ЦЕНТРАТОР ГИДРАВЛИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ЦЕНТРИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
HYDRAULIC AND MECHANICAL CENTRALISER WITH CHANGEABLE GEOMETRY OF ALIGNING ELEMENTS

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано для центрирования бурильной колонны.
Известен центратор бурильного инструмента [Патент РФ 2151853, E21B 17/10, Центратор бурильного инструмента, опубл. 27.06.2000], содержащий 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.
Недостатком указанного центратора является сложность его конструкции.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является центратор гидавлико-механический с изменяемой геометрией центрирующих элементов (″Технология бурения нефтяных и газовых скважин″ под общей ред. А.И. Спивака - М., Недра, 2004, с.450), содержащий переводник для присоединения к колонне бурильных труб, соединенный с переводником резьбой верхний корпус, втулку, являющуюся ограничителем хода для плашек, перемещающихся по конусному корпусу и удерживающихся на нем соединением типа «ласточкин хвост», нижний корпус с гидравлическими каналами для промывочной жидкости и цилиндр, являющиеся направляющими для поршня-толкателя, разрезанного на четыре части по числу плашек, уплотнения, болты, отверстие для соединения внутренней полости центратора с полостью цилиндра, башмак, жестко связывающий нижний корпус и цилиндр, служащий также для соединения центратора с колонной бурильных труб, монтажное отверстие.
Недостатком данного центратора является возможность самопроизвольного перехода плашек из транспортного положения в рабочее (диаметр центратора равен диаметру долота) во время спуско-подъемных операций, что может привести к заклиниванию бурильной колонны.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу исключения самопроизвольного перехода плашек из транспортного положения в рабочее во время спуско-подъемных операций за счет системы фиксации. Таким образом, полноразмерность центратора будет обеспечиваться только в процессе бурения, а именно в момент циркуляции промывочной жидкости.
Технический результат достигается тем, что в центраторе гидравлико-механическом с изменяемой геометрией центрирующих элементов, содержащем переводник для присоединения к колонне бурильных труб, соединенный с переводником резьбой верхний корпус, втулку, являющуюся ограничителем хода для плашек, перемещающихся по конусному корпусу, нижний корпус с гидравлическими каналами для промывочной жидкости и цилиндр, являющиеся направляющими для поршня-толкателя, разрезанного на четыре части по числу плашек, уплотнения, болты, отверстие для соединения внутренней полости центратора с полостью цилиндра, башмак, жестко связывающий нижний корпус и цилиндр, монтажное отверстие, согласно изобретению верхний корпус имеет гидравлические каналы для промывочной жидкости, которые переходят в отверстия, проходящие через корпус конуса и корпус плашек, в которых расположены стопорные пальцы, пружины и болты.
Также технический результат достигается тем, что в случае износа пружины, ее можно заменить, отвернув болт прямо на буровой. Болт также может послужить для регулирования жесткости пружины при разных давлениях внутри колонны.
На фигуре представлен общий вид центратора в транспортном положении.
Центратор гидравлико-механический с изменяемой геометрией центрирующих элементов содержит переводник 1, соединенный с переводником резьбой верхний корпус 2, втулку 3, являющуюся ограничителем хода для плашек, конус 4, четыре плашки 5, четыре стопорных пальца 6, четыре пружины 7, четыре болта 8, четыре гидравлических канала 9, нижний корпус 10, поршень-толкатель 11, цилиндр 12, уплотнения 13,14, четыре болта 15, отверстие 16 для соединения внутренней полости центратора с полостью цилиндра, башмак 17, жестко связывающий нижний корпус и цилиндр, монтажное отверстие 18.
Нижний корпус 10 с гидравлическими каналами для промывочной жидкости и цилиндр 12 являются направляющими для поршня-толкателя 11, разрезанного на четыре части по числу плашек 5.
Верхний корпус 2 имеет гидравлические каналы для промывочной жидкости, которые переходят в отверстия, проходящие через корпус конуса 4 и корпус плашек 5. Плашки 5 выполнены перемещающимися по корпусу конуса 4 и удерживающимися на нем соединением типа «ласточкин хвост».
Центратор работает следующим образом. Во время спуско-подъемных операций центратор находится в транспортном положении, т.е. плашки центратора жестко зафиксированы. С началом промывки поток промывочной жидкости, проходя по колонне, поступает через гидравлические каналы 9 в полости конуса 4 и под действием давления выталкивает стопорные пальцы 6 в полости плашек 5 и освобождает их. Одновременно поток промывочной жидкости поступает через отверстие 16 в полость цилиндра 12 и под действием давления приподнимает поршень 11, что, в свою очередь, выталкивает плашки 5, которые начинают двигаться по конусу 4 вверх и переходят в рабочее положение. После завершения промывки и приподнимания бурильной колонны вверх, плашки 5 начнут двигаться вниз по конусу 4 за счет трения о стенки скважины, тем самым заталкивая поршень 11 обратно в цилиндр 12. Когда плашки 5 упрутся в поверхность нижнего корпуса 10, стопорные пальцы переместятся по отверстиям из полостей плашек обратно в полости конуса за счет упругости пружин 7 и зафиксируют плашки.
Использование предлагаемого изобретения позволит исключить самопроизвольный переход плашек из транспортного положения в рабочее во время спуско-подъемных операций, что позволит избежать заклинивания бурильной колонны, увеличит срок службы центратора и уменьшит вероятность осложнений.