Центратор бурильных труб и скважинного оборудования

Предложение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования бурильных труб и присоединенного к ним внутрискважинного оборудования.

Устройство содержит корпус с присоединительными резьбами, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпусами износостойкие плашки, размещенные равномерно по периметру оправки. Для лучшего центрирования вращающейся колонны бурильных труб с внутрискважинным оборудованием использована многорядность пружин, поджимающих каждую из плашек центратора к стенкам скважины. Надежная фиксация плашек в оправке устройства осуществляется с помощью резьбовых гаек, которые защищены от ударов при спуске бурильной колонны в скважину выступами корпуса устройства.

Технический эффект заключается в повышении надежности центратора при его работе в наклонных скважинах, в условиях воздействия на устройство ударных и изгибающих нагрузок.

2 илл. на 1 л.

Полезная модель (ПМ) относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования бурильных труб (БТ) и установленного на колонну БТ внутрискважинного оборудования.

Известен центратор для скважинного оборудования (а.с. СССР №576382, кл. Е 21 В 17/10), содержащий снабженный центрирующими элементами (ЦЭ) корпус с проходным каналом и направляющей воронкой в виде набора двуплечих рычагов, нижние плечи которых пружинно связаны с ЦЭ. Недостатком данного устройства является невозможность вращения ЦЭ относительно корпуса, и вследствие этого быстрый износ ЦЭ при вращении бурильной колонны и скважинного оборудования.

Известен также центратор бурильного инструмента (а.с. СССР №1222813, кл. Е 21 В 17/10), включающий корпус, установленную на нем с возможностью вращения втулку, подпружиненные относительно втулки центрирующие элементы и направляющие стержни, одни концы которых жестко связаны с втулкой, а другие свободно расположены в отверстиях центрирующих элементов.

Недостатком данных устройств являются высокая вероятность обрыва направляющих стержней при спуске колонны БТ в скважину, а также низкая центрирующая способность данного устройства по отношению к продольной оси скважины из-за того, что центрирующие элементы поджимаются не к стенкам скважины, а к втулке корпуса устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является "Центратор" (патент US №4284154, Е 21 В 17/10, приор. 18.08.1981 года), 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.

Недостатками данного устройства являются сложность в его изготовлении и высокие требования к точности изготовления направляющих и плашек, их сложное взаимное

ориентирование при сборке, при этом снижается надежность относительно предлагаемого решения при работе в сложных искривленных скважинах (например, в горизонтальных), так как возможно заклинивание направляющих из-за их соединения с плашками при помощи скользящей посадки. Кроме этого, в данном устройстве недостаточна надежность крепления плашек в оправке, т.к. удары устройства о стенки скважины при его осевом перемещении могут привести к обрыву используемых для этой цели зажимов и пластин и последующему вырыву плашек из оправки устройства.

Технической задачей предлагаемого центратора является снижение материальных затрат на изготовление и обслуживание за счет упрощения требований к точности изготовления и сборки плашек относительно оправки, повышение надежности устройства при работе с ударными и изгибающими нагрузками за счет увеличения и равномерного распределения прижимной силы плашек, исключения их заклинивания и повышения надежности крепления плашек в оправке.

Техническая задача решается центратором бурильных труб и скважинного оборудования, содержащим 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, при этом каждая плашка поджата наружу механизмом поджатая.

Новым является то, что механизм поджатая каждой плашки выполнен в виде не менее двух пружин сжатия, причем корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним защитными выступами.

Новым является так же то, что съемные упоры выполнены в виде гаек, наворачивающихся на оправку.

На фиг.1 показан центратор бурильных труб и скважинного оборудования, общий вид с осевым разрезом.

На фиг.2 - показано поперечное сечение А-А центратора.

Центратор бурильных труб и скважинного оборудования содержит оправку 1, установленную с возможностью вращения на корпусе 2, имеющем присоединительные резьбы 3 (см. Фиг.1) для присоединения БТ и скважинного оборудования, износостойкие плашки 4 (см. Фиг.1 и 2), подпружиненные относительно оправки 1 с помощью пружин сжатия 5 (см. Фиг.1) и удерживаемые в крайнем радиальном положении съемными упорами, выполненными в виде гаек 6, навинченных на оправку 1; причем корпус 2 выполнен с защитными

выступами 7, наружный диаметр которых приблизительно равен наружным размерам гаек 6.

Центратор бурильных труб и скважинного оборудования работает следующим образом.

Центратор бурильных труб и скважинного оборудования устанавливают в любом месте разъема колонны БТ или непосредственно перед скважинным оборудованием (расширитель, развальцеватель и др. на Фиг. не показаны) при помощи присоединительных резьб 3. При спуске колонны БТ центратор движется вместе с колонной поступательно, центрируя колонну БТ и прикрепленное скважинное оборудование относительно стенок скважины (на Фиг. не показаны). В последующем, при вращении колонны БТ совместно с ее осевым движением оправка 1 с плашками 4 совершает преимущественно поступательное движение, вращение оправки 1 отсутствует из-за наличия сил трения плашек 4 о стенки скважины, что позволяет плашкам 4 при вращении колонны БТ оставаться неподвижными относительно стенки скважины, предотвращая тем самым износ поверхности плашек 4. Пружины 5, опирающиеся на оправку 1 устройства, разжимают плашки 4, которые вследствие этого постоянно прижаты к стенкам скважины и надежно центрируют колонну БТ и скважинное оборудование относительно оси скважины. Увеличение количества пружин 5 на каждую плашку 4 центратора увеличивает степень прижатия плашек 4 к стенкам скважины, что улучшает центрацию бурильной колонны и подвешенных на нее устройств и уменьшает радиальное биение вращающегося инструмента, а также дает возможность плашкам 4 не просто с усилием прижиматься к стенкам скважины, а при осевом движении бурильной колонны помогает "проходить" уступы, различные искривления внутри скважины за счет изменения угла наклона плашек 4 по отношению к оси устройства. Гайки 6 закрепляют плашки 4 в оправке 1, ограничивая радиальный ход плашек 4, и предотвращают вырыв плашек 4 из оправки 1 во время ударов при спуске устройства в скважину. При поступательном движении устройства и ударах о стенки скважины выступы 7 корпуса 2 предохраняют гайки 6 от их отрыва от оправки 1.

Преимущество предлагаемой ПМ заключается в том, что оно позволяет надежно центрировать БК и установленное на колонну БТ внутрискважинное оборудование и повысить надежность устройства при работе с ударными и изгибающими нагрузками за счет увеличения и равномерного распределения прижимной силы плашек, исключения их заклинивания и повышения надежности крепления плашек в оправке.

1. Центратор бурильных труб и скважинного оборудования, 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, при этом каждая плашка поджата наружу механизмом поджатия, отличающийся тем, что механизм поджатая каждой плашки выполнен в виде не менее двух пружин сжатия, причем корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним защитными выступами.

2. Центратор бурильных труб и скважинного оборудования по п.1, отличающийся тем, что съемные упоры выполнены в виде гаек, наворачивающихся на оправку.