本发明涉及一种对中器，特别地涉及用于在石油或气体井的钻孔中对长形构件进行对中的对中器。
发明背景
对中器在石油和天然气钻探和生产领域中是熟知的。对中器被用于维持井的钻孔的内表面和部署在钻孔内的设备(通常为管或管串(stringoftubulars))之间的最小隙距(stand-off)或径向距离。通常，该钻孔可以内衬有例如管状壳体或衬套，且管串在壳体或衬套的孔内被对中，但是对中器还可以被用在无内衬的钻孔中。
对中器的功能是在钻孔中的设备的外表面和钻孔的内表面之间维持一致的径向空间或隙距，使得设备和钻孔之间的环带具有大体上一致的径向尺寸。由于多个理由这是期望的。在例如对中器被用在完成操作中的某些操作中，管串和钻孔的内表面之间的环带被填充水泥，且期望的是，包围该管的水泥层沿管的长度具有大体上一致的径向尺寸。因此，为了维持隙距，对中器沿着管间隔地部署在管的外表面和钻孔的内表面之间，使得形成在环带中的水泥层沿管的长度具有大体上一致的径向深度。
对中器可以是实体类型，被铸造或以其它方式形成为单件。这种类型的对中器的示例在我们较早授权的专利us5797455中被描述，该专利的公开通过引用并入本文。对中器还可以是具有端部套环的弹簧弓类型，端部套环具有在套环之间以弓的形式径向朝外延伸的弹性金属带。当对中器被插入至钻孔中时，弓被压缩且弹性地供给能量，且该弓被设计成当处于钻孔中时保持压缩以将管保持在钻孔的中心或靠近钻孔的中心。这种类型的示例在ep0196339、cn2119492以及us2011/0030973中被描述，这些专利的公开通过引用并入本文，且这些专利对于理解本发明是有用的。
发明概述
根据本发明，提供具有中心轴线且具有第一轴向间隔套环和第二轴向间隔套环以及在套环之间延伸的至少一个弹性设备的对中器，该弹性设备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。
可选地，第二弧的曲率相对于第一弧的曲率是反向的。
可选地，第一弧是凸的(相对于对中器的轴线朝外弯曲)且第二弧是凹的(相对于对中器的轴线朝内弯曲)。
可选地，弹性设备的第一部分被设置在第一弧中，且弹性设备的第二部分被设置在第二弧中。
第一(凸)弧和可选的的第二(凹)弧每一个可选地从套环径向朝外间隔开。
第一弧在第一套环和第二套环之间的轴向间距的位置处被可选地连接至第二弧。可选地，第一弧在过渡位置处过渡至第二弧中。在某些示例中，第一弧和第二弧之间的过渡位置可以近似位于第一套环和第二套环之间的中点处。可替代地，第一弧和第二弧之间的过渡位置可以相比于套环中的另一个更靠近套环中的一个。
可选地，弹性设备是不对称的。可选地，第一(凸)弧具有径向远离对中器的轴线的顶点，且该顶点可选地在静止构型中界定第一弧和对中器的轴线之间的局部最大距离或最大距离。可选地，第二(凹)弧具有在第一弧的顶点和对中器的轴线之间被径向间隔开的顶点。可选地，第二弧的顶点与第一弧的顶点轴向地间隔开。因此，第二弧相对于第一弧被可选地轴向偏移。
可选地，通过逆向第一弧和第二弧之间的曲率第一弧延伸至第二弧内。
可选地，第一弧的轴向长度近似等于第二弧的轴向长度，且第一弧和第二弧之间的过渡近似在套环之间的中部。然而，在某些示例中，第一弧的轴向长度可以不同于第二弧的轴向长度，且第一弧和第二弧之间的过渡可以相比于套环中的另一个更靠近套环中的一个。
可选地，第一弧和第二弧在弹性设备的静止构型中是反向的，不存在迫使该弹性设备变成不同构型的力。因此，在静止的构型中，第一弧的顶点(且因此总的而言该弹性设备的顶点)相比于另一个套环有利地更靠近一个套环。
可选地，一个以上的弹性设备被设置在对中器上。可选地，弹性设备以组的方式(例如，两个一组)围绕套环的圆周可选地等距地间隔开设置。例如，在某些示例中，第一对弹性设备可以围绕套环的圆周以180°的间距被间隔开。在某些其它的示例中，一组三个弹性设备可以围绕套环的圆周以120°的间隔被间隔开。对于每一个组中具有不同数量，类似的结构是可能的，例如，4个/组，以90°的间隔被间隔开。
可选地，每一个组中的对中器具有相同的构型，其中第一弧更靠近套环中的一个，且第二弧更靠近套环中的另一个。可选地，至少两个弹性设备(可选地在相同的组中)具有在对中器上的相同的轴线位置处的顶点。
可选地，弹性设备在组之间围绕套环的圆周交替，使得任何弹性设备的顶点与其紧邻的弹性设备中的每一个的顶点轴向间隔开。
可选地，对中器上并非所有的弹性设备具有相同的构型，且弹性设备中的至少一个上的顶点且可选地弹性设备中的至少两个上的顶点可以相对于其它的弹性设备的顶点轴向地交错。例如，一个弹性设备上的顶点可以相比于第二套环更靠近第一套环，但是另一个弹性设备上的顶点可以相比于第一套环更靠近第二套环。
该主体有利地具有适于接纳管的钻孔，且该主体通常适于被接纳在更大的管壳体的钻孔(例如，井眼)中，该钻孔可以内衬有壳体或衬套。在某些实施方案中，主体的孔适于壳体接纳壳体形式的管，且适于在井眼中对中壳体，该井眼可以是无内衬的或内衬有更大的钻孔壳体或衬套。
可选地，不同弹性设备上的顶点布置成在对中器的轴线上的不同位置处进入井的钻孔(例如，壳体或衬套)。由于在正在对中的管被插入至壳体或衬套的孔中的同时，并非所有的弹性设备需要被压缩，这减少了将管送入至壳体的孔中所需的轴向力，因此这是有利的。
可选地，当通过将对中器插入至壳体的孔中弹性设备被径向压缩时，第一弧和第二弧变形，使得第一凸弧朝向对中器的轴线径向朝内变形，且第二凹弧远离对中器的轴线径向朝外变形。第一弧的变形有利地使其连接至的第二弧变形。在进入壳体时的变形过程中，第一弧的移动有利地移动第一弧的最靠近第二弧的端部，从而将力施加至第二弧以使其变形。在由弹性设备的顶点径向朝内迫使所导致的变形构型中，第一弧和第二弧通过在径向相对的方向上朝向彼此移动而使彼此在一定程度上相互抵消，且该弹性设备作为一个整体采取比在静止构型中大体上更平坦的构型。可选地，在变形的构型中，该弹性设备仍然远离正在对中的管的外表面径向偏置，管的外表面可选地仅仅被端部套环的内表面接合。可选地，在变形的构型中，该弹性设备仍然从套环径向朝外间隔开。
由于这增强了正在对中的管在对中器内旋转的自由度，因此这是有利的。可选地，接合正在对中的管的外表面的端部套环的内表面可以是抛光的且光滑的，且该内表面可以呈现相对低的摩擦表面，该低的摩擦表面增强管在套环的孔内移动的自由度。在变形的构型中压靠壳体的内表面的弹性设备的外表面可选地抵抗对中器相对于壳体的旋转运动，且使得在对中器的孔内正在对中的内部管串在该管串插入至壳体内的过程中可以可选地自由旋转，同时对中器相对于外部壳体保持旋转静止。除了降低正在对中的内部管所经受的扭矩外，该示例具有另外的益处，即，正在对中的管的外表面仅仅被套环的光滑的内支承表面接合，通过在对中器内旋转管这不会破坏管的外表面，且不会破坏套环自身。在变形构型中保持弹性设备远离正在对中的管径向偏置还减少了由于在管相对于对中器的旋转过程中弹性设备和管的外表面之间的接触所导致的弹性设备上和正在对中的管的外表面上的磨损。
本发明还提供对中器组件，其包含管、对中器，该对中器具有适于接纳该管的孔的，该孔具有中心轴线，且该对中器具有在管上间隔开的第一轴向间隔套环和第二轴向间隔套环以及至少一个弹性设备，该至少一个弹性设备在套环之间延伸，该弹性设备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。
可选地，当该管和对中器插入至井眼中时，第一弧和第二弧变形以减小第一弧和第二弧中的每一个上的曲率半径，可选地而不用接合该管。
本发明提供一种对中器，所述对中器具有中心轴线，且具有第一轴向间隔套环和第二轴向间隔套环以及在所述套环之间延伸的第一组弹性设备和第二组弹性设备，其中，每一组中的所述弹性设备围绕所述套环的圆周间隔开，所述弹性设备中的每一个包括第一弧和第二弧，其中所述第二弧的曲率相对于所述第一弧的曲率反向，且其中每一个弹性设备沿所述中心轴线是不对称的。
每一组中的每一个第一弧具有顶点，所述顶点径向地远离所述对中器的所述轴线间隔开，所述顶点界定在所述弹性设备和所述对中器的所述轴线之间的最大径向距离，且其中所述第一组弹性设备中的所述顶点相对于所述第二组弹性设备中的所述顶点轴向偏移。
所述第一弧是凸的且所述第二弧是凹的。
所述弹性设备具有第一部分和第二部分，其中所述弹性设备的所述第一部分设置在所述第一弧中，且所述弹性设备的所述第二部分设置在所述第二弧中。
所述第一弧和所述第二弧中各自从所述套环径向地朝外间隔开。
所述第一弧在所述第一套环和所述第二套环之间轴向间隔开的过渡位置处连接至所述第二弧。
所述第一弧和所述第二弧之间的所述过渡位置布置在所述第一套环和所述第二套环之间的中点处或布置在所述中点附近。
所述第一弧具有顶点，所述顶点在所述对中器的静止构型中界定所述第一弧和所述对中器的所述轴线之间的最大径向距离。
所述第二弧布置在所述第一弧的所述顶点和所述对中器的所述轴线之间。
所述第二弧布置在所述套环中的一个和所述第一弧的所述顶点之间。
所述第二弧具有顶点，且其中所述第二弧的所述顶点与所述第一弧的所述顶点轴向间隔开。
所述第二弧相对于所述第一弧轴向地偏移。
所述第一弧和所述第二弧之间的曲率在它们之间的过渡位置处逆向。
所述第一弧的轴向长度大体上等于所述第二弧的轴向长度。
在不存在迫使所述弹性设备变成不同构型的力时，所述第一弧和所述第二弧在所述弹性设备的所述静止构型中相对于彼此是反向的。
在所述静止构型中，所述第一弧的所述顶点比另一个套环更靠近一个套环。
在所述第一组中的每一个弹性设备中，所述第一弧从所述第一套环延伸，且所述第二弧从所述第二套环延伸，且其中在所述第二组的每一个弹性设备中，所述第一弧从所述第二套环延伸且所述第二弧从所述第一套环延伸。
所述弹性设备围绕所述套环的所述圆周等距地间隔开。
每一组中的所述对中器具有相同的构型，其中所述第一弧更靠近所述套环中的一个，且所述第二弧更靠近所述套环中的另一个。
在相同的组中的至少两个弹性设备在所述对中器上的相同的轴向位置处具有顶点。
每一个弹性设备的所述顶点与其紧邻的弹性设备中的每一个的所述顶点轴向间隔开。
在所述弹性设备中的至少两个上的所述顶点相对于所述对中器上的至少两个其它的弹性设备的所述顶点轴向地偏移。
当所述弹性设备通过将所述对中器插入至井眼中而被径向地压缩时，所述第一弧和所述第二弧变形，使得所述第一凸弧朝向所述对中器的所述轴线径向朝内变形，且所述第二凹弧远离所述对中器的所述轴线径向朝外变形。
当所述弹性设备通过将所述对中器插入至井眼中而被径向地压缩时，所述第一弧和所述第二弧的曲率减小。
在通过径向朝内推动所述弹性设备的所述顶点导致的变形构型中，所述第一弧和所述第二弧在径向相反的方向上朝向彼此移动。
在所述变形构型中，所述弹性设备远离正在对中的所述管的外表面被径向地偏置。
本发明还提供一种对中器组件，包含管、对中器，所述对中器具有适于接纳所述管的孔，所述孔具有中心轴线，且所述对中器具有第一轴向间隔套环和第二轴向间隔套环以及在所述套环之间延伸的第一组弹性设备和第二组弹性设备，其中每一组中的所述弹性设备围绕所述套环的圆周间隔开，所述弹性设备中的每一个包括第一弧和第二弧，其中所述第二弧的曲率相对于所述第一弧的曲率反向，且其中每一个弹性设备沿所述中心轴线是不对称的。
当所述管和所述对中器被插入至井眼中时，所述第一弧和所述第二弧变形以减小所述第一弧和所述第二弧中的每一个上的曲率半径。
在所述变形构型中，当所述管和对中器被插入至井眼中时，所述第一弧和所述第二弧不接合所述管。
本发明还提供一种在井眼内对管进行对中的方法，所述方法包括将所述管插入至对中器的轴向孔中，所述对中器具有相对于所述对中器的所述孔轴向间隔开的第一套环和第二套环以及在所述套环之间延伸的第一组弹性设备和第二组弹性设备，其中每一组中的所述弹性设备围绕所述套环的圆周间隔开，所述弹性设备中的每一个包括第一弧和第二弧，其中所述第二弧的曲率相对于所述第一弧的曲率反向，且其中每一个弹性设备沿中心轴线是不对称的，且其中所述方法包括将所述对中器和所述管插入至井眼中，并且在将所述对中器插入至井眼中的过程中，在不同阶段顺序地径向压缩在所述管和井眼之间的所述第一组弹性设备和所述第二组弹性设备。
其中当所述弹性设备通过将所述对中器插入至井眼中而被径向地压缩时，所述第一弧和所述第二弧变形，使得所述第一凸弧朝向所述对中器的轴线径向朝内变形，且所述第二凹弧远离所述对中器的所述轴线径向朝外变形。
当所述弹性设备通过将所述对中器插入至井眼中而被径向地压缩时，所述第一弧和所述第二弧的曲率减小。
在通过径向压缩所述弹性设备导致的所述变形构型中，所述第一弧和所述第二弧在径向相反的方向上朝向彼此移动。
在所述变形构型中，所述弹性设备远离正在对中的所述管的外表面被径向地偏置。
在所述变形构型中，当所述管和所述对中器被插入至井眼中时，所述第一弧和所述第二弧不接合所述管。
如相关领域的技术人员将理解的，本发明的各方面可以被单独实施或与其它方面中的一个或多个组合实施。本发明的各个方面可以可选地与本发明的其它方面的可选的特征中的一个或多个组合设置。另外，关于一个示例或方面描述的可选的特征可以可选地单独组合或与本发明的不同示例或方面中的其它特征一起组合。
本发明的各种示例和方面现在将参考附图被详细地描述。本发明的还有的其它方面、特征和优点从本发明的全部描述是非常明显的，该全部描述包括示出多个示例性方面和实现方式的附图。本发明还能够有其它的和不同的方面和实现方式，且本发明的数个细节可以在各个方面被修改，而全部不脱离本发明。因此，附图和描述本质上将被认为是说明性的而不是限制性的。而且，本文所用的术语和措辞仅用于描述的目的并且不应该被解释为限制范围。例如“包含(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”或“涉及(involving)”以及它们的变型的语言旨在是广泛的并包括其后列出的主题、等同物以及未列举的另外的主题，且该语言并不旨在排除其它的添加物、部件、整体或步骤。同样，为了适用法律的目的，术语“包括(comprising)”被认为与术语“包含(including)”或“含有(containing)”同义。
仅仅为了提供用于本发明的背景的目的，文件、动作、材料、设备、物品和类似物的任何讨论被包含在说明书中。不建议或表示，这些事项中的任一个或所有形成现有技术基础的一部分或是与本发明相关的领域中的公知常识。
在该公开中，每当组合物、元件或元件的组前面带有连接词“包括(comprising)”时，应理解，我们还考虑带有在组合物、元件或元件的组的陈述之前的连接词“基本上由组成(consistingessentiallyof)”、“组成(consisting)”、“选自由组成的组(selectedfromthegroupofconsistingof)”、“包括(including)”或“为(is)”的相同的组合物、元件或元件的组，且反之亦然。
本公开中的所有的数值理解为被“大约(about)”修饰。本文描述的所有单数形式的元件或任何其它部件被理解为包含它们的复数形式，且反之亦然。相对于井的例如上部和下部的位置描述和例如“上(up)”、“下(down)”等的方向的引用将在描述的示例的语境中被有技术的读者理解，而不应被理解为将本发明限制为术语的书面理解，而是应该如技术人员所理解的，特别指出的是，参考井的“上(up)”指朝向表面的方向，且“下(down)”指更深入井中的方向，且包括其中钻机在井口上方且井从井口向下延伸至地层中以及其中地层可能不必在井口下方的水平井的典型的情况。
附图说明
在附图中：
图1示出对中器的透视图；
图2示出从图1对中器的上方看的端部视图；
图3示出图1对中器的端部套环的一部分的特写视图；
图4、图5、图6以及图7示出从侧面看的图1对中器的顺序视图，且在每一个视图中对中器正在旋转通过顺序位置；
图8示出不同的对中器的类似于图4的侧视图；以及
图9和图10示出图1的在管t上的适当位置并被插入至壳体c的长度中的对中器的顺序视图。
本发明的某些示例的描述
现在参考附图，对中器1具有主体，主体具有中心轴线，且主体包括上部套环15、下部套环16以及在套环15、16之间轴向延伸的至少一个弹性弹簧。该中心轴线穿过垂直于该轴线布置的套环15、16的中心。套环15、16各具有与主体的轴线共轴地布置的孔，该钻孔接纳将在石油或天然气井的井眼内被对中的管t。该井眼通常以管状壳体或衬套c为内衬，管状壳体或衬套c具有比管t大的内径，尽管在一些示例中壳体c是可选的。对中器1布置在管t的外表面上，且对中器1在使用中占据管t的外表面和壳体或衬套c的内表面之间的环带。在实践中，对中器1通过将止动套环附接至管t的外表面而在相对固定的轴向位置中被固定至管t的外表面上，以限制对中器1沿管t的移动的轴向自由度。一旦止动套环和对中器1被固定至管t上，管t与附接的对中器1的组件被推动至壳体或衬套c的孔中，从而当对中器主体移动至壳体c的孔中时，压缩在管t和壳体c之间的环带内的弹性弹簧。对中器1的主体通过固定至管t的止动套环被可选地轴向推动至壳体c的孔中。止动套环可以在主体的内部或外部，且因此止动套环可以拖动主体的一端，或将另一端推动至壳体c中。通常，对中器1沿管t以规律的间隔被轴向间隔开以维持环带内的隙距。
在图1-图7中示出的示例中，止动套环可以是布置在对中器的两个端部套环15、16之间的内止动套环。在这种情况下，套环15、16的端部具有径向朝内延伸的凸缘，大体上如我们先前的申请wo2012/095671(其通过引用并入本文)中公开的。该凸缘通常可以通过模锻或径向朝内弯曲或折叠主体的材料形成，且该凸缘可以以类似于在wo2012/095671中公开的方式保持端部环。
在本示例中，弹簧采用第一组弹簧20和第二组弹簧30的形式。在每一组中，弹簧20、30在上部套环15和下部套环16之间在轴向方向上延伸。弹簧20、30可选地从主体的轴线径向朝外发散。第一组弹簧20布置成围绕套环的圆周以90°的间隔规则地间隔开的四个弹簧20的组。第二组弹簧30也布置成围绕套环的圆周以90°的间隔规则地间隔开的四个弹簧30的组，但是处于套环的圆周上的在第一组的相邻的弹簧20中间的交替位置处。因此，弹簧20、30围绕主体的圆周依次交替。因此，每一个弹簧20距离弹簧30以45°的间隔间隔开，且反之亦然。
弹簧20具有第一部分21和第二部分25。第一部分21沿主体的轴线与第二部分25轴向地间隔开。第一部分21最靠近上部套环15，且第二部分25最靠近下部套环16。在该示例中，第一部分21的轴向长度大体上类似于第二部分25的轴向长度。第一部分21布置在凸弧中，可选地该第一部分21具有相对恒定的半径，该第一部分21从主体径向朝外延伸且在顶点20a处达到局部最大值，凸弧和主体的轴线之间的距离在该顶点20a处处于最大。顶点20a相比于下部套环16更靠近上部套环15，且顶点20a近似位于第一部分21的中点处。第一部分21的上部端部从上部套环15以近似40°的角度延伸。第一部分21的下部端部在过渡位置26处过渡成第二部分25。
第二部分25布置在凹弧中，该凹弧相对于第一部分21的弧是反向的。没必要第一部分是凸的且第二部分是凹的，而是两个部分的弧相对于彼此是反向的就足够了。在过渡位置26处，第一部分的曲率逆向，使得在过渡位置26下方，第二部分形成可选地具有相对恒定的半径的凹弧。在该过渡位置处，静止弹簧20采取的路径变化并且开始远离主体的轴线发散。凸弧在第二部分25上的下部端部以近似5°的角度延伸至下部套环16中。
因此，第一部分21和第二部分25相对于彼此布置成反向的弧。在对中器的静止构型中，第二部分25相比于第一部分21更靠近主体的轴线径向布置。然而，第一部分21和第二部分25两者从套环15、16径向朝外间隔开。弹簧20沿主体的轴线是不对称的。
弹簧30基本上是弹簧20的镜像，且具有第一部分31和第二部分35。第一部分31沿主体的轴线与第二部分35轴向地间隔开。然而，弹簧30相对于弹簧20围绕对中器的中线是倒置的。第一部分31最靠近下部套环16，且第二部分35最靠近上部套环15。第一部分和第二部分的轴向长度大体上类似。第一部分31布置在具有顶点30a的凸弧中，顶点30a相比于上部套环15更靠近下部套环16，且顶点30a近似位于第一部分31的中点处。第一部分31的下部端部从下部套环16以一个角度延伸。第一部分31的上部端部在过渡位置36处过渡成第二部分35。
第二部分35在第一部分31上方布置在凹弧中，该凹弧相对于第一部分31的弧是倒置的。在过渡位置36处，第一部分的曲率逆向，且静止弹簧30采取的路径在凹弧中开始远离主体的轴线发散。第二部分35的上部端部以一个角度延伸至上部套环15中。
因此，第一部分31和第二部分35相对于彼此布置成反向的弧。在对中器的静止构型中，第二部分35相比于第一部分31更靠近主体的轴线径向地布置。然而，第一部分31和第二部分35两者从套环15、16径向朝外延伸。因此，弹簧30沿主体的轴线是不对称的。
从上面可以看出，弹簧20的顶点20a相比于下部套环16更靠近上部套环15，而相反的情况相对于弹簧30应用，其中顶点30a相比于上部套环15更靠近下部套环16。因此，弹簧20的局部最大值沿对中器的轴线相对于弹簧30的局部最大值间隔开。
可选地，所有的弹簧20具有彼此相同的构型。同样地，所有的弹簧30可选地具有彼此相同的构型。因此，弹簧20中的每一个上的顶点20a可选地在对中器的轴线上的相同的位置处被对齐。同样地，弹簧30中的每一个上的顶点30a在对中器的轴线上的相同的位置处被对齐，且顶点30a沿主体相对于顶点20a被轴向地间隔开。
由于弹簧20和30上的顶点20a和30a沿主体的轴线彼此轴向偏移，因此在下部第二组弹簧30上的顶点30a布置成当管t被推动至壳体c中时在上部第一组弹簧20上的顶点20a之前进入壳体c的孔，如在图9和图10中示出的。由于将对中器1初始插入至壳体c的孔中仅仅需要在管上的足够的轴向力以径向地压缩下部弹簧30，且一旦初始插入，上部弹簧20保持在壳体c的孔的外部且不需要被压缩，因此这是有利的。
一旦下部弹簧30已经被径向地压缩至壳体c的孔中，则下部弹簧施加的抵抗施加至管t的插入力的轴向反作用力相对小。因此，弹簧20的顶点从弹簧30的轴向偏移是非常有用的，由于其降低了将管送入至壳体的孔中所需的轴向力。随着管t进入至壳体c的孔中的轴向移动继续，上部弹簧20接合壳体c的上部端部，且导致上部弹簧20被径向压缩以适配至孔中。径向压缩上部弹簧20所需的力大体上不比压缩下部弹簧30所需的力大，这是由于一旦被压缩，壳体c的孔内的所有弹簧产生相对小的轴向移动阻力。因此，将管串插入至壳体中所需的总的力被降低。这是非常有用的，因为其使对中器能够构造有更强的弹簧，该弹簧是不太径向可压缩的，且因此在偏斜井中该弹簧通过向管施加更多的径向力以在偏斜的区段中维持隙距而表现得更好。此外，容纳对中器所需的环带的径向间隔可以被减小，这是由于更强的弹簧，这允许在壳体内使用更大直径的管，从而增加用于从井回收流体或用于由于其它原因将流体递送至井中的管道的尺寸。
当弹性设备20、30通过对中器1轴向插入至壳体c的孔中而被径向地压缩时，第一部分和第二部分以有利的方式相对于彼此变形。现在将相对于第二弹簧30描述这一点，但是原理相对于第一弹簧20是相同的，第一弹簧20可选地是第二弹簧30的镜像布置。
如在图9中最佳地示出的，当壳体c的孔的上表面接合下部弹簧30的外表面时，其在第一部分31的位于顶点30a下方的上升部分上初始地接合，即，在该上升部分处距离轴线的径向距离随着轴向距离而增加。注意，在图9中，为了清晰起见，止动套环已经被省略，但是该止动套环通常位于套环15、16之间。第一部分31以凸弧的形式从对中器1的轴线朝外弯曲。第一部分31的顶点30a比第一部分31的在顶点30a下方的上升部分更远离对中器1的轴线径向间隔开，该上升部分初始地接合在壳体c的孔的开口上的边缘，因此对中器1轴向插入至壳体c的孔中导致壳体c的边缘使第一部分31的上升部分向上拱，这导致第一部分31朝向对中器1的轴线径向朝内压缩，直到壳体c的孔的上表面到达顶点30a，在该顶点位置处该弹簧已经被压缩至其最小直径，如在图10中示出的。
由于第一部分31上的凸弧通过过渡部分36链接至第二部分35上的凹弧，因此第一部分31朝向对中器的轴线的径向朝内的变形还导致第二部分35与凹弧的变形。随着第一部分31径向朝内变形，第一部分的距套环最远且距过渡位置36最近的远端将变形力转移至第二部分35，且第二部分35通过远离对中器1的轴线径向朝外变形作出反应。在由弹簧30的顶点30a的径向朝内推动导致的变形构型中，在第一部分31和第二部分35中的凸弧和凹弧的曲率均减小，且该弹性设备在环带内采用大体上更平坦的构型。在变形的构型中，弹性30总体上仍然远离正在对中的管t的外表面径向偏置，管的外表面通常仅仅被端部套环15、16的内表面接合。然而，由于第一部分31和第二部分35上的弧的取消，变形的弹簧30的径向外表面在更大的表面区域之上接合壳体c的内表面，这在更大的区域之上抵靠壳体c的内表面按压变形的弹簧30的更平坦的表面。这可以有用地用作抵抗对中器1相对于壳体c的旋转运动，但是有用地大体上不会抵抗轴向移动。因此，对中器1通常更抵抗相对于壳体c的旋转，且可选地，当管t在对中器1的孔内旋转时，对中器1相对于壳体c保持旋转静止，同时管t在对中器1的孔内(可选地在套环15、16的孔内)旋转。
如示出在图9中的，当管t进入壳体c的长度的孔中时，对中器1不会变形直到下部弹簧30与壳体c的边缘相遇，且在那时对中器1处于静止的构型中。因此，顶点20a和30a处于它们最大的径向偏转，具有比壳体c的内径更大的直径。随着管t轴向前进至壳体c的孔中，壳体c的上部边缘接合下部弹簧30组的第一部分31的在顶点30a下方的上升部分。随着管t的轴向插入继续，壳体c的边缘使第一部分31的上升部分朝向顶点30a向上拱，使弹簧30组径向朝内变形。当弹簧30变形时，第一部分31中的弧的曲率随着弹簧30的第一部分35径向朝内移动而减小。第一部分31中的弧遇到的变形力被传送至在顶点30a上方的第二部分35。当第二部分31在过渡位置36上方变形时，过渡位置36相对于主体保持相对轴向静止。
第一部分31的径向朝内移动和其在过渡位置36处连接到第二部分35通过过渡位置36传送变形力，并导致下部弹簧30上的过渡位置36上方的第二部分35的相应的变形。第一部分31和第二部分35上的弧的曲率均减小，这通常展平整个弹簧30并将弹簧30维持在通常更加平面的构型中，该构型通常与壳体c的内表面对齐，如在图10中最佳地示出的。
特别有利的是，第一部分31和第二部分35上的弧以合作的方式变形以径向地压缩弧中的一个，同时径向地扩展另一个，并减小弧中的每一个上的曲率，这是由于这展平了弹簧并大体上维持弹簧的所有部分远离管的外表面。由于通常对中器1仅仅接触管t的外表面的部分是接合管t的外表面的端部套环15、16的内表面，且弹簧可以在不接合管的情况下变形，因此这减小了弹簧的部分抵靠管被压坏的风险，并增强正在对中的管在对中器内旋转的自由度。套环15、16的这些内表面可以被适配为轴承，且可以被抛光和/或可以可选地包含低摩擦材料或面，因此这些内表面通过相对较低摩擦的表面接合管t，从而增强管t在套环15、16的孔内移动的自由度，且如果需要允许管t自由旋转以辅助插入并部署至壳体c中。在变形的构型中抵靠壳体c的内表面被按压的弹簧30的外表面可选地具有对对中器1相对于壳体c的旋转运动增加的阻力，且因此在对中器1的孔内正在对中的管t在管串插入至壳体c的过程中可以可选地自由旋转，同时对中器1相对于外部壳体c保持旋转静止。除了降低正在对中的管t所经受的扭矩，该特征具有另外的益处，即，正在对中的管t的外表面仅仅被套环的光滑的内支承表面接合，这在管t在对中器1内的旋转过程中降低了对管t的外表面的破坏，且还降低了对管串自身的破坏和磨损。由于在变形的构型中，对中器1已经增强了相对于壳体c的旋转运动的阻力，在插入至壳体的过程中对中器1与管串的自由旋转所导致的刻痕或以其它方式破坏壳体的内表面的风险也被减小。
现在参考图8，对中器1’的第二设计通常类似于上面描述的对中器1，且具有端部环15’、16’、弹簧20’、30’，弹簧20’、30’具有顶点20’a、30’a以及过渡位置26’、36’。对中器1’大多数方面类似于上面描述的对中器1。对中器1’和对中器1的主要区别是，对中器1’不具有保持套环15’、16’中的每一个中的端部环的凸缘，而是旨在与位于对中器1’的任一侧面上的管上的外部止动锁一起使用，或通过其它装置以其它方式固定在管t上，例如通过轴向限制在管t上的肩部之间，例如限制在管的相邻的长度之间的连接部处，或管上具有外部肩部的代替物上。在其他方面，对中器1’的结构和功能基本上与相对于上面的对中器1描述的结构和功能相同，为了简洁该结构和功能将不在此重复，但是关于涉及对中器1’的结构和功能的进一步的细节读者参考该结构和功能。