扶正器的製作方法

2023-09-21 04:24:10 3

專利名稱：扶正器的製作方法
技術領域：
本發明涉及扶正器。
在鑽石油和天然氣井期間，往地下鑽一個孔。然後將套管下到孔中並在套管和孔之間的環形空間填滿水泥。
重要的是在用水泥填塞該環形空間時要基本上保持套管在孔的中央。為此目的，在將套管下到孔中時在套管上安裝扶正器。
通常的井孔基本上垂直向下延伸，扶正器包括兩個間隔開的可以在套管上滑動的條和許多在條之間延伸並連接於條上的彈簧弓。
如果部分井孔坍塌，必須抽出套管，則當彈簧弓穿過障礙物時，該彈簧弓僅僅是在靠在套管的側面上，在穿過障礙物後，該彈簧弓又向井孔的側面膨脹。
近年來對偏斜鑽井的要求顯著增加。在偏斜鑽井中要從現有的垂直孔向外鑽一個分孔，該分孔幾乎可以是水平的。
由於偏斜鑽孔而產生很多問題。問題之一是，帶彈簧弓的扶正器不完全適用，因為當套管轉入分孔時，彈簧弓不能承受側向力。另外，彈簧弓一般不會結實到足以將套管定中在幾乎水平的孔中。
解決此問題的一個方法是採用具有剛性部件的扶正器而不用帶彈簧弓的扶正器。在GB-A-2 171 436和GB-A-682 362中示出這種扶正器的例子。這種扶正器的最大直徑稍小於井孔，使得可以容易地沿井孔移動上述扶正器。儘管這種扶正器不如帶彈簧弓的扶正器具有普適性，但它們的確提供了相當的定中心作用。
這種扶正器的缺點是，如果部分井孔坍塌，必須抽出套管，則當抽出套管時，一些剛性部件常常破裂。這是極不希望發生的事情，因為裂開的碎片在隨後被移到表面上，它阻礙和損傷流體控制裝置。
為減輕此問題產生的危害，本發明提供一種扶正器，它裝有至少一個剛性部件，當上述扶正器裝在套管上時，該剛性部件在承受5～30t側向負載時基本上不可逆地被壓扁在上述套管上。
本發明的扶正器明顯地區別於使用剛性部件的先有技術扶正器，因為那些剛性部件是利用例如鋁或鋼整體澆鑄(GB-A-2 171 436)法形成的，或用很堅固的型鋼形成的。
在一個實施例中，當剛性部件承受10～25t的側向負載時該剛性部件便基本上不可逆地壓扁在上述套管上。
剛性部件最好在承受18～22t的側向負載時便基本上不可逆地壓扁在上述套管上。
在另一個實施例中，剛性部件在承受5～10t最好是在承受8t的側向負載時便基本上不可逆地壓扁在上述套管上。
在本發明的優選實施例中，剛性部件為大體U形橫截面。
在另一個實施例中，剛性部件包括可壓扁的材料。在此實施例中，剛性部件最好裝有增強件，使得扶正器具有滿意的抗拉強度。
增強件可以包括例如金屬如鋼或鋁，雖然它也可以包括塑料。
如果增強件嵌入到可壓扁的材料中，則增強件和可壓扁的材料之間應加一些粘合劑。如因為某種原因可壓扁的材料破裂，則這些粘合劑可阻止碎片與扶正器分離。如果需要，增強件可以形成凸出部和/或加工粘合劑，以增強增強件和可壓扁材料之間的粘合作用，從而減小碎片與扶正器分開的可能性。具體地講，增強件最好與可壓扁的材料配合，使其阻止上述剛性部件的碎片與上述扶正器分開。
為了更好地理解本發明，下面參考作為舉例的附圖，這些附圖是

圖1是本發明扶正器一個實施例的垂直橫截面圖；圖2是圖1所示扶正器的側視圖；圖3是沿圖2的III-III線截取的水平橫剖視圖；圖4是本發明扶正器第二實施例的側視圖；圖5是沿圖4的V-V線截取的水平橫剖視圖。
附圖中示出一種扶正器，該裝置總的用編號1表示。扶正器1包括上環2和下環3，這兩個環用6個剛性部件4連接，並使其分開一段距離，這些剛性部件的相應端部分別焊接在上環2和下環3上。
如圖1和3所示，各個剛性部件4大體為U形橫截面。
在圖1～3所示的實施例中，上環2和下環3的最大直徑約180mm。每個剛性部件4的最大寬度約45mm，剛性部件4的壁厚約2mm。
在使用時，當套管下到井孔中時，以要求的間隔安裝扶正器1。扶正器1最好固定在兩個限位環之間，以防止它們沿套管滑動。
在正常使用時，只將套管下到井孔中並加水泥緊固就位，剛性部件4就起定中作用。如果在加水泥之前因某種原因例如部分井孔坍塌需要抽出套管，則只須應用絞車提出套管就行了。
在扶正器被拉過障礙物時，障礙物將作用一個力在扶正器1上。如果力足夠大，則剛性部件4不可逆地被壓扁，由此增加了扶正器成單件地保留在套管上的可能性。
在使用設計成用20t的側向負載便可完全壓扁的扶正器1的試驗中，在完全壓扁的表面上可以回收幾乎所有的扶正器1，而且形成一整件。
對於所述實施例，可以設想出各種改型。例如，剛性部件4可以為任何合適的橫截面例如半圓形、弓形或梯形。如果需要還可以使剛性部件局部地弱化以利於它的壓扁。因此，例如剛性部件可以包括用例如環氧樹脂粘合的兩個大體準直的部分，環氧樹脂將這些部分粘合在一起，但製作成在要求的負載下便失靈。
另一種剛性部件包括兩個用剪切式鎖銷連接的大體準直的部分，該鎖銷被設計成在預定的負載下失效。雖然緊前面所述的兩種替代品是在本發明的範圍內，但圖1～3所述的實施例是優選的，因為已經確認，在剛性部件被壓扁之後，其中一些部分很少可能脫離扶正器。在另一實施例中，剛性部件可用可壓扁的材料例如多孔材料製作。這種實施例示於圖4和5。
圖4和5中示出扶正器11，它包括由六個剛性部件14連接的並使其分開一定距離的上環12和下環13。
每個剛性部件14包括用金屬例如鋼和鋁製的薄的增強件15，該增強件嵌入由聚氨酯泡沫16構成的可壓扁材料中，每個薄的增強件15的端部焊接在上環12和下環13上。
在使用時，如果扶正器11拉過障礙物，則聚氨酯泡沫16不和逆地被壓扁，從而增加了扶正器11成整件地保存在套管上的可能性。聚氨酯泡沫16被設計成在約20t的側向負載下被不可逆地壓扁。
對於圖4和5所示的實施例可以設想各種改型，例如增強件15可以分開，並且它與僅由可壓扁材料例如聚氨酯泡沫構成的剛性部件14不同。增強件15雖然最好是金屬的，但也可以用塑料製作。
但是參照圖4和5所述的裝置是最好的，因為它提供了用方便的方法將剛性部件14安裝在上環12和下環13上。
通過我們的初步工作，我們已經發現，剛性部件最好設計成在小到5～10t的側向負載下最好是在8t的側向負載下便基本上不可逆地被壓扁在套管上。
權利要求
1.一種扶正器(1；11)，它具有至少一個剛性部件(4；14)，其特徵在於當上述扶正器(1；11)裝在套管上時，上述剛性部件(4；14)在承受5～30t側向負載時便基本上不可逆地壓扁在上述套管上。
2.如權利要求1所述的扶正器(1；11)，其特徵在於上述側向負載在10～25t之間。
3.如權利要求2所述的扶正器(1；11)，其特徵在於上述側向負載在18～22t之間。
4.如權利要求1所述的扶正器(1；11)，其特徵在於上述側向負載在5～10t之間。
5.如權利要求4所述的扶正器(1；11)，其特徵在於上述側向負載是8t。
6.如上述任一項權利要求所述的扶正器(1)，其特徵在於上述剛性部件(4)大體為U形橫截面。
7.如權利要求1至5中任一項所述的扶正器(11)，其特徵在於上述剛性部件(14)包括可壓扁的材料(16)。
8.如權利要求7所述的扶正器(11)，其特徵在於上述剛性部件(14)具有增強件(15)。
9.如權利要求8所述的扶正器(11)，其特徵在於上述增強件(15)包括塑料。
10.如權利要求8或9所述的扶正器(11)，其特徵在於上述增強件(15)與上述可壓扁材料(16)配合可防止上述剛性部件(14)的碎片與上述扶正器(11)分離。
全文摘要
扶正器(1)包括由六個剛性部件(4)連接的上環(2)和下環(3)。扶正器(1)裝在可下放到偏斜井孔中的套管上。剛性部件(4)被設計成在受到約8t的側向負載時被壓扁。因此如果例如部分井孔坍塌必須抽出套管，則剛性部件將被壓扁，從而能在套管上成整件形式回收扶正器(1)。
文檔編號E21B17/00GK1159848SQ95195249
公開日1997年9月17日 申請日期1995年9月25日 優先權日1994年9月24日
發明者阿諾爾·斯託卡 申請人:韋瑟福德/拉姆公司