УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ЦЕНТРИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПОНОВКИ НИЗА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к средствам измерения износа трехлопастных или трехгранных центрирующих элементов компоновки низа бурильной колонны (КНБК).
Значение фактического износа центрирующих элементов КНБК необходимо для разработки методики их рациональной отработки и установления причин аварий, обусловленных заклиниванием КНБК при их спуске и подъеме.
На практике в качестве центрирующих элементов КНБК часто используют трехлопастные или трехгранные калибраторы - центраторы и трехшарошечные расширители.
Устройств для измерения износа трехлопастных или трехгранных центрирующих элементов КНБК из существующего уровня техники не известно. Износ оценивают визуально с помощью подручных средств.
Полезная модель решает задачу разработки устройства для измерения износа центрирующих элементов КНБК, которое характеризуется тем, что включает трехлопастной или трехгранный калибратор - центратор, кольцевой шаблон и линейный измеритель, при этом калибратор - центратор установлен внутри кольцевого шаблона с возможностью контакта высшими точками двух лопастей или граней, находящихся в одной горизонтальной плоскости, с внутренней поверхностью шаблона, а линейный измеритель установлен с возможностью замера зазора между высшей точкой третьей лопасти или грани и внутренней поверхностью шаблона в направлении от его центра.
На представленных чертежах изображено: на фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - расчетная схема устройства.
Устройство состоит, например, из калибратора - центратора 1, имеющего цилиндрический корпус 2 с закрепленными на нем под углом 120° друг относительно друга тремя спиральными лопастями 3, кольцевого шаблона 4 и линейки 5.
Устройство работает следующим образом.
Для измерения износа калибратор - центратор 1 перед началом бурения размещают внутри кольцевого шаблона 4 таким образом, чтобы высшие точки двух лопастей 3, находящиеся в одной горизонтальной плоскости, были плотно прижаты к внутренней поверхности шаблона 4. Линейку 5 устанавливают так, чтобы замерить зазор между высшей точкой третьей лопасти 3 и внутренней поверхностью шаблона 4. Аналогично производят замер зазора после окончания бурения. Для нахождения фактического износа лопастей 3 используют, например, математическую зависимость:
ЦН
ЦК
U=D-D,
ЦН
ЦК
где D - фактический диаметр калибратора - центратора 1 перед началом бурения, D - фактический диаметр калибратора - центратора 1 после окончания бурения.
Для нахождения фактического диаметра калибратора - центратора 1 используют расчетную схему изображенную на фиг.2. Точки А, В, С на этой схеме определяют положения высших точек лопастей 3. Из геометрических соотношений можно записать следующие очевидные формулы:
Выполнив элементарные преобразования, находим:
ц
ш
Формула (6) определяет фактический диаметр калибратора - центратора 1(D) через внутренний диаметр шаблона (D) и зазор между третьей лопастью 3 и внутренним диаметром шаблона (Δ). Эту зависимость можно использовать при любом реальном сочетании диаметров шаблона и центратора.
Поскольку лопасти 3 калибратора - центратора в процессе работы изнашиваются неравномерно, то целесообразно рассчитывать их фактические диаметры в трех, четырех различных горизонтальных плоскостях.