая имеет радиус кривизны, который больше радиуса кривизны стенки 115 канала, например, если контактная поверхность такого элемента является плоской (или не изогнутой), если смотреть в аксиальном или скважинном направлении). Контактная поверхность 130 включает в себя центральный участок 154, который выполнен с возможностью вступать в контакт со стенкой 115 канала, и краевые участки 155, которые не выполнены с возможностью вступать в контакт со стенкой 115 канала, если центратор находится в недеформированном или частично деформированном состоянии, что может уменьшать трение, когда центратор 112 перемещается через канал 114. Благодаря этому уменьшенному свойству трения, элемент 118 может испытывать меньшее сопротивление трения, износ или деформацию во время прохождения через канал 114.As best illustrated in FIG. 4b, channel wall 115 defines a first radius of curvature (eg, circumferentially around channel 114). The contact surface 130 of the element 118 forms a second radius of curvature (for example, around the centralizer 112 or across the element 118), and the second radius of curvature in this case is less than the first radius of curvature. The outer surface 128 (including the contact surface 130) of the element 118 is convex when viewed in the axial or downhole direction (as best illustrated in Fig. 4a, b). A radius of curvature of contact surface 130 that is smaller than the radius of curvature of channel wall 115 can reduce friction between member 118 and channel wall 115 as centralizer 112 moves through channel 114 (i.e., compared to a member having a contact surface that has a radius curvature that is greater than the radius of curvature of the channel wall 115, for example, if the contact surface of such an element is flat (or not curved, when viewed in the axial or downhole direction). Contact surface 130 includes a central portion 154 that is configured to come into contact with channel wall 115 and edge portions 155 that are not configured to come into contact with channel wall 115 if the centralizer is in an undeformed or partially deformed state, which can reduce friction as centralizer 112 moves through channel 114. Due to this reduced friction property, member 118 may experience less friction resistance, wear, or deformation during passage through channel 114.
Возможно, контактная поверхность 130 включает в себя покрытие, уменьшающее трение, такое как политетрафторэтилен (например, Teflon™), графен или т.п., например, для облегчения перемещения центратора 112 через канал 114.Optionally, contact surface 130 includes a friction reducing coating such as polytetrafluoroethylene (eg, Teflon™), graphene, or the like, for example, to facilitate movement of centralizer 112 through channel 114.
Каждый из концевых кольцевых элементов 120 включает в себя восемь зацепляющих элементов 142 обсадной трубы для аксиального ограничения диапазона перемещения центратора 112 на обсадной трубе 110. Зацепляющие элементы 142 обсадной трубы, имеют форму аксиально продолжающихся выступов 144, расположенных между каждым из элементов 118 и продолжающихся от каждого кольцевого элемента 120 и обращенных к соответствующим зацепляющим элементам 142 обсадной трубы на другом кольцевом элементе 120. Зацепляющие элементы 142 обсадной трубы выполнены с возможностью зацеплять стопорный кольцевой элемент (не показана), установленную на обсадной трубе 110 так, чтобы позволять ограниченную степень аксиального перемещения центратора 112 вдоль обсадной трубы 110, но, чтобы предотвращать скольжение центратора 112 по существу вдоль обсадной трубы 110 при перемещении обсадной трубы 110 через канал 114. Таким образом, центратор 112 частично свободен от перемещения относительно обсадной трубы 110, но не будет существенно отклоняться от положения, образованного стопорным кольцевым элементом.Each of the end ring members 120 includes eight casing engagement members 142 for axially limiting the range of movement of the centralizer 112 on the casing 110. annular member 120 and facing respective casing engaging members 142 on the other annular member 120. The casing engaging members 142 are configured to engage a stop ring member (not shown) mounted on the casing 110 so as to allow a limited degree of axial movement of the centralizer 112 along the casing 110, but to prevent the centralizer 112 from sliding substantially along the casing 110 as the casing 110 moves through the bore 114. Thus, the centralizer 112 is partially free from movement relative to the casing 110, but will not exist. significantly deviate from the position formed by the locking ring element.
Далее со ссылкой на фиг. 8-11, проиллюстрированы различные виды и части центратора 212. Ссылочные позиции для подобных или аналогичных признаков центратора 212 и связанных признаков были увеличены в 100 раз по сравнению с центратором 112. Нижеследующее описание выделяет признаки, которые отличаются от тех признаков, которые уже описаны в отношении фиг. 2-7.Next, with reference to FIG. 8-11, various views and parts of the centralizer 212 are illustrated. Reference numerals for like or similar features of the centralizer 212 and related features have been increased by 100 times compared to the centralizer 112. The following description highlights features that differ from those features already described in with respect to FIG. 2-7.
Центратор 212 с фиг. 8-11 в общем имеет форму, аналогичную форме центратора 112 с фиг. 2-7. Центратор 212 включает в себя элементы 218 для контакта со стенкой 115 канала. Элементы 218 выполнены с возможностью радиально перемещаться или деформироваться между обсадной трубой 110 и стенкой 115 канала из исходного недеформированного состояния в деформированное состояние, чтобы позволять перемещение центратора 212 через ограничения в канале 114.Centralizer 212 of FIG. 8-11 generally has a shape similar to that of the centralizer 112 of FIG. 2-7. Centralizer 212 includes elements 218 for contact with the wall 115 of the channel. The elements 218 are configured to radially move or deform between the casing 110 and the channel wall 115 from an initial undeformed state to a deformed state to allow movement of the centralizer 212 through the restrictions in the channel 114.
- 10 040852- 10 040852
Элементы 218 имеют края 240, включающие в себя выпуклую и вогнутую форму, которая продолжается вдоль элементов 218. Со ссылкой, например, на фиг. 8, будет понятно, что некоторые края 240 включают в себя прямые края, а также изогнутые края. Элемент 218 включает в себя отверстия 238 (аналогичные отверстиям 138 элементов 118), которые имеют форму треугольника с закругленными углами.The elements 218 have edges 240 including a convex and a concave shape that extends along the elements 218. Referring to, for example, FIG. 8, it will be appreciated that some edges 240 include straight edges as well as curved edges. Element 218 includes openings 238 (similar to openings 138 of elements 118) that are triangular in shape with rounded corners.
Однако каждый из элементов 218 также включает в себя опорный элемент 248 для ограничения деформации элементов 218 (например, которая может возникать, когда центратор 212 проходит через ограничения в канале 114 и/или в ответ на вес, приложенный к центратору 212 обсадной трубы 110).However, each of the elements 218 also includes a support element 248 to limit deformation of the elements 218 (for example, which may occur when the centralizer 212 passes through restrictions in the channel 114 and/or in response to the weight applied to the centralizer 212 of the casing 110).
Опорный элемент 248 имеет форму дугообразного пружинного элемента 250, который продолжается по существу поперек участка (например, от одного концевого участка 221 до другого концевого участка 221) каждого из элементов 218. Опорный элемент 248 частично вырезан из центрального участка 254, образованного в промежуточном участке 219 каждого из элементов 218, и продолжается от первого концевого участка 221 до второго концевого участка 221 элементов 218. Первый концевой участок 221 обеспечен между отверстием 238 на одном конце элемента 218 и гребнем 232 элемента 218. Второй концевой участок 221 обеспечен между отверстием 238 на другом конце элемента 218 и гребнем 232. Каждый первый концевой участок 221 и второй концевой участок 221 образует переход, который соединяет элемент 218 с обоими концами опорного элемента 248. Соответственно, каждый элемент 218 включает в себя две контактные поверхности 230, продолжающиеся вдоль (и радиально наружу от) опорного элемента 248.Support member 248 is in the form of an arcuate spring member 250 that extends substantially across a portion (e.g., from one end portion 221 to another end portion 221) of each of the members 218. Support member 248 is partially cut from a central portion 254 formed at intermediate portion 219 each of the elements 218, and extends from the first end section 221 to the second end section 221 of the elements 218. The first end section 221 is provided between the hole 238 at one end of the element 218 and the crest 232 of the element 218. The second end section 221 is provided between the hole 238 at the other end member 218 and a ridge 232. Each first end portion 221 and second end portion 221 define a transition that connects member 218 to both ends of support member 248. Accordingly, each member 218 includes two contact surfaces 230 extending along (and radially outward from) ) support element 248.
Радиальное сжатие элемента 218 может приводить к тому, что внутренняя поверхность 260 опорного элемента 248 упирается в обсадную трубу 110. Упираясь в обсадную трубу 110, опорный элемент 248 может противодействовать дополнительному радиальному сжатию по меньшей мере одного из элементов 218. Опорный элемент 248 ограничивает деформацию соответствующего элемента 218 для предотвращения принятия центратором 212 диаметра, меньшего, чем пороговый диаметр, чтобы обеспечивать по меньшей мере частичное восстановление центратора 212 до диаметра, большего, чем пороговый диаметр. Если центратор 212 деформирован, чтобы принимать диаметр, который меньше, чем пороговый диаметр, элементы 218 могут быть чрезмерно деформированы до такой степени, что центратор 212 может не достаточно восстанавливать свое исходное недеформированное состояние (например, после прохождения через ограничение в канале 114). Опорный элемент 248 симметричен около гребня 232 и выполнен с возможностью ограничивать деформацию элементов 218 в ответ на радиальное сжатие элементов 218.The radial compression of the element 218 may cause the inner surface 260 of the support element 248 to abut against the casing 110. By abutting against the casing 110, the support element 248 may resist additional radial compression of at least one of the elements 218. The support element 248 limits the deformation of the corresponding an element 218 to prevent the centralizer 212 from accepting a diameter smaller than the threshold diameter, so as to at least partially restore the centralizer 212 to a diameter greater than the threshold diameter. If the centralizer 212 is deformed to assume a diameter that is less than the threshold diameter, the elements 218 may be excessively deformed to the extent that the centralizer 212 may not sufficiently recover from its original undeformed state (eg, after passing through a constraint in the channel 114). Support member 248 is symmetrical about ridge 232 and configured to limit deformation of members 218 in response to radial compression of members 218.
Как лучше всего проиллюстрировано на фиг. 10, элемент 218 включает в себя выпуклую внешнюю поверхность 228, если смотреть сбоку. Напротив, опорный элемент 248 включает в себя вогнутую внешнюю поверхность 262 (соответственно, внутренняя поверхность 260 является выпуклой). Таким образом, элемент 218 искривлен радиально наружу, чтобы он был выполнен с возможностью вступать в контакт со стенкой 115 отверстия, тогда как опорный элемент 248 искривлен радиально внутрь и в общем не выполнен с возможностью вступать в контакт со стенкой 115 отверстия.As best illustrated in FIG. 10, member 218 includes a convex outer surface 228 as viewed from the side. In contrast, the support member 248 includes a concave outer surface 262 (correspondingly, the inner surface 260 is convex). Thus, member 218 is curved radially outward to be configured to engage with aperture wall 115, while support member 248 is curved radially inward and generally not configured to engage with aperture wall 115.
Далее со ссылкой на фиг. 12-14 показаны различные виды и части центратора 312. Ссылочные позиции для подобных или аналогичных признаков центратора 312 и связанных признаков были увеличены в 100 раз по сравнению с центратором 212. Нижеследующее описание выделяет признаки, которые отличаются от тех признаков, которые уже описаны в отношении фиг. 2-7 или 8-11.Next, with reference to FIG. 12-14 show various views and parts of the centralizer 312. Reference numerals for like or analogous features of the centralizer 312 and related features have been increased by 100 times compared to the centralizer 212. The following description highlights features that differ from those already described with respect to fig. 2-7 or 8-11.
Центратор 312 с фиг. 12-14 в общем имеет форму, аналогичную центратору 212 с фиг. 8-11. Каждый элемент 318 включает в себя четыре опорных элемента 348, каждый из которых имеет функциональность, аналогичную элементам 218 и опорному элементу 248 с фиг. 8-11. Однако в этом примере расположение элементов 318 и опорных элементов 348 отличается.Centralizer 312 of FIG. 12-14 generally has a shape similar to the centralizer 212 of FIG. 8-11. Each element 318 includes four support elements 348, each of which has the same functionality as elements 218 and support element 248 of FIG. 8-11. However, in this example, the arrangement of elements 318 and support elements 348 is different.
Элементы 318 включают в себя внешнюю поверхность 328 и продолжаются между двумя концевыми кольцевыми элементами 320, включающими в себя центральный участок 354, продолжающийся вдоль длины элемента 318 между двумя концевыми кольцевыми элементами 320.The members 318 include an outer surface 328 and extend between two end annular members 320 including a central portion 354 extending along the length of the member 318 between the two end annular members 320.
Опорные элементы 348 в этом примере включают в себя множество дугообразных пружинных элементов 350 (в этом примере всего четыре на один элемент 318). Два дугообразных пружинных элемента 350 продолжаются между одной из концевых кольцевых элементов 320 и промежуточной точкой 334 вдоль элемента 318. Каждый из дугообразных пружинных элементов 350 продолжается по меньшей мере частично вдоль края 340 элемента 318. Два дугообразных пружинных элемента 350 на каждом конце элемента 318 разнесены друг от друга, причем часть элемента 318 продолжается между кольцевыми элементами 320, расположенными между двумя разнесенными друг от друга дугообразными пружинными элементами 350.The support elements 348 in this example include a plurality of arcuate spring elements 350 (in this example, a total of four per element 318). The two arcuate spring elements 350 extend between one of the end ring elements 320 and the intermediate point 334 along the element 318. Each of the arcuate spring elements 350 extends at least partially along the edge 340 of the element 318. The two arcuate spring elements 350 at each end of the element 318 are spaced apart. from each other, and part of the element 318 continues between the annular elements 320, located between two spaced from each other arcuate spring elements 350.
Элементы 318 являются дугообразными и включают в себя выпуклую внешнюю поверхность 328 по существу по всей их длине между концевыми кольцевыми элементами 320. Дугообразные пружинные элементы 350 включают в себя вогнутую внешнюю поверхность 362 по существу по всей их длине между их соответствующими кольцевыми элементами 320 и промежуточной точкой 334. Идентичное (или симметричное) расположение обеспечено для двух других дугообразных пружинных элементов 350 для соединения с другим кольцевым элементом 320. В отличие от предыдущих примеров, элементы 318 соединены с каждым кольцевым элементом 320 с использованием трех соединителей 336 вместо двух со-The elements 318 are arcuate and include a convex outer surface 328 substantially along their entire length between the end ring elements 320. The arcuate spring elements 350 include a concave outer surface 362 essentially along their entire length between their respective annular elements 320 and an intermediate point 334. An identical (or symmetrical) arrangement is provided for the other two arcuate spring elements 350 for connection to another annular element 320. Unlike previous examples, the elements 318 are connected to each annular element 320 using three connectors 336 instead of two co-
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1709039.0 | 2017-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA040852B1 true EA040852B1 (en) | 2022-08-05 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11459834B2 (en) | Downhole apparatus and associated methods | |
| US11834924B2 (en) | Expanding and collapsing apparatus with seal pressure equalization | |
| AU2016376007B2 (en) | Expanding and collapsing apparatus and methods of use | |
| CN108360983B (en) | Centering device | |
| EP1623087A1 (en) | Limit clamp for use with casing attachments | |
| WO2018087553A1 (en) | Expanding and collapsing apparatus and methods of use | |
| WO2014082183A1 (en) | Tubular centralizer | |
| EA040852B1 (en) | DOWNHOLE DEVICE AND RELATED METHODS | |
| CN110959063A (en) | Sealing device and method of use thereof | |
| GB2578855A (en) | Downhole apparatus and associated methods | |
| EP4118291A1 (en) | Variable stiffness centralizer | |
| US11555357B2 (en) | Centraliser | |
| EA042913B1 (en) | CENTRATOR | |
| JP7209870B2 (en) | ring fastener | |
| US20240167346A1 (en) | Centraliser | |
| US10012035B2 (en) | Easy-start centralizer with asymetrical bow springs | |
| CN112601875B (en) | Anti-extrusion assembly and sealing system comprising same | |
| WO2022234061A1 (en) | Pipe connection for exploration and production of a hydrocarbon well | |
| EA046167B1 (en) | CENTRATOR OF VARIABLE HARDNESS | |
| DK2990590T3 (en) | Centering device and associated devices |