Установка для испытания центраторов и скребков Советский патент 1974 года по МПК E21B17/10 E21B37/02 

1

Изобретение относится к стендам для испытания центраторов и скребков, применяемых ири цемеитирова 1ии скважин.

Известно устройство для испытания центраторов, содержащее раму, , р азмещенную внутри трубы, соединенной с приводом для эксцентричного смещения оси, и коитрольно-измерительиые пр.иборы. 14звестиое устройство нозволяет испытывать планки центратора при воздействии только радиальной нагрузки, что недостаточно для определоияя пол«ой характеристики центраторов м ие гарааттирует их работоспособность в ,скважине при спуске, расхаживамии тли вращений обсадной колонны.

Описываемая установка отличается тем, что на раме установлены гидравлически связанные между собой с помощью реверсивного золотника и конечного выключателя гидроцилиндры, штоки которых взаимодействуют с опра1в1кой, причем в корпусе одного из гидроцилиндров установлен вращательный привод с валом, связанным шлицевым соединением со штоком гидроцилиндра. Это иозволяет производить иснытания центраторов и скребков при возвратио-постунательном и вращательном движениях.

На фиг. 1 изображены описываемая установка и схема гидропривода, продольный разрез; :иа фиг. 2 - разрез по А-А па фиг. 1; на

фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I.

Установка содержит раму 1 со стойками 2 и 3. На стойке 2 укреплены направляющие планки 4, которые охватывают ползу 5. Нолзун 5 приводится в движение от гидроцилиндра 6, шток 7 которого крепится к верхней плите ползуна. На верхней плите ползуна 5 установлены колонки 8. На колонках 5 крепятся с

помощью распорных втулок 9 и 10, быстросъемных шайб // и винтов 12 верхняя и нижняя половины разрезной сменной трубы, каждая из которых состоит из корпуса /5 с продольными боковыми фланцами, стяжных

фланцев 14, армирующих стержней 15 с гайками 16 и заливки 17, например, бетонной, имитирующей стенки скважины. Внутри разрезной смежной трубы находится оправКа 18, «а которую устанавливается обсадная труба 19 с

закрепленным на ней испытуемым центратором или скребком. К концам трубы 19 приварены посадочные кольца, расточенные по диа1метру оправми. Труба 19 удерживается на оправке 18 от осевых перемещений гайками 20 и

от проворота - шпонкой 21. Внутри оправки 18 находится разжимное устройство, состоящее из пробки 22, закрепленной в отверстии оправки, предварительно сжатой пружины 23 и подвижных вкладышей 24. Вкладыши 24 телесконпчески связаны с пробкой 22 для ограничеиия величлпы их выдвижения из отверстия оправки. В отверстия оправки 18 входят концы штоков 25 и 26 гидроцилипдров 27 и 28. Штоки имеют упорные кольца 29 с кулачками на торце, которые входят в зацепленне с кулачками, нарезанными па торцах онравкн. На гидроцилнндры 27 и 28 устаиавливаются амортизирующие устройства, в каждое из «ото1рых входит пружина 30 и упорная шайба 31 с кулачком, которая неремещается в стакане 32 и воздействует на ролик коиечного выключателя 33. В стенках гидроцилиндров имеются заглу|нки 34, вместо которых можно устанавливать тензотермйческий датчэгк давления. Ко)1ец гидроцилиндра 28 закрывается фланцем 5й. На конце гидроцилиндра 27 крепится стакан 36, внутри которого вращается вал 37 с шлицевой нарезкой на когще. Вал 37 входит в шлидевую втулку 38, закрепленную в полости штока 25. Шлицевой вал 37 соеди.чен шарнирной муфтой 39 с валом мотор-редуктора 40, укренлопюго на стойке 41. Цапфы гидроЦ1Ил:и1НДров 27 т 28 входят в подшипшикн 42, закрепленные на стойках 3.

Вал 37, муфта 39 и мотор-редуктор 40 образуют привод вращения штока гидроцилнндра.

Между корпусом цилиндра и илоскость о стойки помещены наборы тарельчатых пружин 43, устанавливающих цилиндры в горизонтальное положение при отсутствии радиальной иагрузки на щток. Внутри наборов тарельчатых пружин находятся упорные винты 44.

Зазор между концами унорных винтов и (Корпусом определяет максимально возмом.чос отклонение оси цилиндра при радиальной л-ягруэке и Пропибе щтока.

На / у|Ста1навливаются пылесборнлки 45, а iK стойкам 2м 3 «решится облицо вка 46, а также .направляющие 47, на которых установлен раздвижяой кожух, состоящийиз двух частей 48 т49. Штоки 25 и .25 .получают возвратно-иоступателыное даижение с помощью гидросистемы, имеющей насос 50, предохранительный клапан 51, дроссель с регулятором 52, электрогидравлический реверсивный золотиик 53, управляемый конечными вык.тючателями 33, занорные вентили 54, 55 и 56, поддерживающий клапан 57 и сливной бак 58. Шток 7 получает движение с помощью ревереивного золотника 59 с ручным управлением и вентилей 60 и 61.

Для замера давления в гидроцилиндрах 27 и 28 предусмотрены манометры 62 и 63, а давления в полости гидроцилиндра 6- маио; 1етр 64.

При раздвинутых штоках 25 и 26 и снятой верхней половине разрезной сменной трубы оправка 18 с закрепленными на ней испытуемыми центраторами или скребками устанавливается в нижней половине сменной трубы соосно со штоками 25 и 26. Нри включенном насосе и среднем (закрытом) положении золотника 53 открываются вентили 54 и 55, давление передается в полость гидроцилиндров 27 и 28, щтоки цилиндров входят в отверстие оправки 18, слоимая пружину 23 до упора колец 29 в торцы оправки. После этого на колонки зстаиавливается и крепится верхняя ноловина разрезной сменной трубы, вентили 54 и 55 закрываются и с но.мощью золотника 59 при открытых вентилях 60 н 61 устанавливается 1необходи.мая леооосность оси разрезной сменной трубы относительно оправки 18, что н.м1ит ирует зксцеитриситет оси обсадной колонны относительно оси скважины. Золотник 59 устанавливается в среднее (закрытое) иолод жение и вентили 60 н 61 иерекрываются для Зстранения течек из полостей гндроцилиндра 6.

При сдвинутых частях кожуха 48 и 49 включается золотник 53, давление подается в один

g из цилиндров, например цилиидр 27, шток которого перемещает оправку до упора в амортизатор противоположного цилиндра и срабатывания конечного выключателя 33, управляющего магнитами электрогидравлического зо0 лотиика. При реверсе золотника давленне подается в другой цилиидр, шток которого перемещает оправку в противоположном направлении и т. д. Вращательное движение оправки достигается включением мотор-редзктора, передающего вращение через шарнирную муфту, шлицевой вал и шлицевую втулку на шток, кулачки которого входят в зацепление с кулачка: 1П на торце оправки.

Q Возможно одновре.менное возвратно-иостунательное и вращательное движения оправки. При работе установки давление в сливной магистрали, создаваемое поддерживающим клапаном 57, препятствует разжатию пружины 23, и штоки 25 и 26 совершают движение с

оправкой 18 как единая жесткая система.

В случае иеобходимости замены испытдемого центратора или скребка золотиик 53 устанавливается в среднее (закрытое) положение и открываются вентили 54, 55 и 55. При этом

полости гидроцилиндров 27 и 28 сообщаются со сливным баком в обход поддерживающего клапаиа, давление в системе устанавливается равны.м атмосферному и пружина 24 выталки,вает .концы штоков из 0:прав1ки. После снятия верхней половины сменной трубы онравка свободно снимается и центраторы или скребки заменяются.

Устаиовка предусматривает возможиость испытания центраторов и скребков различных

типов и размеров. Это достигается заменой обсадной трубы 19, на которой кренятся скребки 1ИЛ1И центраторы, и за.меной разрезной сменной трубы, имитирующей стенки скважины, нричем колонки 8 устанавливаются в соото 0етствии с размером между посадочными отверстиями иа фланцах сменных труб.

Внутреиияя поверхность разрезных сменных труб может быть гладкой, либо иметь неровности, имитирующие стенки скважин: при не обходи.мости на внутреннюю поверхность сменных труб может быть нанесен состав, имитирующий глинистую корку скважины.

Определение осевых и радиальных усилий, действующих иа испытуемые центраторы или

.5 скребки, производится по гидравл11ческо,у

давлению в полостях гидроцилиидров, которое контролируется по показаниям манометров 62, 63 и 64. Более точный замер давлении может производиться с помощью теизодатчиков, вворачиваемых в стенки цилиндров вместо заглушек 34, с занисью сигналов на осциллографе.

Предмет изобретен и я

Установка для испытания цеитраторов и скребков, включающая раму, оиравку, размещенную внутри трубы, соединенной с приводом для э.ксцентр1ич,ного смещения оси, ,и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности испытания центраторов и скребков при возвратно-поступательном и вращательном движениях, на раме установлены гидравлически связанные между собой с помощью реверсивного золотника и конечного выключателя гидроцилвндры, штоаш которых взайвюдействуют с оправкой, причем в корпусе одного из гидроцилиндров установлен вращательный привод с валом, связанным щлицевым соединением со штоком гидроцнлиндра.

2t I ( 48 39 ЗБ 37 3V 3S 25 27 32 20 31 Л ...-.,У. ГТsrcycux f %v t с TT л за t , т 1 58 51 is „ 3 г 18 22 W I /j t ov/M;.. J- .26 -ir«

И8

ВБ

2 Фиг J

Ю

Фиг. Z

Узел

15 17

Фиг.