Центратор

 

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для центрирования насосно-компрессорных труб или спускаемого с ним скважинного оборудования, преимущественно в наклонных и горизонтальных скважинах. Сущность изобретения: центратор включает корпус, установленную на нем с возможностью вращения центрирующую втулку, связанную с корпусом шарами, расположенными в кольцевых канавках корпуса и углублении в центрирующей втулке, выполненной эксцентричной. Центрирующая втулка снабжена рабочими элементами, выполненными в виде шара, по меньшей мере, один из которых свободно установлен в гнезде тела центрирующей втулки со стороны наибольшей эксцентричности, а другие подпружинены и установлены со стороны меньшей эксцентричности, при этом рабочие элементы отстоят от центральной оси корпуса на одинаковом расстоянии. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для центрирования насосно-компрессорных труб или спускаемого с ним скважинного оборудования, преимущественно в наклонных и горизонтальных скважинах.

Известен центратор, содержащий корпус, установленную на нем с возможностью вращения центрирующую втулку, связанную с корпусом двумя рядами шаров, расположенных в кольцевых канавках корпуса и углублениях в центрирующей втулке. Последние имеют радиальные отверстия, в которых установлены с возможностью взаимодействия с шарами пробки.

Известен также центратор, содержащий корпус, установленный на нем с возможностью вращения цилиндр с рабочими элементами в виде шаров, размещенных на боковой поверхности цилиндра с возможностью вращения. Недостатком как аналога, так и прототипа является то, что в силу конструктивных особенностей его использовать в наклонных и горизонтальных обсаженных скважинах не представляется возможным при установке различных пакерующих устройств, особенно самоуплотняющихся, из-за деформации их лепестков со стороны горизонтальной части скважины, поскольку не достигается точная центровка. Отсюда и ненадежность работы центратора в наклонных и горизонтальных скважинах.

Целью изобретения является повышение надежности работы центратора в наклонных и горизонтальных обсаженных скважинах.

Поставленная цель достигается описываемым центратором, включающим корпус, установленный на нем с возможностью вращения цилиндр с рабочими элементами в виде шаров, размещенных на боковой поверхности цилиндра с возможностью вращения.

Новым является то, что цилиндр выполнен эксцентричным, а рабочие элементы, расположены от центральной оси корпуса на равном расстоянии, причем по меньшей мере два рабочих элемента со стороны меньше эксцентричности цилиндра подпружинены.

Отличительные признаки устройства не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных устройств и позволяют получить положительный эффект, несвойственный известным устройствам, выражающейся в повышении точности центрирования и, следовательно, надежность центрирования различных устройств в обсаженной скважине, и, следовательно, соответствует критерию "существенные отличия" изобретения.

На фиг. 1 представлен центратор; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Он включает корпус 1 с элементами 2 и 3 связи и установленный на нем с возможностью вращения цилиндра 4, связанный с корпусом шарами 5, расположенными в кольцевых канавках 6 корпуса и углубления 7 в теле цилиндра. Цилиндр 4 выполнен эксцентричным и снабжен рабочими элементами 8 и 9, выполненными в виде шаров и размещенных на его боковой поверхности с возможностью вращения. Шар 9 свободно установлен в гнезде 10 тела цилиндра 4 со стороны наибольшей ее эксцентричности и удерживается от выпадания шайбой 11, частично выступая за ее пределы наружу. Таким образом, шар 9 находится на неизменном расстоянии от центральной оси корпуса. По меньшей мере для шара 9 подпружинены пружиной 12 и также свободно размещены во втулке 13, приваренных к цилиндру 4 со стороны меньшей ее эксцентричности и располагаются на равных расстояниях от шара 9, т.е. по дуге 120^о. Таким образом, свободная установка шаров 8 и 9 дает возможность им обладать всеми степенями свободы. От выпадания шары 8 удерживаются шайбами 14 и так же, как шар 9, выступают частично за ее пределы.

Рабочие элементы 8 и 9 в разжатом расстоянии пружин 12 находятся на равном расстоянии от центральной оси корпуса.

Центратор работает следующим образом.

Его опускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) (не показаны), расположив ближе к оборудованию, подлежащему центрированию.

В процессе спуска рабочие элементы 8 и 9 центратора, касаясь к стенкам трубы 15 обсадной колонны скважины, перекатываются как шары в подшипниках, поддерживая постоянно в центре спускаемое оборудование, предохраняя его тем самым до ударов и истираний. При проходе суженных участков ствола скважины, рабочие элементы 8, встречая сопротивление стенок обсадных колонн, отжимают пружины 12 и утапливаются, облегчая таким образом проходимость.

Кроме того, благодаря эксцентричности и возможности свободного вращения вокруг корпуса 1 цилиндр 4 стороной большей эксцентричности постоянно стремится занять отвесное положение и, следовательно, в наклонных и горизонтальных скважинах находиться в нижней горизонтальной части ствола скважины, опираясь неподпружиненным рабочим элементом шаром 10 о стенки трубы обсадной колонны, как это изображено на фиг.2. Таким образом достигается точность самоцентровки спускаемого оборудования (НКТ или различных устройств) в стволе скважины и, следовательно, обеспечивая им надежную работу.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование предлагаемого центратора обеспечивает точную самоцентровку спускаемого в скважину оборудования, облегчает его проходимость в суженных участках ствола скважины благодаря утапливаемости некоторых рабочих элементов, предохраняет от истираний и поломок насосно-компрессорных труб и спускаемого на нем оборудования, например пакера с самоуплотняющимися элементами, обеспечивает надежность работы последних.

Формула изобретения

ЦЕНТРАТОР, включающий корпус, установленный на нем с возможностью вращения цилиндр с рабочими элементами в виде шаров, размещенных на боковой поверхности цилиндра с возможностью вращения, отличающийся тем, что цилиндр выполнен эксцентричным, а рабочие элементы расположены от центральной оси корпуса на равном расстоянии, причем по меньшей мере два рабочих элемента со стороны меньшей эксцентричности цилиндра подпружинены.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2