Виброгаситель-центратор бурильного инструмента

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно, к опорно-центрирующим устройствам компановок низа бурильной колонны. Изобретение решает задачу повышения надежности работы центратора за счет предотвращения попадания зашламленного раствора на радиальные и осевые опоры центратора. Виброгаситель-центратор бурильного инструмента содержит корпус с осевым и радиальным каналами, установленную с возможностью вращения центрирующую втулку с ребрами и расположенный между центрирующей втулкой и корпусом износостойкий упругий элемент с продольными пазами, причем согласно изобретению в осевом канале корпуса, выше радиального канала установлена насадка, снабженная тангенциальными каналами, а в радиальном канале установлена выдвижная насадка с калиброванным отверстием. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно, к опорно-центрирующим устройствам компоновок низа бурильной колонны.

Известно устройство для расширения и центрирования бурового снаряда, включающее корпус и центрирующие элементы, в ребрах которого вмонтированы подвижные стержни, армированные твердосплавными штырями [1]. Известное устройство не обеспечивает надежной стабилизации бурового инструмента в стволе скважины, так как центрирующие элементы подвержены воздействию поперечных и продольных колебаний, создаваемых породоразрушающим инструментом, причем при применении опор качения неизбежно возникают вибрации, так как шарики и их беговые дорожки не могут иметь идеальную геометрическую форму, а опоры качения подвержены катастрофически быстрому износу за счет попадания шлама и раствора с абразивом. Кроме того, у данного устройства сложная конструкция: наличие штырей возвратно-поступательного движения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является центратор бурильного инструмента [2], включающий корпус с осевым и радиальными каналами, установленный с возможностью вращения центрирующий элемент с ребрами, износостойкий упругий элемент, упругую цилиндрическую втулку, образующую с корпусом полость, сообщающуюся через радиальные каналы корпуса с его осевым каналом.

Недостатком указанного центратора является сложность конструкции, снижающая надежность работы центратора. Кроме того, не обеспечивается надежная работа опор скольжения центратора из-за попадания зашламленного раствора из внутритрубного пространства.

Целью изобретения является повышение надежности работы центратора за счет предотвращения попадания зашламленного раствора на радиальные и осевые опоры.

Указанная цель достигается тем, что известный виброгаситель - центратор бурильного инструмента, включающий корпус с осевым и радиальным каналами, установленную с возможностью вращения центрирующую втулку с ребрами и расположенный между центрирующей втулкой и корпусом износостойкий упругий элемент с продольными пазами, согласно изобретению снабжен насадкой с тангенциальными каналами, установленной в осевом канале корпуса вибратогасителя-цетратора, выше радиального канала, а в радиальном канале установлена выдвижная насадка с калиброванным отверстием.

На фиг.1 представлен общий вид виброгасителя-центратора бурильного инструмента, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Виброгаситель-центратор содержит корпус 1 с радиальным каналом, переводник 2, установленный коаксиально полому корпусу 1, упругую оболочку 3 с калиброванными радиальными отверстиями 4, установленную с возможностью вращения центрирующую втулку 5, гумированную с внутренней стороны износостойким упругим элементом 6 с продольными пазами и имеющую в нижней части внутреннюю расточку для манжеты 7. Верхняя торцевая поверхность центрирующей втулки 5 взаимосвязана с верхней осевой опорой 8, армированной твердым сплавом, а нижняя торцевая поверхность - с нижней осевой опорой 9, в осевом канале установлена насадка 10, а ниже в радиальном канале корпуса размещена выдвижная насадка 11 с калиброванным отверстием 12, упругая оболочка 3 выполнена в виде втулки с внутренней расточкой 13, установленная в осевом канале насадка 10 выполнена с тангенциальными каналами 14.

Виброгаситель-центратор бурильного инструмента работает следующим образом. Виброгаситель бурильного инструмента включают в компоновку нижней части бурильной колонны, непосредственно над долотом или над забойным двигателем, или же между утяжеленными бурильными трубами при роторном способе бурения для центрирования бурильного инструмента и эффективного гашения его поперечных колебаний. В процессе бурения промывочная жидкость, подаваемая буровыми насосами, поступает через бурильные трубы и забойный двигатель в полость насадки 10, снабженной тангенциальными каналами 14. Вследствие высокого напора буровой раствор получает вращательное движение во внутренней полости корпуса 1 виброгасителя-центратора. Обладая сравнительно большой скоростью на выходе тангенциальных каналов 14, частицы песка и шлама, содержащиеся в растворе, под действием центробежных сил отбрасываются к стенке корпуса 1 центратора и спускаются потоком к насадкам долота, а очищенный раствор движется во внутренней части спиралевидного потока. Определенная часть очищенного раствора по калиброванному каналу 12 выдвижной насадки 11 поступает на радиальную и осевые опоры центрирующей втулки 5. Перемещая выдвижную насадку 11 в радиальном направлении, регулируют поступление очищенного раствора в полости трения опор с определенной степенью очистки.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при бурении скважин.

Использование предлагаемого изобретения позволит гасить поперечные колебания низа бурильной колонны, что повышает долговечность работы бурильного инструмента. Предлагаемый виброгаситель-центратор служит в 1,5-2 раза дольше по сравнению с известными за счет предотвращения попадания частиц шлама и песка в опорные узлы центратора.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 346471, кл. E 21 B 17/10, БИ N 28, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР N 1458551, кл. E 21 B 17/10, БИ N 6, 1989 (прототип).

Формула изобретения

Виброгаситель-центратор бурильного инструмента, включающий корпус с осевым и радиальным каналами, установленную с возможностью вращения центрирующую втулку с ребрами и расположенный между центрирующей втулкой и корпусом износостойкий упругий элемент с продольными пазами, отличающийся тем, что он снабжен насадкой с тангенциальными каналами, установленной в осевом канале корпуса виброгасителя-центратора, выше радиального канала, а в радиальном канале установлена выдвижная насадка с калиброванным отверстием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2