Центратор бурильного инструмента Советский патент 1988 года по МПК E21B17/10 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к центрированию инструмента при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Цель изобретения - повышение долговечности устройства за счет обеспечения автономного регулирования его наружного диаметра.

На фиг. 1 и 2 показан центратор бурильного инструмента, продольный разрез (варианты); на фиг. 3 и 4 - центрирующие элерленты в рабочем положении соответственно для вариантов по фиг. 1 и 2; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1.

Центратор бурильного инструмента включает корпус 1, выполненный для удобства монтажа из двух переводников, установленную на нем с возможностью вращения втулку 2 с продольными пазами на наружной поверхности под выдвижные центрирующие элементы 3 с износостойкими вставками 4. Втулка 2 имеет обойму 5 с окнами и узел привода центрирующих элементов 3 в рабочее положение, выполненный в виде установленных между втулкой 2 и центрирующими элементами 3 пластин 6 из материала, об- ладающего памятью формы, например из нитинола (NiTi). Центрирующие элементы 3 снабжены сердечниками 7 с высоким коэффициентом теплопроводности, контактирующими с пластинами 6 и износостойкими вставками 4.

Для возврата центрирующих элементов 3 в исходное положение, а также для гашения поперечных колебаний устройство снабжено упругим элементом 8. Между втулкой 2 и пластинами 6 размещен эластичный теплоизоляционный материал 9, а между втулкой 2 и корпусом 1 установлена эластичная кольцевая манжета 10. Для демпфирования осевых колебаний между торцами втулки 2 и дисками 11 установлены осевые упругие элементы 12.

Центратор бурильного инструмента работает следующим образом.

Центратор бурильного инструмента устанавливают в расчетном месте компоновки нижней части бурильной колонны. В процес

0

5

0

5

0

се спуска колонны в скважину центрирующие элементы 3 занимают исходное положение (фиг. 1 и 2).

Цри набегании долота на ухабы забоя и зубцов ударах долота происходят продольные и поперечные колебания бурильного инструмента. Центрирующие элементы 3 с износостойкими вставками 4 при взаимодействии (трении) со стенкой скважины нагреваются до определенной температуры. Тепло через сердечники 7, изготовленные из материала с большим коэффициентом теплопроводности, передается пластине 6, которая натренирована на заданное радиальное смещение центрирующих элементов 3 при определенной температуре прогрева. Цри этом пластина 6 изгибается, выдвигая центрирующие элементы 3 в рабочее положение. В процессе углубления скважины при износе центрирующих элементов 3 уменьшается наружный диаметр центратора, но за счет увеличения температуры в скважине по мере ее углубления увеличивается выдвижение центрирующих элементов и восстановление наружного диаметра устройства, т.е. обеспечивается автономное регулирование наружного диаметра центратора.

Формула изобретения

Центратор бурильного инструмента, включающий полый корпус, концентрично установленную на нем с возможностью вращения втулку с продольны.ми пазами на наружной поверхности под выдвижные центрирующие элементы с износостойкими вставками и узел их привода в рабочее положение, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности устройства за счет обеспечения автономного регулирования его наружного диаметра, узел привода центрирующих элементов выполнен в виде установленных .между втулкой и центрирующими элементами пластин из .материала, обладающего памятью формы, а центрирующие элементы снабжены сердечника.ми из теплопроводного материала, контактирующими с пластинами и износостойкими вставками.

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить долговечность устройства за счет обеспечения автономного регулирования его наружного диаметра. Центратор включает полый корпус 1, концентрич- но установленную на нем подвижно втулку 2 с продольны.ми пазами на наружной поверхности под выдвижные центрирующие элементы 3 с износостойкими вставками 4 и узел их привода в рабочее положение. Он выполнен в виде установленных между втулкой 2 и элементами 3 пластин 6 из материала, обладающего памятью формы. Причем элементы 3 снабжены сердечниками 7 из тенлопро- водного материала, контактирующими с пластинами 6 и вставками 4. При набегании долота на ухабы забоя эле.менты 3 со вставками 4 взаимодействуют со стенкой скважины и нагреваются до определенной температуры. Тепло передается пластине 6, и она изгибается, выдвигая элементы 3 в рабочее положение, о ил. € сл 00 to со ее

Фиг. 2

Фиг.:5

фиг.

Фиг. 5

ю