Калибратор-металлоуловитель

 

Использование: опорно-центрирующие устройства компоновки нижней части бурильной колонны Сущность: имеет дополнительную втулку и дополнительный металлоулавливающий карман. Втулки в виде стаканов имеют скошенные торцы, а донные части обращены друг к другу Скошенные торцы стаканов параллельны между собой Обращенные к втулкам торцевые поверхности металлоулавливающих карманов параллельны скошенным торцам. Оси втулок расположены с эксцентриситетом относительно оси калибратора со стороны наименьших по длине образующих наружных поверхностей карманов. Карманы имеют продольные прорези со стороны скошенных торцев. Прорези расположены между калибрующими полостями. При работе снижается виброактивность в широком диапазоне частот. 9 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 10/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) »»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4873853/03 (22) 15.10.90 (46) 15.07.93, Бюл, N 26 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Б.З.Султанов, P.P.Ñàôèóëëèí, Д,И.Чистов, А.В.Лягов и В.Ф.Васильев (73) Научно-производственный конструкторский кооперативный центр "КЛУШ" (56) Авторское свидетельство СССР

N . 912907, кл. Е 21 В 10/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1148959. кл. Е 21 В 10/26, 1985. (54) КАЛИБРАТОР-МЕТАЛЛОУЛОВИТЕЛЬ (57) Использование: опорно-центрирующие устройства компоновки нижней части byрильной колонны. Сущность: имеет дополИзобретение относится к буровой технике. в частности к опорно-центрирующим устройствам компоновки нижней части бурил ьной колон н ы. Известен инструмент для калибровки ствола буровых скважин, содержащий корпус с породоразрушающими элементами, манжету, направляющую трубу, центральный патрубок, промывочные отверстия и полукруглую диафрагму.

Целью изобретения является повышение работоспособности калибратора-металл оуловителя путем снижения виброактивности в широком диапазоне частот.

На фиг. 1 показан калибратор-металлоуловитель, общий вид: на фиг.2 — продольный разрез на фиг.1: на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2; на фиг. 4. 5 — развертки цилиндри„„Я „„1828487 АЗ нительную втулку и дополнительный металлоулавливающий карман. Втулки в виде стаканов имеют скошенные торцы, а донные части обращены друг к другу. Скошенные торцы стаканов параллельны между собой.

Обращенные к втулкам торцевые поверхности металлоулавливающих карманов параллельны скошенным торцам, Оси втулок расположейы с зксцентриситетом относительно оси калибратора со стороны наименьших по длине образующих наружных поверхностей карманов. Карманы имеют продольные прорези состороны скошенных торцев. Прорези расположены между ка-либрующими полостями. При работе снижается виброактивность в широком диапазоне частот, 9 ил. ческих поверхностей стаканов: на фиг, 6— сечение Б-Б на фиг.2; на фиг. 7 — сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 9 — вид Д на фиг.3.

Калибратор-металлоуловитель содержит корпус 1 с осевым каналом, стаканы 2 и

3, которые составляют втулку с калибрующими лопастями. переводник 4, основной 5 и допол нительный металлоула вливающие карманы. шпонку 7, регулировочное кольцо

8, дистанционные втулки 9, упругий элемент

10.

Наружные цилиндрические поверхности металлоулавливающих (MY) карманов 5 и 6 выполнены с эксцентриситетом Е (см, фиг.3 и 8), Кроме того, карманы снабжены тангенциальными отверстиями 11, имеющими начало в плоскости эксцентриситета Е и

1828487 обращенными в сторону, противоположную вращению долота. Перед каналами 11 (по направлению вращения) установлены отражатели 12.

Стаканы 5 и 6 снабжены продольными прорезями 13 (фиг, 7), и их торцевые поверхности выполнены наклонными, углом а, обеспечивая исполнение калибрующих лопастей различной длины (фиг. 4, 5 — развертки цилиндрических поверхностей стаканов

5и6), Калибратор — мета ллоуловител ь вкл ючается в состав КНБК непосредственно над долотом и работает следующим образом, В процессе проводки скважины калибрующие лопасти находятся в непосредственном контакте со стенками ствола и обеспечивают его калибрование. Поскольку каждая калибрующая лопасть стаканов 5 и

6 отделена от соседних посредством продольных прорезей 13 (фиг. 7), то она представляет собой жестко закрепленную на корпусе 1 консоль. За счет осуществления поперечных колебаний разделенных калибрующих лопастей будет обеспечиваться передача вибрационного воздействия долота от корпуса 1 на стенку ствола скважины.

Причем, выполнение торцевых поверхностей втулки наклонными, обеспечивающее возможность создания калибрующих лопастей различной длины, предусматривает наличие различных собственных частот колебаний каждого сектора втулки; содержащего калибрующую лопасть. Поскольку энергетический уровень (частота, амплитуда) колебаний КНБК изменяется в процессе бурения, то в любой момент времени какойлибо i-ый сектор втулки, содержащий калибрующую лопасть и характеризующийся определенным значением собственной частотой колебаний, будет способствовать демпфированию данного энергетического уровня колебаний. Необходимо отметить, что для расширения диапазона пониженной виброактивности калибратора — металлоуловителя предусматривается выполнение торцевых поверхностей втулки наклонными с различным значением углов ai и а (фиг,2).

Кроме того, для предотвращения положения частоты колебаний калибрующих лопастей одного стакана на другой, между контактными торцевыми поверхностями последних установлены упругие элементы 10, Варьируя значениями гк1 и а2, а также шириной секторов с кэлибрующими лопастями можно добиться эффективного снижения виброактивности калибратора-металлоуловителя в конкретных геолого-технических условиях бурения.

50 новлены донными частями одна к другой с возможностью взаимодействия с упругим элементом. а скошенными торцами параллельно друг другу, при этом обращенные к втулкам торцевые поверхности металлоулавливающих карманов выполнены параллельными скошенным торцам втулок, а их оси расположены с эксцентриситетом относительно оси калибратора со стороны наименьших по длине образующих наружных

Отражаясь от забоя, частицы шлама и металла поднимаются вдоль ствола скважины, Поскольку наружная цилиндрическая поверхность MY кармана 5 выполнена с эксцентриситетом, то при вращении корпуса 1 в кольцевой полости на высоте МУ кармана

5. создается дополнительная турбулизация восходящего потока. На выходе из кольцевого пространства, за МУ карманом 5, восходящий поток претерпевает торможение, обусловленное резким увеличением площади живого сечения, Вследствие этого твердые частицы металла под действием гравитационных сил оседают в приемной полости МУ кармана. Причем, при вращении корпуса 1 по часовой стрелке в зоне Е возникает местное падение давления, обусловленное резким сужением кольцевого пространства между МУ карманом и стенкой скважины. Это разрежение передается в зону Ж, связанную с Е каналами 11, Поэтому возникает местная циркуляция промывочной жидкости из зоны Ж в зону Е через каналы 11, которая также способствует увеличению улавливающей способности МУ кармана. Для предотвращения зашламования каналов 11, перед ними (по направлению вращения) установлен отбойник 12.

Таким образом; применением изобретения при бурении нефтяных и газовых скважин позволит значительно повысить долговечность калибратора-металлоуловителя за счет снижения его виброактивности, Формула изобретения

Калибратор-металлоуловитель, содержащий корпус с центральным каналом, установленную на корпусе втулку с калибрующими лопастями и расположенный под втулкой металлоулавливающий карман, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе калибратора путем снижения виброактиености в широком диапазоне частот, он снабжен дополнительными втулкой с калибрующими лопастями и металлоулавливающим карманом, размещенным над основной втулкой, и упругим кольцевым элементом, причем основная и дополнительная втулки выполнены в виде стаканов со скошенными открытыми торцами и уста1828487 поверхностей карманов, выполненных с продольными прорезями со стороны скошенных торцов и расположенных между калибрующих лопастями.

1828487

У

Редактор С.Кулакова Техред M.Mîðãåíòàï Корректор Н.Ревская

Заказ 2367 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.f агарина. 101