Центратор скважинного оборудования
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования. Центратор скважинного оборудования содержит корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами и центральным каналом, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, при этом каждая плашка поджата наружу пружинами сжатия, а корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним выступами. Кроме того, оправка снабжена полыми цилиндрическими выступами, а плашки цилиндрическими выборками, в которые вставлены цилиндрические выступы оправки с возможностью герметичного осевого перемещения, при этом корпус снабжен наружными кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и полостями цилиндрических выступов оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса. Техническим результатом является обеспечение точного направления движения скважинного оборудования и снижение его вибраций в процессе работы путем жесткого центрирования. 1 илл.
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования.
Известен "Центратор" (патент US №4284154, Е21 В 17/10, приор. 18.08.1981 г.), содержащий корпус с присоединительными резьбами и вращающейся оправкой с продольными выборками, расположенной в пределах корпуса, при этом между корпусом и оправкой расположено несколько опор вращения, износостойкие плашки с полостями, расположенные по периметру в продольных выборках оправки, направляющие, установленные со скользящей посадкой в полостях плашек, при этом каждая плашка оснащена выталкивающей радиально наружу пружинной шайбой, установленной в одной из его полостей.
Недостатком данного устройства является высокое требование к точности изготовления, а также недостаточная надежность крепления плашек в оправке, т.к. удары устройства о стенки скважины при его осевом перемещении могут вызвать колебания и вибрацию центрируемого оборудования, а также привести к последующему вырыву плашек из оправки устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Центратор бурильных труб и скважинного оборудования» (патент РФ на полезную модель №46525, Е 21 В 17/10, опубл. Бюл. №19 от 10.07.05 г.), содержащий корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, причем каждая плашка поджата наружу механизмом поджатия, при этом механизм поджатия каждой плашки выполнен в виде не менее двух пружин сжатия, причем корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним защитными выступами.
Недостатком данного устройства является его низкая центрирующая способность по отношению к продольной оси (особенно наклонно-направленных и
горизонтальных) скважин из-за того, что механизм поджатия центрирующих плашек допускает поперечные перемещения и наклоны корпуса центратора. Как следствие, снижается точность направления движения центрируемого оборудования при работе (например, расширителя при фрезеровке колонны), отсутствует необходимая жесткость при работе между колонной и центрируемым оборудованием. В результате возникает вибрация, удары и, как следствие, преждевременный выход из строя центрируемого оборудования.
Технической задачей предлагаемого центратора является обеспечение точного направления движения скважинного оборудования и снижение его вибраций в процессе работы путем жесткого центрирования.
Техническая задача решается центратором скважинного оборудования, содержащим корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами и центральным каналом, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, при этом каждая плашка поджата наружу пружинами сжатия, а корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним выступами.
Новым является то, что оправка снабжена полыми цилиндрическими выступами, а плашки - цилиндрическими выборками, в которые вставлены цилиндрические выступы оправки с возможностью герметичного осевого перемещения, при этом корпус снабжен наружными кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и полостями цилиндрических выступов оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса.
На чертеже изображен общий вид с осевым разрезом центратора скважинного оборудования.
Центратор скважинного оборудования содержит оправку 1, установленную с возможностью вращения на корпусе 2, имеющем присоединительные резьбы 3 для присоединения скважинного оборудования, и центральный канал 4, износостойкие плашки 5, подпружиненные относительно оправки 1 с помощью пружин сжатия 6 и удерживаемые в крайнем радиальном положении съемными упорами 7, верхний и нижний выступы 8. Причем оправка 1 снабжена цилиндрическими выступами 9 со сквозными отверстиями 10, а износостойкие плашки 5 - цилиндрическими
выборками 11, взаимодействующими с возможностью осевого перемещения с цилиндрическими выступами 9 оправки 1, а корпус 2 снабжен наружными кольцевыми проточками 12, сообщающимися с центральным каналом 4 посредством отверстий 13 и с цилиндрическими выборками 11 через сквозные отверстия 10 цилиндрических выступов 9 оправки 1. С целью недопущения несанкционированных перетоков жидкости корпус 2 и цилиндрические выступы 9 снабжены соответственно уплотнительными кольцами 14 и 15.
Центратор скважинного оборудования работает следующим образом.
Центратор устанавливают непосредственно выше и ниже скважинного оборудования (расширитель, развальцеватель и др. на чертеже не показаны) при помощи присоединительных резьб 3. При спуске скважинного оборудования на колонне бурильных труб центратор движется вместе с колонной поступательно, центрируя прикрепленное скважинное оборудование относительно стенок скважины (на чертеже не показаны).
Затем внутрь колонны бурильных труб с помощью бурового насоса подают промывочную жидкость и начинают вращать колонну бурильных труб и скважинное оборудование. Оправка 1 с плашками 5 при этом совершает преимущественно поступательное движение, вращение оправки 1 отсутствует из-за наличия сил трения плашек 5 о стенки скважины, что позволяет им оставаться неподвижными относительно стенок скважины, предотвращая тем самым износ поверхности плашек 5. Пружины 6, опирающиеся на оправку 1 центратора, разжимают плашки 5, которые вследствие этого постоянно прижаты к стенкам скважины, а промывочная жидкость, нагнетаемая под давлением в цилиндрические выборки 11 плашек 5 через центральный канал 4 корпуса 2 и далее через отверстия 13, кольцевые проточки 12 и сквозные отверстия 10 цилиндрических выступов 9, увеличивает степень прижатия плашек 5 к стенкам скважины, что улучшает центрацию скважинного оборудования и уменьшает радиальное биение вращающегося инструмента, надежно центрируя его относительно оси скважины.
Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что обеспечивается надежная стабилизация скважинного оборудования, исключаются его колебания и вибрации при работе, что позволяет обеспечить высокое качество
внутрискважинных работ и исключить поломку рабочих элементов скважинного оборудования.
Центратор скважинного оборудования, содержащий корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами и центральным каналом, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, при этом каждая плашка поджата наружу пружинами сжатия, а корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним выступами, отличающийся тем, что оправка снабжена полыми цилиндрическими выступами, а плашки цилиндрическими выборками, в которые вставлены цилиндрические выступы оправки с возможностью герметичного осевого перемещения, при этом корпус снабжен наружными кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и полостями цилиндрических выступов оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса.
