專利名稱：定心裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于用于油氣井結(jié)構(gòu)的定心裝置。
在打油、氣井時(shí)，井孔鉆入地下，然后將一系列的井管降入井孔，并在井孔和井管之間填充水泥。
對(duì)澆水泥時(shí)確保井管對(duì)中地保持在井孔中是很重要的。通常提供若干作用在井孔和井管之間的空間中的定心裝置。
各種類型的定心裝置是已知的。一種類型包括兩個(gè)管圈，它們由若干縱向伸展的構(gòu)件隔開。這些構(gòu)件可包括彈性弓形件或剛性構(gòu)件。在使用中它們所具有共同特征是這些構(gòu)件平行于它們安裝的井管的縱軸。
另一種類型的定心裝置，常被稱作為“固態(tài)的定心裝置”，它包括具有固態(tài)中心部分的鑄件，鑄件上具有若干葉片。在一些實(shí)施例中，這些葉片在使用中放置成平行于它們所安裝的井管的縱軸。在另一些實(shí)施例中，葉片安置成某一角度，在循環(huán)流體被泵壓通過井管和井孔之間的空間在引進(jìn)水泥之前，循環(huán)流體繞井管渦動(dòng)，在很多情況下，這將增大以后將注入環(huán)形空間中的水泥的分布。
本發(fā)明提供一種定心裝置，包括一對(duì)由若干延伸在它們之間的構(gòu)件而隔開的環(huán)圈，其特征在于上述構(gòu)件相對(duì)于定心裝置的縱軸傾斜。
上述構(gòu)件最好具有基本與上述環(huán)圈的徑向內(nèi)表面齊平的徑向內(nèi)表面。這不是絕對(duì)基本的特征，但由于它可增強(qiáng)所需要的渦動(dòng)作用，所以是一種非常想要的特征。
構(gòu)件本身是固態(tài)的，中空的，并可以具有任何方便的截面形狀。
在一個(gè)特殊的優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)件具有彎曲的剖面形狀。
上述構(gòu)件最好朝每個(gè)端部帶有錐度。
構(gòu)件的強(qiáng)度最好是在使用中，如果定心裝置受到5～20噸橫向載荷時(shí)，最好為5～15噸時(shí)，它們將靠著井管產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞。這個(gè)概念由申請(qǐng)人更充分地公開在PCT公開號(hào)No.Wo96/09459中。
如果需要，環(huán)圈可做成兩個(gè)獨(dú)立的部體，它們可圍繞井管固定在一起或鉸接在一起。
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)將參照

圖1以示例方式來說明，圖1表示安裝在一定長度的井管上的本發(fā)明定心裝置一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
參見圖1，通常以參考數(shù)字1表示定心裝置。
該定心裝置1包括兩個(gè)環(huán)圈2和3，它們由8個(gè)構(gòu)件隔開，其中3個(gè)、即4、5和6是可見的。
每個(gè)構(gòu)件4、5、6與定心裝置1的縱軸傾斜一個(gè)角度α,α位于20°～60°之間，最好位于30°～45°之間。
在使用中，定心裝置1在管9上滑動(dòng)。該定心裝置1可用放在定心裝置的上方或下方的止動(dòng)環(huán)(圖未示)或穿過環(huán)圈2和3貼靠井管9的螺栓(圖未示)來固定。另外，定心裝置1亦可膠到井管9上。
每個(gè)構(gòu)件4、5、6由厚度約為3mm的薄鋼板彎曲成形，因此每個(gè)構(gòu)件4、5、6是中空的。每個(gè)構(gòu)件4、5、6在徑向周向朝其端部帶有錐度，從而有利于該定心裝置1在井孔中的移動(dòng)。
在使用中，若干類似于定心裝置1的定心裝置固定到一系列的井管上，然后降入井孔。在井管定位時(shí)，循環(huán)流體泵入井管內(nèi)并沿著井管9和井孔之間的環(huán)形空間朝上運(yùn)行。當(dāng)循環(huán)流體向上越過構(gòu)件之間的環(huán)圈3時(shí)向側(cè)面轉(zhuǎn)向。在它越過環(huán)圈3的上邊緣時(shí)，已經(jīng)開始的渦旋滾動(dòng)作用由于循環(huán)流體越過環(huán)圈2而放大。這種聯(lián)合的渦動(dòng)和滾動(dòng)作用提供非常需要的清洗和沖刷作用。
在井管9和井孔之間的環(huán)形空間準(zhǔn)備好以后，水泥泵入井管，向上進(jìn)入環(huán)形空間并以通常的方式凝固。
有時(shí)在放置井管時(shí)井孔被破壞，出現(xiàn)這種情況時(shí)通常的方法是抽出井管，按要求解決問題，重新放置井管。雖然通常抽出井管不是太困難的，但通常加到定心裝置上的力會(huì)使它們解體，從而使定心裝置的破碎部分留在井孔中。這是非常不希望出現(xiàn)的。申請(qǐng)人的PCT公開號(hào)No.WO96/09459談到這個(gè)問題，它是通過提供具有足夠強(qiáng)度的構(gòu)件的定心裝置來定位井管解決的，但如果抽出時(shí)通過較硬的結(jié)構(gòu)也將會(huì)破壞?；驹瓌t是置換表面永久變形的定心裝置而不是將已解體的定心裝置的部件留在井孔中。通常，這些構(gòu)件在受到5～15噸、流行的在大多數(shù)情況下的設(shè)計(jì)值為11噸時(shí)就會(huì)基本完全破壞。
權(quán)利要求
1．一種定心裝置(1)，包括一對(duì)由若干延伸在其間構(gòu)件(4,5,6)隔開的環(huán)圈(2,3)，其特征在于上述構(gòu)件(4,5,6)與上述定心裝置的縱軸傾斜。
2．如權(quán)利要求1的定心裝置，其中上述構(gòu)件(4,5,6)的徑向內(nèi)表面基本與上述環(huán)圈(2,3)的徑向內(nèi)表面齊平。
3．如權(quán)利要求2或3的定心裝置，其中上述構(gòu)件是中空的。
4．如權(quán)利要求1、2或3的定心裝置，其中上述構(gòu)件具有彎曲的剖面形狀。
5．如上述任何一個(gè)權(quán)利要求的定心裝置，其中上述構(gòu)件朝每個(gè)端部具有錐度。
6．如上述任何一個(gè)權(quán)利要求的定心裝置，其中上述構(gòu)件(4,5,6)在使用中，在受到5～15噸的橫向載荷時(shí)將會(huì)貼靠著井管產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞。
7．如上述任何一個(gè)權(quán)利要求的定心裝置，其中上述環(huán)圈做成兩個(gè)獨(dú)立的能環(huán)繞上述井管安裝的部件。
8．一種基本參照和附圖示出的如前所述的定心裝置。
全文摘要
一種定心裝置(1)包括兩個(gè)由若干延伸其間的構(gòu)件(4,5,6)分隔開的環(huán)圈(2,3),構(gòu)件(4,5,6)相對(duì)于定心裝置的縱軸傾斜,通常傾角α為30°～45°。
文檔編號(hào)E21B17/10GK1226304SQ9719683
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1997年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月24日
發(fā)明者貝恩德·賴茵霍爾特, 約爾格·洛倫茨, 阿莫德·斯托卡 申請(qǐng)人:韋瑟福德/拉姆公司