Протектор для бурильных труб Советский патент 1983 года по МПК E21B17/10 

СП

ПРОТЕКТОР ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, включающий корпус, на котором установлена с возможностью вращения эластичная втулка с двумя парами диаметрально расположенных ребер, контактные поверхности которых выполнены радиусами, равными внутреннему радиусу обсадной колонны, из центров, симметрично смещенных относительно центра протектора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты обсадной колонны путем увеличения площади контакта протектора и колонны, в одной из пар ребер контактная поверхность образована пересечением поверхйостей, выполненных радиусом, равным внутреннему радиусу обсадной колонны, из центров, симметрично смещенных относительно центра протектора.

О)

4; ел

Фиг. 1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для защиты бурильных и обсадных колонн от износа.

Известен протектор для бурильных труб, состоящий из корпуса со свободно размещенным на нем эластичным элементом, который в поперечном сечении имеет форму эллипса. Для удержания эластичного элемента служат упорные кольца 1.

Недостатками протектора являются трудность изготовления эластичного элемента в форме эллипса, значительная площадь сечения. При спуско-подъемных операциях протектор вызывает повыщение гидродинамического давления, что может привести к поглощениям или выбросу промывочного раствора.

К недостатку протектора относится ненадежная работа эластичного элемента при действии больших прижимающих сил из-за различия формы контактных поверхностей обсадной колонны и протектора.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является протектор для бурильных труб, включающий корпус, на котором установлена с возможностью вращения эластичная втулка с двумя парами диаметрально расположенных ребер, контактные поверхности которых выполнены радиусами, равными внутреннему радиусу обсадной колонны, из центров, симметрично смещенных относительно центра протектора 2.

Недостатком известного протектора является незначительная площадь контакта протектора и обсадной трубы при действии прижимающих сил.

При значительных прижимающих силах ребра сдеформируются настолько, что в контакт с обсадной колонной входит цилйндрическая неребристая часть протектора, что приводит к уменьщению зазора между наружной поверхностью бурильного замка и внутренней поверхностью обсадной трубы, а незначительные порывы или порезы тонкой растянутой части протектора могут привести к его разрыву.

Целью изобретения является повыщение эффективности защиты обсадной колонны путем увеличения площади контакта колонны и протектора.

Указанная цель достигается тем, что в протекторе, включающем корпус, на котором установлена с возможностью вращения эластичная втулка с двумя парами диаметрально расположенных ребер, контактные поверхности которых выполнены радиусами, равными внутреннему радиусу обсадной колонны, из центров, симметрично смещенных относительно центра протектора, в одной из пар ребер контактная поверхность образована пересечением поверхностей, выполненных радиусом, равным внутреннему радиусу обсадной колонны, из центров, симметрично смещенных относительно центра протектора.

На фиг. 1 показан протектор, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечное сеение.

Протектор для бурильных труб состоит из металлического корпуса I, имеющего разрез вдоль образующей, необходимый для его надевания на бурильную трубу. В верхней и нижней частях корпус имеет резьбуДЛЯ навинчивания упорных колец 2 и 3, которые предотвращают осевое перемещение эластичной втулки 4, посаженной с зазором на корпус 1 для обеспечения вращения Для удержания протектора на бурильной трубе применено крепление в виде резиновой прокладки 5, установленной между корпусом и бурильной трубой в зазоре конической формы.

Эластичная втулка 4 содержит четыре ребра 6-9, которые образуют две пары симметрично расположенных ребер 7, 9 и 6, 8, контактные поверхности которых образованы радиусами R, равными внутреннему радиусу обсадной колонны и имеющими центры вращения Oi и О2, смещенные относительно центра протектора О. При этом одна пара ребер б, 8 имеет контактные поверхности АВ и CD, образованные пересечением поверхностей (с радиусом R), образующих ребра; другая пара ребер 7, 9 представляет собой часть поверхности вращения радиуса R и имеет контактные поверхности Е и F.

Протектор работает следующим образом.

При вращении бурильной колонны эластичная втулка 4 не вращается относительно обсадной колонны из-за эксцентричного положения наружных поверхностей протектора относительно оси протектора.

Вследствие этого эластичная втулка 4 при вращении бурильной колонны относительно собственной оси и постоянном направлении действия приложенной к протектору прижимающей силы находится в неподвижном состоянии. Вместе с бурильной колонной вращаются корпус 1 и соединенные с ним неподвижно детали 2, 3 и 5.

Неподвижное положение эластичной втулки 4 предотвращает износ эластичного элемента по наружной поверхности. Прилегание цилиндрических поверхностей А, F, В или С, Е, D к обсадной колонне снижает их износ при спуско-подъемных операциях.

Эксцентричное положение контактных поверхностей протектора повыщает его устойчивость при вращении бурильной колонны в наиболее нагруженных местах, что исключает истирание обсадной колонны протектором и замками, уменьщает износ протектора по глубине в процессе спускоподъемных операций.

Технико-экономическая эффективность заключается в повыщении надежности защиты обсадных и бурильных колонн от взаимного износа.