Протектор для бурильных труб

 

Изобретение относится к устройствам, применяемым при бурении скважин, для защиты от износа бурильных и обсадных труб. Сущность изобретения: протектор для бурильных труб включает упругий корпус и металлический каркас, причем корпус выполнен из полиэфирного термоэластопласта Хайтрел-4056. Данное техническое решение имеет следующие преимущества: упругопрочностные свойства в 5 раз выше, чем у резин на основе нитрильных каучуков, при удельных нагрузках ниже 20 Н/мм2 термоэластопласт не подвергается износу истиранием, разъемная конструкция позволяет оперативно монтировать протектор в условиях буровой. Коэффициент трения "сталь-термоэластопласт" близок к нулю, что позволяет увеличить эксплуатационный ресурс протектора. В результате использования протектора обеспечивается надежное разделение бурильных труб и обсадной колонны в процессе технологического цикла. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройствам, применяемым при бурении скважин, для защиты от износа бурильных и обсадных труб.

Известен протектор для бурильных труб, включающий резиновый корпус с ребрами и завулканизированную в нем металлическую арматуру в виде попарно связанных шарниром рычагов, расположенных в каждом ребре корпуса, один из рычагов в каждой паре расположен с наружной стороны ребра, а другой - с внутренней, причем концы рычагов шарнирно связаны с корпусом, а наружные рычаги подпружинены относительно внутренних рычагов рядом расположенных пар [1].

В известном протекторе применяется вулканизированный материал на основе нитрильных каучуков, имеющий относительно высокий коэффициент износа в среде бурового раствора (до 1,510-14 м3/Дж), что в свою очередь снижает эксплуатационный ресурс протектора.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является протектор для бурильных труб, включающий упругий корпус, состоящий из двух взаимозаменяемых разъемных оболочек из износостойкой резины, армированных металлическим каркасом. Оболочки соединяются друг с другом при помощи клинового соединительного штыря [2].

При реальных значениях контактных напряжений, возникающих в процессе бурения между бурильной трубой и обсадной колонной из-за низких упругопрочностных свойств материала протектора, происходит быстрый износ и потеря диаметра протектора, что снижает эксплуатационный срок последнего.

Изобретение решает задачу увеличения эксплуатационного ресурса протектора путем использования материала с высокими упругопрочностными характеристиками.

Для решения указанной задачи в протекторе для бурильных труб, включающем упругий корпус и металлический каркас, корпус выполнен из полиэфирного термоэластопласта Хайтрел-4056.

Новым в заявляемом техническом решении является то, что упругий корпус протектора выполнен из полиэфирного термоэластопласта.

Полиэфирный термоэластопласт представляет собой сополимер типа (AB)n с чередующимися мягкими блоками, состоящими из эластичных сегментов политетраметиленгликоля, и жесткими блоками политетраметилентерефталата, образованными из диола и политерефтаметилентерефталата [3].

Термоэластопласт полиэфирный ТЭП-4056 предназначен для изготовления приводных ремней, формованных изделий, шлангов высокого давления, армированных двумя слоями стальной оплетки, рукавов конвейерных лент, диафрагм для механических насосов, пылезащитных колпачков для автомобилей, амортизаторов, защитных подвесок амортизаторов в автомобилях, всевозможных прокладок и уплотнений для сельскохозяйственных машин [4].

Термоэластопласт имеет следующие характеристики: Диапазон рабочих температур, oC - (-50)-(+140) Условная прочность при растяжении, МПа - Не менее 25 Относительное удлинение при разрыве, % - Не менее 300 Твердость по Шору Д., усл.ед. - 55 - 60 Показатель текучести расплава, г/10 мин при P=21,2 Н - 5 - 10 (при 220oC) Водопоглощение, % - Не более 0,5 Набухание в средах (1 сутки), % масло СЖР-1 - 1,3 масло СЖР-3 - 5,7
Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что упругий корпус протектора, выполненный из термоэластопласта, обладает высокой прочностью и сопротивлением к износу, благодаря чему протектор обеспечивает надежное разделение бурильной трубы и обсадной колонны в процессе всех технологических операций продолжительное время.

На фиг. 1 представлен предлагаемый протектор для бурильных труб; на фиг. 2 - замок протектора.

Протектор для бурильных труб состоит из корпуса в виде двух разъемных оболочек 1, армированного металлическим перфорированным каркасом 2. Корпус 1 выполнен из полиэфирного термоэластопласта 3. Оболочки корпуса 1 соединяются друг с другом при помощи ушек клиновым штырем 4, вставляемым в клиновой замок 5.

Металлический каркас 2 выполнен перфорированными (например из стали ст 45) с отверстиями, расположенными по телу каркаса диаметром 10 мм.

Протектор работает следующим образом.

Оболочки корпуса 1 накладываются на поверхность бурильной трубы 6 и при помощи ушек соединяются клиновым штырем 4, вставляемым в клиновой замок 5. Первый штырь 4 устанавливается вручную, а установка второго штыря 4 осуществляется при определенном натяге, создаваемом стяжным устройством или монтажными клещами.

В результате спускоподъемных операций и при вращении бурильной колонны за счет использования протектора исключается контакт бурильных труб с обсадной колонной.

Продолжительность надежного разделения зависит от величины износа протектора.

Для определения необходимых характеристик были проведены эксплуатационные и лабораторные испытания протекторов из термоэластопласта и резиновой смеси на основе нитрильного каучука.

В табл. 1 и 2 приведены данные по испытанию протекторных материалов на износ и трение.

Сравнительные данные табл. 1 и 2 показывают, что термоэластопласт по своим качествам превосходит резину на основе нитрильного каучука.

Лабораторными испытаниями на машине трения ТМ-2 контактной пары "сталь обсадной колонны - термоэластопласт" установлено, что коэффициент трения и износ термоэластопластов при удельных контактных нагрузках 9,6 Н/мм2 практически отсутствует и лишь при нагрузках 20 Н/мм2 проявляется незначительный износ при низком коэффициенте трения. В то же время у материалов на базе нитрильного каучука при контактной нагрузке P = 9,6 Н/мм2 объемный износ достигает 1,310-5 мм3/Дж, коэффициент трения равен 0,117, а при P = 20 Н/мм2 объемный износ достигает 1,810-5 и выше при коэффициенте трения, равном 0,131.

Опытный образец заявляемого протектора, установленный на скважине N 1 Каинсайской площади предприятия "Оренбургбургаз", проработал 7200 ч без заметных признаков износа, причем износ контрольного образца (протектор фирмы "Weatherford") составил за это время 9 мм на сторону.

Предлагаемый протектор для бурильных труб имеет следующие преимущества: упругопрочностные свойства в 5 раз выше, чем у резин на основе нитрильных каучуков, при удельных нагрузках ниже 20 Н/мм2 термоэластопласт не подвергается износу истиранием, разъемная конструкция позволяет оперативно монтировать протектор в условиях буровой. Коэффициент трения "сталь - термоэластопласт" близок к нулю, что позволяет увеличить эксплуатационный ресурс протектора. В результате использования протектора обеспечивается надежное разделение бурильных труб и обсадной колонны в процессе технологического цикла.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1293315, 4 МКИ E 21 B 17/10, "Протектор для бурильных труб", авторов В.М. Ивасива, А.Ф. Годорчука и др., заявл. 14.08.85, опубл. 28.02.87 БИ N 8.

2. РД 39.2.961.83 "Инструкция по эксплуатации бурильных труб", ВНИИТнефть, Куйбышев, 1984, с. 86 (прототип).

3. Термоэластопласты./ Под ред. В.В. Моисеева. М., Химия, 1985, с. 163.

4. ТУ 38.40335-94. Термоэластопласт полиэфирный.


Формула изобретения

Протектор для бурильных труб, включающий упругий корпус и металлический каркас, отличающийся тем, что корпус выполнен из полиэфирного термоэластопласта Хайтрел-4056.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения, в частности к оборудованию для уменьшения крутящего момента буровой колонны в процессе бурения, и включает сборочный узел для уменьшения крутящего момента буровой колонны, содержащий полую оправку, вытянутую в продольном направлении, которая может быть подсоединена между смежными первой и второй буровыми трубами колонны, втулку, способную свободно вращаться вокруг оправки и имеющую наружный диаметр, больший наружного диаметра любого соединительного компонента первой или второй буровой трубы, причем с помощью средства, установленного внутри втулки, предотвращается ее смещение в продольном направлении относительно оправки

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в скважинах с парафиногидратными отложениями на стенках насосно-компрессорных труб (НКТ), предотвращение или ликвидацию которых осуществляют путем прямого (кондуктивного) электрического нагрева колонны НКТ

Изобретение относится к устройствам для центрирования колонн в буровой скважине

Изобретение относится к области бурения скважин, в том числе глубоких и сверхглубоких, предназначенных для добычи нефти и газа, и может быть использовано для предохранения обсадной колонны труб от изнашивания в процессе эксплуатации

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

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для центрирования бурового инструмента, включаемым в компоновку низа бурильной колонны, и направлено на предотвращение налипания глины и тем самым на предотвращение поршневания, а также на улучшение технико-экономических показателей долота

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к средствам защиты бурильных и обсадных труб от износа

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в компоновке низа бурильной колонны при бурении нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам, используемым для обеспечения точного направленного бурения скважин путем центрирования бурового снаряда

Центратор // 2127794
Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для центрирования нижней части колонны

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для калибровки ствола скважин

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам крепления кабеля к насосно-компрессорной трубе, и может быть использовано для электромонтажа

Изобретение относится к области бурения горизонтальных скважин и может быть использовано для центрирования бурильной колонны

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и направлено на повышение качества крепления их в кавернозных, наклонных и горизонтальных участках ствола скважины

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано при ремонте скважин

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для безориентированного управления траекторией и калибровки ствола

Центратор // 2165002
Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для центрирования нижней части бурильной колонны

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины, и может быть использовано при бурении горизонтальных, вертикальных и наклонных скважин роторным способом

Изобретение относится к области оборудования для скважин нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для станковых глубинных насосов в наклонно направленных скважинах в качестве предохранительного устройства
Наверх