[發(fā)明專(zhuān)利]對(duì)中器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580014907.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106103882B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·柯克;納森·詹姆斯·柯克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 道恩浩爾產(chǎn)品有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B17/10
• 分類(lèi)號(hào): E21B17/10
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 張華卿,鄭霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)中器，特別地涉及用于在石油或氣體井的鉆孔中對(duì)長(zhǎng)形構(gòu)件進(jìn)行對(duì)中的對(duì)中器。

發(fā)明背景

對(duì)中器在石油和天然氣鉆探和生產(chǎn)領(lǐng)域中是熟知的。對(duì)中器被用于維持井的鉆孔的內(nèi)表面和部署在鉆孔內(nèi)的設(shè)備(通常為管或管串(string of tubulars))之間的最小隙距(stand-off)或徑向距離。通常，該鉆孔可以?xún)?nèi)襯有例如管狀殼體或襯套，且管串在殼體或襯套的孔內(nèi)被對(duì)中，但是對(duì)中器還可以被用在無(wú)內(nèi)襯的鉆孔中。

對(duì)中器的功能是在鉆孔中的設(shè)備的外表面和鉆孔的內(nèi)表面之間維持一致的徑向空間或隙距，使得設(shè)備和鉆孔之間的環(huán)帶具有大體上一致的徑向尺寸。由于多個(gè)理由這是期望的。在例如對(duì)中器被用在完成操作中的某些操作中，管串和鉆孔的內(nèi)表面之間的環(huán)帶被填充水泥，且期望的是，包圍該管的水泥層沿管的長(zhǎng)度具有大體上一致的徑向尺寸。因此，為了維持隙距，對(duì)中器沿著管間隔地部署在管的外表面和鉆孔的內(nèi)表面之間，使得形成在環(huán)帶中的水泥層沿管的長(zhǎng)度具有大體上一致的徑向深度。

對(duì)中器可以是實(shí)體類(lèi)型，被鑄造或以其它方式形成為單件。這種類(lèi)型的對(duì)中器的示例在我們較早授權(quán)的專(zhuān)利US5797455中被描述，該專(zhuān)利的公開(kāi)通過(guò)引用并入本文。對(duì)中器還可以是具有端部套環(huán)的彈簧弓類(lèi)型，端部套環(huán)具有在套環(huán)之間以弓的形式徑向朝外延伸的彈性金屬帶。當(dāng)對(duì)中器被插入至鉆孔中時(shí)，弓被壓縮且彈性地供給能量，且該弓被設(shè)計(jì)成當(dāng)處于鉆孔中時(shí)保持壓縮以將管保持在鉆孔的中心或靠近鉆孔的中心。這種類(lèi)型的示例在EP0196339、CN2119492以及US2011/0030973中被描述，這些專(zhuān)利的公開(kāi)通過(guò)引用并入本文，且這些專(zhuān)利對(duì)于理解本發(fā)明是有用的。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明，提供具有中心軸線(xiàn)且具有第一軸向間隔套環(huán)和第二軸向間隔套環(huán)以及在套環(huán)之間延伸的至少一個(gè)彈性設(shè)備的對(duì)中器，該彈性設(shè)備包括第一弧和第二弧，且其中，第二弧的曲率不同于第一弧的曲率。

可選地，第二弧的曲率相對(duì)于第一弧的曲率是反向的。

可選地，第一弧是凸的(相對(duì)于對(duì)中器的軸線(xiàn)朝外彎曲)且第二弧是凹的(相對(duì)于對(duì)中器的軸線(xiàn)朝內(nèi)彎曲)。

可選地，彈性設(shè)備的第一部分被設(shè)置在第一弧中，且彈性設(shè)備的第二部分被設(shè)置在第二弧中。

第一(凸)弧和可選的的第二(凹)弧每一個(gè)可選地從套環(huán)徑向朝外間隔開(kāi)。

第一弧在第一套環(huán)和第二套環(huán)之間的軸向間距的位置處被可選地連接至第二弧。可選地，第一弧在過(guò)渡位置處過(guò)渡至第二弧中。在某些示例中，第一弧和第二弧之間的過(guò)渡位置可以近似位于第一套環(huán)和第二套環(huán)之間的中點(diǎn)處。可替代地，第一弧和第二弧之間的過(guò)渡位置可以相比于套環(huán)中的另一個(gè)更靠近套環(huán)中的一個(gè)。

可選地，彈性設(shè)備是不對(duì)稱(chēng)的。可選地，第一(凸)弧具有徑向遠(yuǎn)離對(duì)中器的軸線(xiàn)的頂點(diǎn)，且該頂點(diǎn)可選地在靜止構(gòu)型中界定第一弧和對(duì)中器的軸線(xiàn)之間的局部最大距離或最大距離。可選地，第二(凹)弧具有在第一弧的頂點(diǎn)和對(duì)中器的軸線(xiàn)之間被徑向間隔開(kāi)的頂點(diǎn)。可選地，第二弧的頂點(diǎn)與第一弧的頂點(diǎn)軸向地間隔開(kāi)。因此，第二弧相對(duì)于第一弧被可選地軸向偏移。

可選地，通過(guò)逆向第一弧和第二弧之間的曲率第一弧延伸至第二弧內(nèi)。

可選地，第一弧的軸向長(zhǎng)度近似等于第二弧的軸向長(zhǎng)度，且第一弧和第二弧之間的過(guò)渡近似在套環(huán)之間的中部。然而，在某些示例中，第一弧的軸向長(zhǎng)度可以不同于第二弧的軸向長(zhǎng)度，且第一弧和第二弧之間的過(guò)渡可以相比于套環(huán)中的另一個(gè)更靠近套環(huán)中的一個(gè)。

可選地，第一弧和第二弧在彈性設(shè)備的靜止構(gòu)型中是反向的，不存在迫使該彈性設(shè)備變成不同構(gòu)型的力。因此，在靜止的構(gòu)型中，第一弧的頂點(diǎn)(且因此總的而言該彈性設(shè)備的頂點(diǎn))相比于另一個(gè)套環(huán)有利地更靠近一個(gè)套環(huán)。

可選地，一個(gè)以上的彈性設(shè)備被設(shè)置在對(duì)中器上。可選地，彈性設(shè)備以組的方式(例如，兩個(gè)一組)圍繞套環(huán)的圓周可選地等距地間隔開(kāi)設(shè)置。例如，在某些示例中，第一對(duì)彈性設(shè)備可以圍繞套環(huán)的圓周以180°的間距被間隔開(kāi)。在某些其它的示例中，一組三個(gè)彈性設(shè)備可以圍繞套環(huán)的圓周以120°的間隔被間隔開(kāi)。對(duì)于每一個(gè)組中具有不同數(shù)量，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)是可能的，例如，4個(gè)/組，以90°的間隔被間隔開(kāi)。

可選地，每一個(gè)組中的對(duì)中器具有相同的構(gòu)型，其中第一弧更靠近套環(huán)中的一個(gè)，且第二弧更靠近套環(huán)中的另一個(gè)。可選地，至少兩個(gè)彈性設(shè)備(可選地在相同的組中)具有在對(duì)中器上的相同的軸線(xiàn)位置處的頂點(diǎn)。