Вращатель потока для обсадной колонны

 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к промывке скважин, а также может быть использовано при цементировании обсадной колонны для вращения потока жидкости и при очистке скважин. Вращатель потока включает корпус в виде двух колец со сквозными отверстиями под крепежные элементы, упругие спиралевидные планки с лопастями из гибкого резинотканевого материала. Планки закреплены к кольцам. Условный внутренний диаметр планок в сечении равен внутреннему диаметру колец. Диаметр лопастей в сечении превышает условный диаметр ствола скважины. Вращатель потока опускают в скважину. Закрепляют болтами в отверстиях колец. Поток буферной жидкости получает вращательное движение между лопастями. Закрученная жидкость подхватывает глинистый раствор в кавернах стенки скважины. Повышается эффективность очистки кавернозных участков стенки скважины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при цементировании обсадной колонны для вращения восходящего потока жидкости в заколонном пространстве с целью улучшения условий очистки ствола от глинистого раствора, а также удаления бурового раствора и шлама из кавернозных участков ствола при цементировании колонны.

Известен турбулизатор восходящего потока жидкости [1]. Он содержит устанавливаемую на колонне труб муфту с лопастями, расположенными под острым углом к оси колонны труб, при этом лопасти расположены на верхней торцевой части муфты и выполнены одинакового диаметра с муфтой по наружной поверхности.

Известен также центратор-турбулизатор [2] для обсадной колонны, содержащий корпус, выполненный в виде двух колец со сквозными отверстиями под крепежные элементы, и спиралевидные упругие планки [прототип].

Недостатком как аналога, так и прототипа является малая эффективность турбулизации восходящего потока жидкости (раствора) в силу конструктивных особенностей, вследствие чего ожидаемая очистка ствола от глинистого раствора особенно из кавернозных участков не обеспечивается, что отрицательно сказывается на качестве цементирования, следовательно, и надежности крепления скважины в указанных участках.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки стенки скважины из кавернозных участков за счет усиления вращения восходящего потока в зонах расположения каверн.

Поставленная задача решается описываемым вращателем потока для обсадной колонны, включающим корпус, выполненный в виде двух колец со сквозными отверстиями под крепежные элементы и спиралевидных упругих планок, закрепленных к кольцам.

Новым является то, что условный внутренний диаметр планок в сечении равен внутреннему диаметру колец и снабжен лопастями из гибкого резинотканевого материала с диаметром в сечении, превышающим условный диаметр ствола скважины, и закрепляемыми к планкам с помощью болтового соединения.

Приведенная совокупность существенных отличительных признаков объекта патентования на новизну и изобретательский уровень проводилась по патентному фонду института "ТатНИПИнефть" ОАО "Татнефть" ретроспективностью в 20 лет. Патентные исследования, проведенные по доступным документам, показали, что патентуемый объект нов и удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

Представленные чертежи поясняют суть изобретения. На фиг. 1 изображен общий вид вращателя потока. На фиг. 2 - вид на А фиг. 1. На фиг. 3 - крепежный элемент для закрепления вращателя потока к обсадной трубе.

Вращатель потока содержит корпус (см. фиг. 1), выполненный в виде двух колец 1 и 2 со сквозными отверстиями 3 под крепежные элементы. В качестве крепежного элемента может быть использован болт 4. Один конец которого выполнен в виде заостренного раструба 5, другой конец - под ключ или с пазом под отвертку. К кольцам 1 и 2 закреплены упругие спиралевидные металлические планки 6 сваркой или шпильками к их наружной поверхности. Планки на толщину колец выступают вовнутрь так, что при установке устройства на обсадную трубу они плотно прилегают к ее стенкам, т.е. условный внутренний диаметр планок равен внутреннему диаметру колец 1 и 2. К боковой поверхности каждой планки с помощью болтов закреплены гибкие лопасти 7 из резинотканевого материала. Ширину закрепляемых лопастей берут из расчета, чтобы диаметр в сечении превышал условный диаметр ствола скважины с учетом установки вращателя потока в кавернозном участке ствола скважины, где диаметр ствола больше, чем в остальных участках.

Вращатель потока работает следующим образом. Его опускают в скважину на колонне обсадных труб, расположив его между центраторами и закрепив его болтами путем завинчивания в отверстия 3 в кольцах 1 и 2 до отказа с достаточным усилием. При наличии в скважине нескольких кавернозных участков их устанавливают напротив каждого участка.

Перед закачкой цементного раствора скважину сначала промывают буферной жидкостью при спущенной обсадной колонне с вращателем потока. Восходящий поток буферной жидкости, проходя между лопастями устройства, получает вращательное движение, и закрученная жидкость, подхватывая глинистый раствор, скопившийся в кавернах стенки скважины, поднимается вверх. Удаление глинистого раствора из кавернозных участков стенки скважины аналогично происходит и при восходящем потоке цементного раствора. В последнем случае происходит удаление не только оставшихся в кавернах глинистого раствора, но и заполнение межтрубного пространства цементным раствором без застойных зон, что также немаловажно в образовании качественной крепи.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем.

Использование его при цементировании скважины обеспечивает высокое качество цементирования, что положительно скажется при дальнейшей эксплуатации скважины, то есть значительно сократит ремонтно-восстановительные работы. Вращатель потока прост по конструкции, в изготовлении и применении.

Источники информации 1. А.с. 1006705, Е 21 В 21/00, 1983.

2. Патент РФ 2159839, Е 21 В 17/10, 2000.

Формула изобретения

1. Вращатель потока для обсадной колонны, включающий корпус, выполненный в виде двух колец со сквозными отверстиями под крепежные элементы, и упругие спиралевидные планки, закрепленные к кольцам, отличающийся тем, что условный внутренний диаметр планок в сечении равен внутреннему диаметру колец, и планки снабжены лопастями из гибкого резинотканевого материала с диаметром в сечении, превышающим условный диаметр ствола скважины.

2. Вращатель потока для обсадной колонны по п. 1, отличающийся тем, что лопасти закреплены к планкам с помощью болтового соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3