Центратор обсадной колонны

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к центрированию колонн труб нефтяных скважин, в частности к изготовлению центраторов и протекторов, в конструкциях которых для уменьшения сил трения применяются ролики. Техническим результатом изобретения является снижение материалоемкости центратора и, как следствие, стоимости его изготовления. Центратор содержит установочный элемент, опорные элементы, оси с размещенными на них роликами, уменьшающими трение. Установочный элемент выполнен в виде двух установочных колец. Опорные элементы выполнены в виде упругих планок, концы которых прикреплены к установочным кольцам. Упругие планки в средней части имеют коробчатое поперечное сечение. В дне короба выполнены, по крайней мере, два паза для выхода роликов. Оси роликов установлены в отверстиях, выполненных в бортах короба. Между бортами коробов упругих планок и трубой, на которой установлен центратор, предусмотрен зазор при ненагруженном центраторе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к центрированию колонн труб нефтяных скважин, в частности к изготовлению центраторов и протекторов, в конструкциях которых для уменьшения сил трения применяются ролики.

Известен протектор по патенту GB 2275284, опубл. 21.02.1994 г.

Протектор содержит корпус, состоящий из двух элементов, сжимаемых вокруг бурильной трубы. На наружной поверхности корпуса размещены уменьшающие трение элементы, которые контактируют с внутренней поверхностью обсадной трубы. Эти элементы выполнены в виде сферических, цилиндрических или эллиптических роликов, изготовленных из низкофрикционного материала. Ролики установлены в гнездах и удерживаются в них за счет того, что размеры отверстий в гнездах меньше габаритов роликов. Часть тела каждого ролика выступает за габариты отверстия гнезда и контактирует с внутренней стенкой обсадной трубы. Гнезда прикреплены к корпусу протектора.

Недостатками известного протектора являются:

- значительная материалоемкость корпуса протектора, а значит, и его стоимость;

- низкая надежность конструкции протектора, объясняющаяся тем, что при значительных нагрузках на протектор и вибрациях бурильной трубы возможна развальцовка материала краев отверстий в гнездах и выпадение из них роликов, что приведет к выходу протектора из строя.

Известен центратор обсадной трубы по международной заявке WO 95/21986, опубл. 14.02.1995 г., принятой заявителем в качестве аналога-прототипа.

Центратор содержит корпус с расположенными на его поверхности несколькими рядами опорных ребер. В выемках между опорными ребрами на осях, закрепленных в ребрах, установлены ролики с эллиптической или сферической поверхностью, уменьшающие трение при контакте центратора со стенкой обсадной трубы.

Недостатком известного центратора является значительная материалоемкость его корпуса, что увеличивает стоимость изготовления центратора.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанного недостатка прототипа, а именно снижение материалоемкости центратора и, как следствие, стоимости его изготовления.

Технический результат достигается тем, что в центраторе обсадной колонны, содержащем установочный элемент, опорные элементы, оси с размещенными на них роликами, уменьшающими трение, согласно изобретению установочный элемент выполнен в виде двух колец, опорные элементы выполнены в виде упругих планок, концы которых прикреплены к установочным кольцам, упругие планки в средней части имеют коробчатое поперечное сечение, в дне короба выполнены, по крайней мере, два паза для выхода роликов, оси роликов установлены в отверстиях, выполненных в бортах короба, между бортами коробов упругих планок и трубой, на которой установлен центратор, предусмотрен зазор при ненагруженном центраторе.

Кроме того, технический результат достигается тем, что упругие планки имеют винтовую конфигурацию относительно продольной оси симметрии центратора.

Технический результат достигается также тем, что оси роликов выступают за габариты бортов коробов упругих планок, ролики, уменьшающие трение, установлены попарно на консолях осей, при этом в упругих планках отсутствуют пазы для выхода роликов.

Заявленное техническое решение позволяет отказаться от цельного корпуса центратора с роликами, уменьшающими трение. Это обеспечивает снижение материалоемкости центратора и соответственно стоимости его изготовления.

Зазор между бортами коробов упругих планок и трубой, на которой установлен центратор, облегчает установку центратора на трубе. При незначительной боковой нагрузке на центратор ее передача на трубу осуществляется через упругие планки и установочные кольца. При увеличении нагрузки на центратор зазоры между бортами коробов упругих планок и трубой выбираются и нагрузка передается на трубу через борта коробов, что увеличивает срок службы центратора.

Выполнение конфигурации упругих планок винтовой относительно продольной оси симметрии центратора обеспечивает турбулизацию технологического раствора при цементировании обсадных колонн.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид центратора, совмещенный с сечением фронтальной плоскостью.

На фиг.2 показан вид на центратор сверху, совмещенный с горизонтальным разрезом по упругой планке.

Центратор содержит установочные кольца 1, в одном из которых выполнены резьбовые отверстия 2 под установочные винты. К установочным кольцам 1 прикреплены, например, при помощи сварки упругие планки 3. В средней части упругие планки 3 имеют коробчатое поперечное сечение. В дне 4 короба выполнены пазы 5 для выхода роликов 6. Оси 7 роликов 6 установлены в отверстиях, выполненных в бортах 8 короба, и закреплены с помощью шайб 9 и шплинтов 10. Борта 8 коробов упругих планок 3 скреплены между собой заклепками 11 и распорными втулками 12 (позиции 11, 12 показаны на фиг.1 условно).

При ненагруженном центраторе между бортами коробов упругих планок и трубой, на которой установлен центратор, предусмотрен зазор С, который выбирается при увеличении нагрузки на центратор, и нагрузка на трубу передается через борта коробов упругих планок.

1. Центратор обсадной колонны, содержащий установочный элемент, опорные элементы, оси с размещенными на них роликами, уменьшающими трение, отличающийся тем, что установочный элемент выполнен в виде двух установочных колец, опорные элементы выполнены в виде упругих планок, концы которых прикреплены к установочным кольцам, упругие планки в средней части имеют коробчатое поперечное сечение, в дне короба выполнены, по крайней мере, два паза для выхода роликов, оси роликов установлены в отверстиях, выполненных в бортах короба, между бортами коробов упругих планок и трубой, на которой установлен центратор, предусмотрен зазор при ненагруженном центраторе.

2. Центратор обсадной колонны по п.1, отличающийся тем, что упругие планки имеют винтовую конфигурацию относительно продольной оси симметрии центратора.