Центратор скважинного оборудования
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного 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. Кроме того, каждая плашка в средней части снабжена сферической выборкой, взаимодействующей с ответной поверхностью поршня, вставленного в цилиндрическое отверстие оправки, причем поршни выполнены подпружиненными относительно оправки, которая по концам загерметезирована относительно корпуса, при этом в корпусе выполнены каналы, сообщающие центральный канал корпуса с цилиндрическими отверстиями оправки. Техническим результатом является обеспечение точного направления движения скважинного оборудования и снижение его вибраций в процессе работы путем жесткого и равномерного центрирования. 2 илл. на 1 л
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования.
Известен "Центратор" (патент US №4284154, Е21В 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 привести к обрыву используемых для этой цели зажимов и пластин и последующему вырыву плашек из оправки устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Центратор бурильных труб и скважинного оборудования» (описание полезной модели к патенту РФ №46525, Е21В 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 и равномерного распределения центрирующих усилий как по длине, так и по окружности центратора.
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 каждая плашка в средней части снабжена сферической выборкой, взаимодействующей с ответной поверхностью поршня, вставленного в цилиндрическое отверстие оправки, причем поршни выполнены подпружиненными относительно оправки, которая по концам загерметезирована относительно корпуса, при этом в корпусе выполнены каналы, сообщающие центральный канал корпуса с цилиндрическими отверстиями оправки.
На фиг.1 изображен центратор скважинного оборудования, общий вид с осевым разрезом, на фиг.2 - вид А.
Центратор скважинного оборудования содержит оправку 1 (см. фиг.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
размещенными по окружности отверстиями 9, в которые установлены подпружиненные относительно оправки 1 пружинами 10 (см. фиг.2) поршни 11, сферическая поверхность 12 которых взаимодействует с соответствующей сферической выборкой плашек 5. При этом оправка 1 изнутри снабжена кольцевой проточкой 13, а корпус 2 - каналами 14, для сообщения центрального канал 4 (см. фиг.1) с цилиндрическими отверстиями 9 (см. фиг.2). С целью недопущения несанкционированных перетоков жидкости оправка 1 и поршни 5 снабжены соответственно уплотнительными кольцами 15 и 16 (см. фиг.1 и фиг.2).
Центратор скважинного оборудования работает следующим образом.
Центратор устанавливают непосредственно перед скважинным оборудованием (расширитель, развальцеватель и др. на фиг. не показаны) при помощи присоединительных резьб 3. При спуске скважинного оборудования на колонне бурильных труб (на фиг. не показано) центратор движется вместе с колонной поступательно, центрируя прикрепленное скважинное оборудование относительно стенок скважины (на фиг. не показаны). Пружины 6, опирающиеся на оправку 1 центратора, разжимают плашки 5, которые вследствие этого постоянно прижаты к стенкам скважины, центрируя скважинное оборудование при спуске. Максимальный вылет плашек 5 для предотвращения от выпадания, ограничен взаимодействием со съемными упорами 7.
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 из-за верхнего и нижнего упоров 8 корпуса 1, 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. Промывочная жидкость, нагнетаемая под давлением через каналы 14 (см. фиг.2) и кольцевые проточки 13, сообщающиеся с центральным каналом 4 корпуса 2 (см. фиг.1) и цилиндрическими отверстиями 9 оправки 1 (см. фиг.2), передает усилие на поршень 11, а он прижимаясь своей сферической поверхностью 12 к соответствующей сферической выборке плашки 5, 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, что особенно важно при высоких нагрузках.
Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что обеспечивается надежная стабилизация скважинного оборудования, исключаются его колебания и вибрации при работе, что позволяет обеспечить высокое качество внутри-скважинных работ.
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 каждая плашка в средней части снабжена сферической выборкой, взаимодействующей с ответной поверхностью поршня, вставленного в цилиндрическое отверстие оправки, причем поршни выполнены подпружиненными относительно оправки, которая по концам загерметезирована относительно корпуса, при этом в корпусе выполнены каналы, сообщающие центральный канал корпуса с цилиндрическими отверстиями оправки.
