Исследования полимерных центраторов элемента оснастки обсадной колонны

Актуальность темы исследования

Цель работы
Исследование целесообразности применения полимерных центраторов, как элемент технической оснастки обсадной колонны, позволяющих повысить качество цементирования и снизить непроизводительное время

Задачи исследования
Рассмотрение основных факторов, влияющие на качество цементирования.
Анализ элементов технологической оснастки обсадных колонн.
Анализ эффективности применения центраторов при цементировании обсадной колонны.
Обоснование применения полимерного центратора, методы исследования по выбору материала для изготовления центраторов.

Схема образования застойных зон
1 – движущаяся промывочная жидкость;
2 – загустевшая промывочная жидкость;
3 – обсадная колонна;
4 – стенки скважины;
5 – фильтрационная корка

Элементы оснастки обсадной колонны
Центраторы
Пружинный
Жесткий
Комбинированный
Роликовый
Полимерный

Преимущества полимерного центратора

Сравнение полимерных материалов

Действующие напряжения на центратор выполненный из материала Nylon 6/10
Центратор принял одновременно осевую и радиальную нагрузку на два ребра;
Предел текучести составил 139 МПа;
Максимальное напряжение – 43 МПа;
Коэффициент трения составляет от 0,1 до 0,2.

Исследования фрикционных свойств полимерных центраторов

Испытания полимерного низкофрикционного центратора

Результаты испытания полимерного низкофрикционного центратора
Удаленный объем по результатам теста 1 составляет 16,412 мм3.
Удаленный объем по результатам теста 2 составляет 11,234 мм3.
Средняя величина истирания составляет 0,00461 мм3/м.
Трек износа

Основные выводы
Проведен анализ основных факторов, влияющих на качество цементирования.
Проведены лабораторные испытания по оценке и степени износа полимерных фрикицонных и низкофрикционных центраторов. Результаты испытаний показали, что полимерный материал имеют меньший коэффициент трения на границе «металл-полимер» и малый износ, чем при контакте двух металлов.
Проведены исследования по степени износа полимерного центратора «POLYMAX». При прохождении 1 метра центратор теряет Vп = 0.35 мм3/м при условии сухого контакта. В реальных же условиях Vп будет существенно ниже, ввиду высокой смачиваемости контакта и наличия ПАВ в рецептуре бурового раствора.