Центратор для забойных двигателейи убТ Советский патент 1981 года по МПК E21B17/10 

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, технике и технологии ориентирования буриль ного инструмента при проводке наклонных скважин, а именно к центраторам, преимущественно для забойных двигателей и утяжеленных бурильных труб (УБТ).

Известен центратор, включанвдий корпус с центрирующими планками и узел его крепления, выполненный -в виде эксцентричных поверхностей 1.

Известен центратор для забойных двигателей, включающий корпус, центрируемые планки, поперечное сечение которых имеет форму трапеции, большее основание которой выполнено вогнутым, и узел крепления центратора, выполненный в виде штифтов, установленных в отверстие корпуса 2.

Недостатком известных центраторов является недостаточная надежность его крепления и невозможность без дополнительных трудоемких операций изменения параметров центратора (длины, высоты и ширины планок), что требуется в процессе проводки наклонной скважины при бурении различных участков ствола, а также при переходе на другой диаметр долота.

Цель изобретения - повышение надежности крепления центратора.

Поставленная цель достигается тем, что корпус имеет прорези конической формы с основанием конуса на верхнем торце и в поперечном сечении расширякхциеся к оси корпуса, причем центрирующие планки размещены в прорезях корпуса и имеют в продоль0ном сечении ответную им форму.

Кроме того, узел крепления центратора выполнен в виде гайки, установленной на верхнем торце, корпуса с возможностью взаимодействия с тор5цом центрирующих планок, а их вогнутое основание имеет насечку.

На фиг. 1 показан центратор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на. фиг. 3 - корпус центратора; на

0 фиг. 4 - накидная гайка узла крепления центратора) на фиг. 5-7 центрирующая планка центратора.

Центратор состоит из корпуса 1, г съемной центрирующей планки 2 (по

5 шесть штук в каждом комплекте) и гайки 3.

Корпус центратора состоит из полой цилиндрической стальной поверхности диаметром, большим на 3-4 мм

0 диаметра забойного двигателя (или

УБТ). В стенках корпуса сверху вниз вырезаны шесть продольных прорезей 4 конической формы с основанием конуса на верхнем торце корпуса, в. поперечном сечении расширяющиеся к оси корпуса в соответствии с формой боковых поверхностей съемных планок, размещенных в прорезях 4 корпуса 1. Высота прорезей больше длины планок на 10-15 мм. Прорези оканчиваются в форме овальной поверхности. Верхний конец корпуса имеет резьбу.

Съемная центрирующая планка (фиг.5-7) представляет собой стальную поверхность трапецеидальной в поперечном сечении формы, отражаюцей поперечный профиль пазов на корпусе. В продольном сечении центрирующая планка имеет форму, ответную прорезям 4 корпуса. Большее основание 5 трапецеидальной планки 2 имеет вогнутую сферическую поверхность с зубчатой насечкой, сцепляемую при креплении с поверхностью забойного двигателя (или УБТ), а верхнее основание б имеет выпуклую поверхность и служит опорой центратора, соприкасаемой со стенками скважины.. Высоту, ширину и толщину планок подбирают в зависимости от параметров компоновки низа буриль,ного инструмента (диаметр долота, забойного двигателя или УБТ и их соотношения) и поставленной цели (стабилизация, малоинтенсивный или набор) при регшизации проектного профиля или предупреждение искривления ствола скважины

На верхнем конце съемная центрирующая планка имеет упорный буртик 7, на который упирается конец гайки 3 при наворачивании ее на корпус. Съемные планки при их сборке и креплении своей выпуклой поверхностью формируют заданный диаметр центратора.

Центратор комплектуется (в зависимости от поставленных целей) планками различных размеров, по шест штук .в каждом комплекте.

Гайка 3 изготавливается из стальной цилиндрической поверхности, верхнее отверстие которой соответствует наружному диаметру забойного двигателя, а нижнее (с внутренней резьбой диаметру резьбового конца корпуса. Нижний конец гайки покрывает резьбу Kopnyfca и при ваворачивании на него опирается на опорные буртики съемных планок.

Центратор закрепляется на цилиндрической поверхности 8 УБТ или забойного двигателя..

Сборка и крепление центратора на корпусе забойного двигателя (или УБТ) осуществляется следующим образом.

На корпус забойного двигателя вдевается корпус и устанавливается на заданном расстоянии от торца долота. Затем в сквозные прорези корпуса в соответствии с требуемыми параметрами центратора вставляется соответствующий комплект съемных планок, которые, сцепляясь с поверхностью забойного двигателя, предварительно фиксируют сформированный центратор в рабочем положении. После этого с другого конца забойного двигателя надевается гайка 3 (гайку можно надеть и с нижнего до корпуса), резьбовое соединение которой взаимодействует с резьбой корпуса. По мере навинчивания гайки машинным ключом ее нижний конец, опираясь на упорные буртики съемных планок,, смещает их вниз. В процессе смещения вследствие движения боковых конических поверхностей планок по ограниченной трапецеидально-конической поверхности пазов, осуществляется принудительное внедрение насечек вогнутых рифленых поверхностей планок ,в корпус забойного двигателя (или УБТ). При дальнейшем приложении момента на гайку нижние концы планок входят в нижний овальный паз корпуса в результате которого осуществляется жесткое крепление центратора к корпусу забойного двигателя.

После жесткого сцепления рифленых поверхностей съемных планок с корпусом забойного двигателя,, при дальнейшем приложении машинным ключом момента на гайку, промежуточные поверхности ее (свободные поверхности между планками) раздаются, осуществляя тем самым торможение резьбы, что препятствует возможности ее самоотвинчивания. Прочность сцепления планок с поверхностью забойного двигателя при этом еще более увеличивается. Значительный натяг -между корпусом и гайкой исключает возможность того, что при наружных ударах нарушится сцепление планок с корпусом забойного двигателя. Вся система устройства центратора при этом фактически действует как единое целое.

При необходимости перемещения центратора по корпусу забойного двигателя процесс осуществляется в обратном порядке, т.е. гайка развинчивается и освобождаются планки от прижимающего усилия. Переместив центратор на заданное расстояние, закрепляют его по изложенному методу.

В случае необходимости изменения параметров центратора после развинчивания тайки комплект съемных планок извлекается из пазов корпуса и взамен их вставляется другой комплект планок, размеры которых при сборке формируют центратор с заданными параметрами.

Таким образом, изобретение позволяет при мальох затратах времени (причем без производства дополнительных работ на корпусе забойного двигателя в зависимости от поставленной цели надежно закрепить центратор и изменять в оперативном порядке как параметры центратора, так и место расположения его на корпусе забойного двигателя (или УБТ), обеспечивая при этом точное соблюдение проектных параметров компоновки низа бурильной колонны и технологического режима ориентирования бурильного инструмен та при реализации проектного профиля. Формула изобретения 1. Центратор для забойных двигателей и УБТ, включающий корпус, цен рирующие планки, поперечное сечение которых имеет форму трапеции, большее основание которой выполнено вогнутым, и узел его крепления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления центратора, корпус имеет продольное прорези конической формы с основанием конуса на верхнем торце и в поперечном сечении расширяющиеся к оси корпуса, причем центрирующие планки размещены в прорезях корпуса и имеют в продольном сечении ответную им форму. 2.Центратор по п.1, отличающийся тем, что узел крепления выполнен в виде гайки, устанс ленной на верхнем торце корпуса с возможностью взаимодействия с торцом центрирующих планок. 3.Центратор по пп. 1 и 2., о т личающийся тем, что вэг-н-у ч тое основание центрирующихплавок- имеет насечку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР/у №314880, кл. Е 21 В 17/10, 1970. 2.Беляев В.М. Компоновки нижней части бурильной колонны. М., Недра, 1972, с. 69 (прототип).

.l

А-А

1

ш

I

i/г.З

IPuf