Центратор бурильного инструмента

 

Изобретение относится к области бурения горизонтальных скважин и может быть использовано для центрирования бурильной колонны. Изобретение решает техническую задачу улучшения очистки ствола горизонтальных скважин за счет обеспечения эксцентричного расположения колонны бурильных труб, смещенных к верхней стенке горизонтального ствола. Сущность изобретения: центратор бурильного инструмента содержит муфту для присоединения к колонне бурильных труб, соединенный с муфтой резьбой полый шток, крышку, являющуюся ограничителем хода для плашек, перемещающихся по конусному корпусу, переводник с гидравлическими каналами для промывочной жидкости, к которым приварены фонари с отверстиями, внутри которых расположены полые тефлоновые шары с плотностью, меньшей плотности промывочной жидкости, и цилиндр, являющиеся направляющими для поршня-толкателя, разрезанного на четыре части по числу плашек, резиновое кольцо, четыре винта, манжету, стальное нажимное кольцо, образующие сальниковый узел, башмак, гибко связывающий переводник и цилиндр, служащий также для соединения центратора с колонной бурильных труб. 1 ил.

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

Известен центратор бурильного инструмента (авт.свид.СССР N 1599520, Е 21 В 17/10, БИ N 38, 1990, с. 129), включающий корпус с присоединительными резьбами для связи с бурильной колонной, установленные на наружной поверхности в пазах корпуса с возможностью радиального перемещения подпружиненные опорные элементы с поршнем, расположенным в радиальном канале корпуса, гидравлически связывающем его полость с подпоршневой полостью опорного элемента, и средства управления положением опорных элементов относительно корпуса, содержащие узел фиксации опорных элементов в рабочем положении, выполненный в виде подпружиненных относительно корпуса стержня и поршня, телескопически установленных относительно друг друга и расположенных в плоскости сечения поршня опорного элемента на наружной поверхности последнего выполнена кольцевая проточка для расположения конца стержня в рабочем положении, стержень имеет кулачки, а поршень для взаимодействия с ними - профильные выступы, причем корпус выполнен с каналами, гидравлически связывающими полость корпуса с подпоршневой полостью узла фиксации опорных элементов.

Известный центратор не обеспечивает эффективный вынос шлама из скважин, пробуренных горизонтально или с большими зенитными углами.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является центратор для бурильных колонн ("Технология бурения глубоких скважин" под ред. М.Р.Мавлютова. - М., Недра, 1982, с.240), включающий муфту для присоединения центратора к бурильным трубам, соединенный с муфтой резьбой полый шток, крышку, являющуюся ограничителем хода для плашек, перемещающихся по конусному корпусу, переводник с отверстиями для промывочной жидкости и цилиндр, являющиеся направляющими для поршня-толкателя, резиновое кольцо, четыре винта, манжету, стальное нажимное кольцо, образующие сальниковый узел, башмак, гибко связывающий переводник и цилиндр, служащий также для соединения центратора с колонной бурильных труб.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность очистки стволов горизонтальных скважин и скважин, пробуренных с большими зенитными углами.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу улучшения очистки ствола горизонтальных скважин за счет эксцентричного расположения колонны бурильных труб, смещенной к верхней стенке горизонтального ствола. Таким образом, увеличивается гидравлическое сечение канала, по которому транспортируется шлам, а также снижаются гидравлические сопротивления при промывке скважин.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном центраторе, включающем муфту для присоединения центратора к колонне бурильных труб, соединенный с муфтой резьбой полый шток, крышку, являющуюся ограничителем хода для плашек, перемещающихся по конусному корпусу, переводник с отверстиями для промывочной жидкости и цилиндр, являющиеся направляющими для поршня-толкателя, резиновое кольцо, четыре винта, манжету стальное нажимное кольцо, образующие сальниковый узел, башмак, гибко связывающий переводник и цилиндр, служащий также для соединения центратора с колонной бурильных труб, согласно изобретению, к гидравлическим каналам для промывочной жидкости переводника приварены фонари с отверстиями, внутрь которых помещены полые тефлоновые шары, плотность которых меньше плотности промывочной жидкости, поршень-толкатель разрезан на четыре части по числу плашек центратора.

На чертеже представлен общий вид центратора.

Центратор бурильного инструмента содержит муфту 1, полый шток 2, крышку 3, корпус 4, четыре плашки 5, перемещающиеся по корпусу, переводник 6 с отверстиями для промывочной жидкости, поршень-толкатель 7, цилиндр 8, резиновое кольцо 9, четыре винта 10, манжету 11, стальное нажимное кольцо 12, башмак 13, приваренные к отверстиям переводника фонари с отверстиями, внутрь которых помещены тефлоновые шары 15.

Центратор работает следующим образом. С началом промывки тефлоновые шары 15 закупоривают отверстия в переводнике, находящиеся в верхнем положении, оставляя открытыми отверстия переводника, расположенные внизу. В таком случае сработают те плашки 5 центратора, которые лежат на нижней стенке горизонтального ствола и приподнимут колонну, придав ей эксцентричное положение относительно оси скважины.

Размер плашек, а следовательно, и рабочего диаметра центратора выбирается с учетом диаметра скважины и коэффициента кавернозности разбуриваемой породы.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при бурении горизонтальных скважин и скважин с большими зенитными углами.

Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить вынос шлама из стволов скважин, пробуренных горизонтально или с большими зенитными углами, за счет обеспечения эксцентричного расположения колонны бурильных труб с помощью центратора с изменяемой геометрией.

Формула изобретения

Центратор бурильного инструмента, содержащий муфту, с которой соединен полый шток, крышку, плашки, установленные с возможностью перемещения по конусному корпусу, переводник с гидравлическими каналами и цилиндр, поршень-толкатель, резиновое кольцо, четыре винта, манжету, стальное нажимное кольцо и башмак, отличающийся тем, что перед входом в гидравлические каналы приварены фонари с отверстиями, внутри которых размещены тефлоновые шары, а поршень-толкатель разрезан на четыре части по числу плашек центратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1