НАДДОЛОТНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КАЛИБРАТОР-ЦЕНТРАТОР С МНОГОЭТАЖНЫМИ ЦЕНТРИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Полезная модель относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для центрирования низа бурильной колонны и калибрования ствола скважины.
Известен наддолотный центробежный калибратор-центратор, предназначенный для установки на валу забойного двигателя и состоит из корпуса, обоймы и выдвигаемых плашек. Между корпусом и обоймой в кольцевой проточке размещены плашки, которые за счет центробежной силы при вращении вала забойного двигателя выдвигаются из окон, профрезированных в обойме, контактируя со стенкой скважины [Попов А.Н., Спивак А.И., Акбулатов Т.О. Технология бурения нефтяных и газовых скважин, 2003]. Одним из его недостатков является отсутствие возможности управления рабочим диаметром центратора-калибратора, из-за невозможности регулирования степеней выдвижения каждой плашки в отдельности, что не обеспечивает возможности универсализации его использования, кроме этого по мере износа рабочих поверхностей теряются калибрующие и центрирующие свойства.
Известен наиболее близкий к заявляемому наддолотный центробежный калибратор-центратор, содержащий корпус, обойму, выполненную с выступами по направлению вращения, плашки, выполненные с ответными впадинами, которые прижимаются к корпусу возвратной пружиной, отличающийся тем, что в теле каждой плашки выполнена полость, которая заполнена свинцом [Патент на полезную модель №153414, 2014]. Одним из его недостатков является сравнительно небольшая площадь контакта центрирующих элементов устройства со стенками скважины, вследствие этого - возникновение перекоса и соскальзывание опорных элементов, следовательно, невысокая надежность устройства.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу создания нового устройства - калибратора-центратора с достижением следующего технического результата: обеспечение надежного сцепления и удержания устройства на стенках скважины за счет центрирующих элементов, выполненных в виде двух-, трехэтажно расположенных в шахматном порядке дискретных самовыдвигающихся лопастей, что обеспечивает гибкую управляемость рабочего диаметра инструмента.
Технический результат достигается тем, что в наддолотном центробежном калибраторе-центраторе, содержащем корпус, обойму, выполненную с выступами по направлению вращения, внутри которой размещены самовыдвигающиеся под действием центробежных сил плашки, выполненные с ответными впадинами, прижимающиеся к корпусу возвратной пружиной и утяжеленные свинцом, согласно полезной модели плашки расположены в 2-3 этажа в шахматном порядке.
Наличие двух-трех рядно, в шахматном порядке расставленных, саморегулирующих степень выдвижения центрирующих элементов, создает постоянный контакт центрирующего инструмента и скважины, равномерно отжимая инструмент от стенки скважины, обеспечивает стабилизацию траекторных параметров ствола скважины в процессе бурения.
Количество этажей плашек ограничивается длиной устройства, таким образом, с увеличением количества выдвижных центрирующих элементов (плашек), увеличивается масса всего устройства, что позволяет увеличить величину центробежной силы без изменения геометрии центрирующей плашки, следовательно, достигнуть лучшей управляемости. В то время как, многорядное шахматное расположение опорных лопастей обеспечивает стабильность фиксации вспомогательного оборудования, подверженного колебательным процессам и динамическим нагрузкам.
На фиг. 1 представлен общий вид наддолотного центробежного калибратора-центратора, на фиг. 2 - разрез А-А.
Наддолотный центробежный калибратор-центратор состоит из корпуса 1, на котором навинчена обойма 2. В кольцевом пространстве между корпусом и обоймой размещены утяжеленные плашки 3, 4. Плашки прижимаются к корпусу возвратной пружиной 5.
Наддолотный центробежный калибратор-центратор работает следующим образом. При вращении корпуса 1 из обоймы 2 выдвигаются плашки 3, 4 до соприкосновения со стенкой скважины под действием центробежной силы. При этом силы трения задерживают вращение плашки, и ее впадина входит во взаимодействие с выступом обоймы. Устройство равномерно с усилием, равным центробежной силе, отжимается от стенок скважины. При прекращении вращения плашки утапливаются в обойму усилием возвратной пружины 5.
Использование предлагаемой полезной модели позволит обеспечить надежную фиксацию устройства на стенках скважины за счет многорядных, расположенных в шахматном порядке, опорных лопастей и стабилизировать проводку различных участков скважины.