Гидравлический центратор
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
{ ) М g> 3
Е 21 В 17/10 (23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 30.07.82, Бюллетень Йо28
Дата опубликования описания 300782
) 53) УДК б 22. 24 3..22(088.8) 1
Ч °
В.3 ° Султанов, A.Â. Лягов, Ю.Н. Морозов и М.О. Крист (72) Авторы изобретения
Уфимский нефтяной институт Министерства, высшего и среднего специального образования РСФСР (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦЕНТРАТОР
Изобретение относится к бурению вертикальных и наклонно направленных скважин, а именно к гидравлическим центраторам бурильной колонны.
Известен гидравлический центратор бурильной колонны, включающий выдвижные в радиальном направлении лапы, установленные в корпусе, закрепленном на бурильной колонне (1 .
Известен также гидравлический центратор, включающий корпус с присоединительной резьбой под колонну бурильных труб, выдвижные цснтрирующие элементы и поршень, установленный концентрично внутри корпуса с возможностью осевого перемещения и образующий с ним замкнутую полость для рабочего агента 2).
Недостаток известных центраторов заключается в том, что они не обеспечивают достаточной надежности работы, так как возникающие при бурении, особенно твердых пород, продольные колебания способствуют быстрой поломке элементов бурильной колонны.
Цель изобретения — повышение надежности работы центратора при бурении твердых порол.
Указанная цель достигается тем, что гидравлический центратор снабжен дополнительными центрирующими элементами, размещенными под основными, а поршень образует в месте их установки с корпусом дополнительные замкнутые камеры, имеет радиальные отверстия для связи замкнутых камер с внутренней полостью корпуса и резьбовой участок для присоединения породоразрушающего инструмента.
Кроме того, поршень снабжен дросселем, амортизирующим узлом, размещенным между корпусом и поршнем.
На фиг. 1 показан гидравлический центратор, разрез; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.
Гидравлический центратор имеет корпус, который для удобства монтажа и облегчения технологии изготовления выполнен сборным, состоящий иэ верхнего.переводника 1, корпуса25 центратора 2 и нижнего переводника 3.
Внутри корпуса размещается сменная рабочая втулка 4 с сообщающимися отверстиями Е и Г, направляющИе подшипники 5 скольжения и плава
947384 б0
1 ющий поршень, включающий хвостовик
6, со штоком 7. Между корпусами
1, 2 и 3 и поршнем размещен амортизатор 8. Нижняя наружная поверхность штока 7 и ответное отверстие нижнего переводника 3 корпуса выполнены 5 профильной формы для восприятия крутящего момента (фиг. 3) передаваемого долоту 9, а нижняя внутрен няя поверхность штока 7 имеет резьбу для присоединения долота 9. Корпус- )0 центратор 2 для усиления конструкции и обеспечения прохода промывочной жидкости выполнен с ребрами, в которых размещены направляющие камеры, снабженные сменными гильзами 10, жестко заделанными в ребрах, внутри которых насажены основные центрирующие элементы 11 с возвратными пружинами 12 и дополнительные 13. Поверхности центрирующих элементов. 11 и
13, контактирующие со стенками скважины в процессе работы, армированы твердосплавными зубьями.
В хвостовике 6 плавающего поршня и присоединительном штоке 7 выполнены калиброванные радиальные отверстия, попеременно сообщающие основные 14 и дополнительные 15 замкнутые полости с полостью корпуса.
Для создания необходимого режима работы демпфера-центратора внутри 30 поршня в центральный промывочный канал встроен сменный дроссель, состоящий из корпуса 16 и рабочего сопла 17 с регламенированным отверстием.
Для обеспечения герметизации 35 рабочие элементы устройства снабжены уплотнительными кольцами 18-23. Давление промывочной жидкости показаны стрелками.
Устройство работает следующим 40 образом.
В процессе бурения долото, перекатываясь по ухабообразному забою скважины, является источником продольных поперечных и крутильных колебаний, действующих на различные
Г
45 элементы бурильной колонны.
Гидравлический центратор устанавливается в нижней части бурильной колонны, например, над долотом.
При спуске инструмента на забой промывочная жидкость, находящаяся в скважине, поднимает плавающий поршень вверх, обеспечивая себе доступ через калиброванное отверс тие р в дополнительную замкнутую 55 поло ть 15 под поршнем.
В процессе бурения промывочная жидкость, подаваемая буровыми насосами, поступает через хвостовик, дроссель, шток и долото на забой.
Перепад давления, срабатываемый в дросселе, создает мощную жидкостную пружину, которая, заставляя двигаться плавающий поршень вниз, прижимает долото к забою. 65
При этом движении поршня открывается калиброванное отверстие Д, обеспечивая доступ промывочной жидкости в основную замкнутую полость
14 над поршнем, закрывается калиброванное отверстие В, повышая давление в дополнительной замкнутой полости 15 под поршнем. Повышение давления передается через отверстие
Г на центрирующие элементы, которые, выдвигаясь, ценТрируют бурильную колонну, калибруют стенку скважины и гасят поперечные колебания.
При отпуске .долота в процессе. перекатывания его по ухабообразному забою поршень, жестко связанный с долотом, двигается вверх, перекрывает калиброванное отверстие Д и открывает отверстие В. При этом повышается давление в основной замкнутой полости 14 над поршнем, которое выдвигает основные центрирующие элементы и обеспечивает гашение продольных и поперечных колебаний.
Амортизирующий узел, размещенный между корпусом и поршнем,. обеспечивает смягчение осевых ударов штока о корпуса. Затем жидкостная пружина прижимает долото к забою и процесс работы повторяется.
Применение гидравлического центратора предлагаемой. конструкции позволяет повысить долговечность опор долота, забойного двигателя бурильной колонны, увеличить механическую скорость бурения и проходку на долото. формула изобретения
1. Гидравлический центратор, включающий корпус с- присоединительной резьбой под колонну бурильных труб, выдвижные центрирующие элементы и поршень, установленный концентрично внутри корпуса с воэможностью осевого перемещения и образующий с ним замкнутую полость для рабочего агента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при бурении твердых пород, он снабжен дополнительными центрирующими элементами, размещенными под основными, а поршень образует в месте их установки с корпусом дополнительные замкнутые камеры, имеет радиальные отверстия для связи замкнутых камер с внутренней полостью корпуса и резьбовой участок для присоединения породоразрушающего инструмента.
2. Центратор по п.l, о т л и ч.а ю шийся тем, что поршень снабжен дросселем.
3 ° Центратор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью
947384 гашения ударных нагрузок, он снабжен амортизирующим узлом, размещенным между корпусом и поршнем.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 69168, кл. Е 21 В 17/10, 1946.
2. Авторское свидетельство СССР
М 344101, кл. Е 21 В 17/10, 1970 (прототий).
947384
Составитель В. Родина
Редактор Л. Горбунова ТехредМ. Гергель
Корректор И. Муска
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 5567/49 Тираж 6.23
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
