Жестко ориентируемый децентратор для бурильной колонны (варианты)

 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для обеспечения эксцентричного расположения бурильной колонны в горизонтальном, наклонном и вертикальном участках скважины. Децентратор содержит корпус и установленную на нем с возможностью вращения втулку с впадинами и выступами различной высоты, нижние и средние имеют форму винтовых линий, причем нижние выступы расположены зеркально с обеих сторон децентратора, образуя при этом с одной стороны левую, с другой - правую спирали. Втулка установлена с возможностью фиксации посредством штифтов. Впадины втулки имеют сквозные отверстия, а корпус - ответные гнезда под штифты. По второму варианту втулка с выступами различной высоты и впадинами со сквозными отверстиями под штифты установлена на внутренней втулке, имеющей одинаковую толщину по периметру, снабженной отверстиями под штифты и жестко закрепленной на бурильной трубе. Изобретение обеспечивает улучшение условий выноса шлама, снижение потерь напора и предупреждение дюнообразования и прихватов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для обеспечения эксцентричного расположения бурильной колонны в горизонтальном, наклонном и вертикальном участках скважины.

Известно устройство для центрирования насосно-компрессорных труб или спускаемого с ним скважинного оборудования преимущественно в наклонных и горизонтальных скважинах. (Патент N 2055975, E 21 В 17/10, Бюл.N 7, 1996 г.), включающее корпус, установленный на нем с возможностью вращения цилиндр, выполненный эксцентричным, с рабочими элементами в виде шаров, размещенных на боковой поверхности цилиндра с возможностью вращения, на равном расстоянии от центральной оси корпуса, причем по меньшей мере два рабочих элемента со стороны меньшей эксцентричности цилиндра подпружинены. Известное изобретение обеспечивает точную самоцентровку спускаемого в скважину оборудования, однако не обеспечивает эффективный вынос шлама, не предотвращает дюнообразования и потерь напора в кольцевом пространстве.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является децентратор (авт. свид. СССР N 927949 А, кл. E 21 В 7/08, 15.05.1982), включающий корпус и установленную на корпусе с возможностью вращения втулку с впадинами и выступами различной высоты для обеспечения эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины, причем выступы имеют форму винтовых линий и расположены зеркально с обеих сторон децентратора, образуя с одной стороны левую спираль, с другой - правую.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки забоя, так как не решена проблема улучшения выноса шлама, нет предупреждения дюнообразования и прихвата.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу улучшения условий выноса шлама, предупреждения дюнообразования и прихватов, снижения потерь напора за счет ориентированного эксцентричного, приподнятого над нижней стенкой ствола скважины расположения бурильной колонны в горизонтальном и наклонном стволах и относительно оси скважины в вертикальном стволе.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус и установленную на нем с возможностью вращения втулку с впадинами и выступами различной высоты, имеющими форму винтовых линий, для обеспечения эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины, причем нижние выступы расположены зеркально с обеих сторон децентратора, образуя при этом с одной стороны левую, с другой - правую спирали, согласно изобретению втулка установлена с возможностью фиксации посредством штифтов, при этом впадины втулки имеют сквозные отверстия, а корпус - ответные гнезда под штифты, при этом для обеспечения перебрасывания шлама потоком промывочной жидкости с нижней стенки горизонтальных и наклонных скважин и подъема его вверх, форму винтовых линий имеют только нижние и средние выступы втулки, корпусом децентратора служит переводник с гнездами под штифты, при этом гнезда в переводнике расположены между собой под углами, кратно меньшими углового расположения отверстий под штифты во втулке для обеспечения попадания штифтов в гнезда переводника при повороте втулки, например при угле между отверстиями во втулке 90^o, угол между гнездами переводника составит 15-30^o. По второму варианту втулка с выступами различной высоты, обеспечивающая эксцентричное размещение бурильной колонны, и впадинами со сквозными отверстиями под штифты установлена на внутренней втулке, имеющей одинаковую толщину по периметру, снабженной отверстиями (гнездами) под штифты и жестко закрепленной на бурильной трубе.

На фиг. 1 представлен общий вид децентратора; на фиг. 2 представлен разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 представлен продольный разрез по Б-Б на фиг. 2, на фиг. 4 представлен общий вид децентратора (вариант II); на фиг. 3 представлен поперечный разрез по А-А на фиг.4; на фиг. 6 представлен продольный разрез по Б-Б на фиг. 3.

Децентратор фиг. 1 содержит корпус (переводник) 1, установленную на нем с возможностью вращения и фиксации втулку 2, снабженную выступами 3 и впадинами 4, штифты 5, сквозные отверстия под них 6.

Децентратор фиг.2 содержит жестко закрепленную на бурильной трубе 1 внутреннюю втулку 2, расположенную на ней с возможностью вращения и фиксации втулку 3, снабженную выступами 4 и впадинами 5, штифты 6, сквозные отверстия под них в наружной и внутренней втулках 7, замковая муфта 8, замковый ниппель 9.

Устройство предназначено для эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины и работает следующим образом. Децентраторы располагаются в горизонтальном или наклонном участке на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от величины зенитного угла и принудительно отклоняют ось инструмента от оси скважины и приподнимают инструмент с нижней стенки, обеспечивая тем самым снижение гидравлических потерь напора на трение в пространстве между бурильной колонной и стенками ствола скважины и улучшение очистки забоя и ствола от шлама, направляя (закручивая) поток промывочной жидкости снизу вверх до середины сечения ствола скважины, благоприятно изменяя профиль скоростей течения потока, увеличивая скорость потока близ нижней стенки.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в нефтедобыче для эксцентричного размещения бурильной колонны в горизонтальном, наклонном и вертикальном участках скважины.

Формула изобретения

1. Жестко ориентируемый децентратор для бурильной колонны, включающий корпус и установленную на нем с возможностью вращения втулку с впадинами и выступами различной высоты, имеющими форму винтовых линий, для обеспечения эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины, причем нижние выступы расположены зеркально с обеих сторон децентратора, образуя при этом с одной стороны левую, с другой правую спирали, отличающийся тем, что втулка установлена с возможностью фиксации посредством штифтов, при этом впадины втулки имеют сквозные отверстия, а корпус - ответные гнезда под штифты, при этом для обеспечения перебрасывания шлама потоком промывочной жидкости с нижней стенки горизонтальных и наклонных скважин и подъема его вверх форму винтовых линий имеют только нижние и средние выступы втулки.

2. Децентратор по п.1, отличающийся тем, что корпусом децентратора служит переводник с гнездами под штифты, при этом гнезда в переводнике расположены между собой под углами, кратно меньшими углового расположения отверстий под штифты во втулке для обеспечения попадания штифтов в гнезда переводника при повороте втулки.

3. Жестко ориентируемый децентратор для бурильной колонны, включающий корпус с установленной на нем с возможностью вращения втулку с впадинами и выступами различной высоты, имеющими форму винтовых линий, для обеспечения эксцентричного размещения бурильной колонны в стволе скважины, причем нижние выступы расположены зеркально с обеих сторон децентратора, образуя при этом с одной стороны левую, с другой правую спирали, отличающийся тем, что он снабжен жестко закрепленной на бурильной трубе внутренней втулкой, имеющей одинаковую толщину по периметру с отверстиями под штифты, на которую установлена втулка с впадинами и выступами, при этом сквозные отверстия под штифты выполнены во впадинах втулки для обеспечения соединения последней с внутренней втулкой, а для обеспечения перебрасывания шлама потоком промывочной жидкости с нижней стенки горизонтальных и наклонных скважин и подъема его вверх форму винтовых линий имеют только нижние и средние выступы втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6