¿Cómo probar la fuerza de restauración de un centralizador de carcasa de resorte de arco?

El centralizador de la primavera del arco se diseña para la cementación primaria y se aplica en pozos verticales, desviados y horizontales donde se requiere la fuerza que comienza baja y la alta fuerza de restauración.

La restauración de la fuerza es un parámetro clave que mide la calidad de Centralizadores de la primavera del arco. Aquí, nos gustaría introducir brevemente lo que es la fuerza de restauración, los dispositivos y las muestras necesarias para Restauración de pruebas de fuerza, Procedimientos de prueba y resultados.

La fuerza de restauración se refiere a la fuerza ejercida por un centralizador contra la tubería de revestimiento para mantenerla alejada de la pared del pozo. El valor de la fuerza de restauración varía a medida que cambia el método de instalación.

Muestras y preparación del banco de prueba

• Muestras
  Obtenga al menos 6 prototipos de centralizadores bien preparados para pruebas de diseño y verificación de procesos. Todos los centralizadores utilizados deberán cumplir con los requisitos de rendimiento de la Tabla 1.
• Soporte de prueba
  El banco de pruebas permite la aplicación de cargas verticales y es capaz de medir estas cargas y desplazamientos verticales.
  Ejemplo de centralizador de carcasa que restaura el equipo de prueba de fuerza

  Centralizador de carcasa que restaura prueba de fuerza

• Instrumentación
  La instrumentación del banco de pruebas debe permitir lecturas de desplazamiento de 1,6mm (1/16 ") o menores.
• Exactitud
  • La precisión de las mediciones de carga debe estar dentro del 5% del valor medido.
  • Precisión de las mediciones de desplazamiento debe estar dentro de 0,8mm (1/32 ").
  • Todos los dispositivos de medición se calibrarán al menos una vez al año.
• Tubo de prueba
  • Tubo interior
    El tubo interior (Figura 1) debe ser más largo que el centralizador en la condición flexionada y más largo que el tubo exterior. El diámetro exterior del tubo interior deberá estar dentro de las tolerancias que se muestran en la norma ISO 11960 para tuberías sin molestias. Se eliminarán las rebabas o defectos similares.
    Las superficies en los extremos del tubo interior, fuera de la longitud a cubrir por el centralizador y otros componentes de prueba, están exentas de los requisitos anteriores.
  • Tubería exterior
    El tubo exterior (Figura 1) debe ser más largo que el resorte de arco del centralizador en la condición flexionada. El diámetro interior de la tubería exterior será igual al tamaño del orificio para el que está diseñado el centralizador. Tolerancia caerá dentro de-0,8mm a + 3,2mm (-1/31 "a + 1/8"). Se eliminarán las rebabas o defectos similares.
    El extremo del tubo exterior (que no sea el extremo superior utilizado para las pruebas de fuerza de arranque), más allá de la longitud cubierta por el centralizador cuando se flexiona durante la prueba de fuerza de restauración, está exento de los requisitos anteriores.

Restauración de procedimientos de prueba de fuerza

1. Al realizar la prueba, la desviación horizontal del tubo interno y del tubo externo estará dentro de 5 °.
2. Antes de recoger los datos de fuerza para la prueba, flexione todos los resortes de proa 12 veces.
3. Aplique una fuerza externa a la tubería exterior, de modo que se transfiera a la tubería interior verticalmente a través del punto de contacto del centralizador dentro de la tubería exterior.
4. Aplique carga y registre la lectura de deflexión de carga a un mínimo de incrementos de 1,6mm (1/16 ") hasta tres veces (± 5%), se ha obtenido la fuerza de restauración mínima, consulte la Figura 2. La distancia recorrida para obtener un punto de separación del 67% se determinará para cada posición de ensayo.
5. Repita el proceso, pruebe el centralizador hasta que cada resorte y cada conjunto de resortes se hayan probado en la posición 1 y 2 como se muestra en la Figura 3.
6. Calcule la carga total en cada deflexión compensando la masa de la tubería móvil y los accesorios.
7. Prepare la curva de carga-deflexión final utilizando el promedio aritmético de las lecturas de fuerza en las deflexiones correspondientes. La fuerza de restablecimiento se determinará a partir de esta curva a una relación de distancia del 67%.

La fuerza de recuperación mínima para una relación de alejamiento del 67% no deberá ser inferior a los valores indicados en el cuadro 1. Véase Determinación de los requisitos de fuerza restaurada enumerados a continuación para la derivación de los requisitos.

Determinación de los requisitos de la fuerza de restauración

• Las observaciones de campo indican la desviación del agujero de la vertical en un promedio varía de cero a aproximadamente 60 °. Por lo tanto, se utiliza una desviación promedio de 30 ° para calcular los requisitos de fuerza de restauración.
  Para los diámetros de la carcasa de 273mm (10-3/4 ") a 508mm (20"), donde las cuerdas de la carcasa se colocan generalmente en secciones de orificio relativamente verticales, la fuerza de restauración mínima no será inferior a:
  FR = W sin 30 = 0,5 W
  Dónde
  FR es la fuerza de recuperación mínima, expresada en newtons;
  W es el peso de 12,19 m (40 pies) de envoltura de masa lineal media, expresada en newtons.
• Para diámetros de carcasa de 114mm (4-1/2 ") a 244mm (9-5/8"), donde las cuerdas de la carcasa generalmente se colocan en las secciones de orificio desviadas, la fuerza de restauración mínima no será inferior a:
  FR = 2W sin 30 = W

La prueba de fuerza de restauración del centralizador de la carcasa del resorte de arco se realizará en estricta conformidad con los requisitos antes mencionados.