RU158025U1 - Разделитель бс-178 - Google Patents

Abstract

1. Разделитель для компоновки низа бурильной колонны, характеризующийся тем, что состоит из корпуса телесистемы, в который входит один конец ниппеля с центратором, а другой конец ниппеля закручен на штуцер, входящий в верхний переводник изолятора, при этом штуцер и ниппель выполнены с удлиненным конусообразным концом с параллельными кольцевыми пластинами, расположенными с постоянным шагом относительно друг друга и выполненными с возможностью заливки изоляционным компаундом.2. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что изоляционный компаунд представляет собой эпоксидный клей, состоящий из эпоксидной смолы с добавлением куралона.3. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что между штуцером и верхним переводником изолятора расположена направляющая втулка потока.4. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что штуцер и ниппель содержат герметизирующие втулки внутренней оболочки.5. Разделитель по п. 4, характеризующийся тем, что на ниппель установлена диэлектрическая центрирующая втулка.

Description

Полезная модель относится к аппаратуре бескабельной системы телеметрической и предназначена для оперативного управления траекторией ствола наклонно направленных и горизонтальных скважин в процессе бурения гидравлическими забойными двигателями с использованием для передачи информации электромагнитного беспроводного канала связи.

Из уровня техники известен электрический разделитель, включающий верхний и нижний переводники, электрически изолированные друг от друга, внутреннюю трубу и изолирующие слои. При этом соединения внутренней трубы и верхнего переводника, а также верхнего и нижнего переводников выполнены по коническим поверхностям с малым углом конусности при помощи сварки, или шпонки, или штифта (RU 2384701, 20.03.2010).

Известен электрический разделитель, состоящий из двух свинчиваемых деталей: муфтовой части и ниппельной части, на обеих частях выполнена специальная коническая резьба. По резьбе сформирована диэлектрическая прокладка. На наружной поверхности электрического разделителя выполнен диэлектрический слой, а на внутренней поверхности - диэлектрический слой или диэлектрическая вставка (RU 2250994, 27.04.2005).

Известен электрический разделитель скважинного прибора телеметрической системы, содержащий составной металлический корпус с присоединительными резьбами на обоих концах, состоящий из верхнего и нижнего переводников, а также промежуточной вставки, расположенной между ними, соединенных между собой резьбовыми соединениями, в которых отдельные металлические части изолированы друг от друга слоем диэлектрика, участок наружного покрытия из диэлектрического материала, канал для прохождения бурового раствора, в котором установлена диэлектрическая втулка. Промежуточная вставка выполнена с ниппельными резьбами, внутри нее концентрично установлена диэлектрическая втулка, выступающие концы которой развальцованы и прижаты к торцам промежуточной вставки фиксирующими втулками, причем выступающие части фиксирующих втулок входят во внутренние проточки, выполненные в верхнем и нижнем переводнике и уплотнены, тонкостенная часть фиксирующей втулки раскатана внутри диэлектрической втулки, на торцах фиксирующих втулок и во внутренней проточке нижнего и верхнего переводника выполнены кольцевые выступы, между которыми установлены дополнительные уплотнительные кольца, а наружное покрытие полностью закрывает промежуточную вставку и частично заходит на верхний и нижний переводники, при этом на верхнем и нижнем переводниках со стороны промежуточной вставки выполнены наружные проточки на длину захода на них наружного покрытия, а на цилиндрических поверхностях, образованных наружными проточками, выполнены пазы, предотвращающие отворот резьб, соединяющих отдельные части электрического разделителя (RU 2425214, 27.07.2011). Данный патент может быть принят за прототип.

Недостатками известных конструкций являются недостаточная надежность и большое время и трудозатраты при бурении скважин.

Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании разделителя для компоновки низа бурильного колонны, который исключал бы указанные выше недостатки.

Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик за счет равномерного распределения как осевых так и радиальных нагрузок, повышения надежности (разделитель менее подвержен сломам), обеспечении при незначительном отвороте удерживать вес компоновка низа бурильной колонны (КНБК) при бурений нефтяных и газовых скважин и надежности при крутящих моментов роторного типа бурения.

Заявленный технический результат достигается в разделителе для компоновки низа бурильного колонны, состоящем из корпуса телесистемы, в который входит один конец ниппеля с центратором, а другой конец ниппеля закручен на штуцер, входящий в верхний переводник изолятора, при этом штуцер и ниппель выполнены с удлиненным конусообразным концом с параллельными кольцевыми пластинами, расположенными с постоянным шагом относительно друг друга и выполненными с возможностью заливки изоляционным компаундом.

Изоляционный компаунд представляет собой эпоксидный клей, состоящий из эпоксидной смолы с добавлением куралона.

Между штуцером и верхним переводником изолятора расположена направляющая втулка потока.

Штуцер и ниппель содержат герметизирующие втулки внутренней оболочки.

На ниппель установлена диэлектрическая центрирующая втулка.

Преимущества использования решения «Разделитель БС-178» перед известными решениями:

1) Использование немагнитных материалов исключат влияние на показание приборов по азимуту в процессе наклонно-направленного бурения.

2) Конструкция «Разделитель БС-178» изготовлено из условия равнопрочности изделия, что исключает опасно-нагруженных сечений в процессе выполнения работ.

3) Изоляционный компаунд (клеевое соединение) выдерживает большие нагрузки в процессе эксплуатации.

4) Решение «Разделитель БС-178» менее трудоемкое при проведении ремонтно-восстановительных работ.

5) Немагнитные материалы, применяемые при изготовлении, менее подвержены сломам и тем самым исключают возможность аварийных ситуаций при выполнении бурения наклонно-направленных скважин.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 в разрезе изображен общий вид разделителя для компоновки низа бурильного колонны; на фиг. 2 - штуцер; на фиг. 3 - ниппель.

Как при бурении с морских платформ так и на наземных буровых установках используется разветвленная система добычи нефтяных и газовых залежей.

Данный разделитель (прибор) включается в компоновку низа бурильного колонны (КНБК) для наклонно-направленного бурения между забойным двигателем и буровым инструментом. При помощи данного разделителя и использования модуля электронного скважинного производится ориентирование в процессе бурения по азимуту, зениту и отклонителю, для более эффективной добычи нефтяных и газовых залежей.

Разделитель состоит из верхнего переводника изолятора 1; штуцера 2; ниппеля 3; корпуса телесистемы 4; центратора 5; диэлектрических центрирующих втулок 6; направляющей втулки потока 7; герметизирующие втулки внутренней оболочки 8.

Верхний переводник изолятора 1 выполнен без проточки под технологический хомут - прочность переводника выше, исключает возможность образования трещин и сломов в процессе бурения.

Штуцер 2 и ниппель 3 изготовлены из немагнитной стали и выполнены с удлиненным конусообразным концом с параллельными кольцевыми пластинами (специфическая резьба специальная), расположенными с постоянным шагом относительно друг друга и выполненными с возможностью заливки изоляционным компаундом. Такое выполнение штуцера 2 и ниппеля 3 с подклеевым соединением рассчитаны из условия равнопрочности готового изделия. В собранном виде (склеенном) штуцер 2 и ниппель 3 ч/з пластины и центрирующие втулки 6 представляет собой диэлектрический переводник (изолятор) - составная часть разделителя. Данный переводник имеет большее сопротивление с известными аналогами и выдерживает большие механические нагрузки за счет рассчитанной и склеенного между собой соединения.

Корпус телесистемы 4 выполнен из немагнитной стали цельной заготовки, без нижнего переводника разделителя, что исключает дополнительное резьбовое соединение, таким образом конструкция получается более прочной и легче в процессе изготовления и ремонтно-восстановительных работах.

Центратор 5 выполнен из немагнитной стали, что значительно снижает риск быстрого износа в процессе циркуляции бурового раствора через разделитель.

Направляющая втулка 7 потока на аналогичных конструкциях отсутствует. Данная втулка 7 исключает износ внутренней поверхности верхнего переводника изолятора 1 и штуцера 2 в процессе проведения бурения наклонно-направленных скважин.

Герметизирующие втулки внутренней оболочки 8 в аналогичных конструкциях отсутствуют. Данные втулки не допускают попадания потока промывочной жидкости к месту контакта полиуретана и метала, в полость между штуцером 2 и ниппелем 3, что приводит к длительной эксплуатации внутренней поверхности изолятора.

Охранный кожух генератора единая целая единица, выполненная из стали и предназначен для направления промывочной жидкости при установки генератора в разделитель по сравнению с аналогами он выполнен без переходных резьб и увеличенным диаметром под установки технологического хомута, тем самым исключая возможность слома в места резьбовых соединений. Данный элемент наворачивается на верхний переводник изолятора 1.

Отличительной особенностью данной конструкции от аналогов являются удлиненные концы (элементы) штуцера и ниппеля с параллельными кольцевыми пластинами (со специфической спец. Резьбой), позволяющими при заливке изоляционным компаудом выдержать меж. резьбовой зазор рассчитанный на равномерное распределение изоляционного слоя. Так же удлиненный тип штуцера и ниппеля позволяет равномерно распределять как осевые так и радиальные нагрузки, менее подвержен сломам, при незначительном отвороте продолжает удерживать вес КНБК при бурений нефтяных и газовых скважин.

Специальный клеевой состав - компаунд, применяемый как изоляционный слой между штуцером и ниппелем, поступающий в (резьбовое) соединение с параллельными кольцевыми пластинами под давлением является своего рода диэлектриком, так как данный разделитель применяется только при бурении с использованием электромагнитного канала связи.

По сравнению с аналогом конструкция штуцера имеет на теле посадочную шейку диаметром 160 мм. под хомут, выполненную как единую деталь, что в свою очередь обеспечивает надежность при крутящих моментов роторного типа бурения.

Используемый клеевой состав - компаунд, соединения с параллельными кольцевыми пластинами надежно удерживает данное соединение от вероятных ослаблений.

При помощи данного разделителя значительно сокращается время и трудозатраты при бурении скважин. Используя данный разделитель можно в режиме онлайн направлять скважину согласно плана программ на проведение бурения наклонно-направленных скважин предоставленных заказчиком, тем самым, можно увидеть пробуренные скважины и, следовательно, более эффективно производить забор продукта нефтяных и газовых залежей.

Заявленный разделитель легко и быстро монтируется в КБКН, износостоек и не подвержен коррозии, эластичен и при этом достаточно тверд, выполнен из немагнитных материалов, который по своим свойствам не оказывает влияние на магнитный азимут тем самым проводка скважин при бурении производится качественно и в срок.

Данный разделителя в момент бурения скважины с вращением бурового инструмента не подвержен сломам за счет своей эластичности и вязкости, что в свою очередь сокращает риск оставления КНБК на забое и уменьшает норму времени по углублению скважины для более быстрого и качественно выполнения работ.

Заливка разделителя

1 Подготовка к контрольной сборке:

1.1 Подгонка капролоновых втулок на токарном станке (индивидуально под каждый разделитель).

1.2 Снятие всех заусенцев (притупление острых кромок), снимаем тонкую часть первого витка спецрезьбы в штуцере при помощи зубила и молотка.

1.3 Чистка ниппеля и штуцера от стружки и грязи (продувка сжатым воздухом и протирка растворителем “646” всей поверхностей. 2 Контрольная сборка и опресовка.

2.1 Зажимаем ниппель на гидравлическом ключе.

2.2 Установить все капролоновые втулки с уплотнительными кольцами между ниппелем и штуцером.

2.2.1 На ниппель согласно спецификации устанавливаем уплотнительные кольца по ГОСТ 9833-73:

1) Поз. №19 135-140-36 в количестве 2 шт.

2) Поз. №16 089-095-36 в количестве 3 шт.

2.2.2. На втулку согласно спецификации устанавливаем уплотнительные кольца по ГОСТ 9833-73: поз. №20 150-155-36 в количестве 2 шт.

2.2.3. На втулку согласно спецификации устанавливаем уплотнительные кольца по ГОСТ 9833-73: поз. №17 099-105-36 в количестве 3 шт.

2.2.4 Устанавливаем втулку на посадочное место ниппеля Ф 144 мм.

2.2.5 Устанавливаем втулку на посадочное место ниппеля Ф 95 мм.

2.3 Подготовить оснастку, удалить пыль и грязь; протереть растворителем «646».

2.4 На один конец трубы оснастки одеваем защитную втулку (стакан), устанавливаем оснастку со стороны ниппеля.

2.5 Аккуратно наворачиваем штуцер на ниппель на параллельные кольцевые пластины (по спецрезьбе) до упора.

2.6 Установить угол “контакта”: закручиваем до упора штуцер на ниппеле, замеряем мегомметром на короткое замыкание, потихоньку отворачиваем против часовой стрелки до устойчивого отсутствия короткого замыкания (на приборе показывает значение знака бесконечности) - ставим единую риску маркером на ниппеле и штуцере, отворачиваем дальше против часовой стрелки до второго замыкания, когда замкнет потихоньку закручиваем по часовой стрелке до устойчивого отсутствия замыкания - прочерчиваем продолжение риски штуцера на ниппеле, замеряем расстояние между рисками по диаметру на ниппеле, полученное значение делим пополам (значение угла “контакта” должно быть 8-12 см), отмеряем среднюю линию, ставим риску со стрелкой. Далее заворачиваем штуцер по часовой стрелке до совмещения средней риски на ниппеле и риски на штуцере.

2.7 Поджать контргайку на оснастке со стороны штуцера (зафиксировать изолятор от проворота).

2.8 Проверяем опресовку параллельных кольцевых пластин (спецрезьбы): закручиваем штуцер на ниппель, подсоединяем шланг большего диаметра ведущего от реактора. К крышке реактора с манометром подсоединяем шланг компрессора со сжатым воздухом. Проверяем свободный проход воздуха и опресовки давлением (подаем давление воздуха до 5-8 атм. Перекрываем кран подачи воздуха, смотрим давление в течение 5 мин (давление не должно падать).

2.9. Проверяем опресовку приспособления: с обеих сторон закрепляем на хомуты шланги, один из них подсоединяем к реактору, а второй поджимаем зажимами. Проверяем по аналогии опресовки.

2.10. Если изделие не держит давление, то его разбираем на детали и устраняем причину, после чего заново опресовываем.

3. Дробеструйная обработка.

3.1. Разобрать на детали разделитель.

3.2. Промыть растворителем «646» и обезжирить используя «нефрас» (рис. 3) все комплектующие (ниппель, штуцер, капролоновые кольца и втулки, резиновые уплотнители, защитные втулки).

3.3. Установить защитные втулки на места посадок под уплотнения и резьбы.

3.4. Слить конденсат с ресивера; дробь должна быть чистой и сухой (при необходимости заменить).

3.5.Обработать поверхность дробью в дробеструйной камере (контроль визуальный; не должно быть блестящих проблесков) до матовой поверхности.

3.6. Снять все защитные втулки, не касаясь обработанных поверхностей и обдуть сжатым воздухом от дроби и пыли.

3.7. Нанести тонким слоем грунт при помощи кисти (праймер АДВ-23 (рис. 3.4)) на все поверхности, которые в дальнейшем будут соприкасаться с полеуретаном. Время между дробеструйкой и нанесением праймера не должно превышать 30 мин.

4. Сборка ниппеля и штуцера для заливки.

4.1. Подготовить оснастку, т.е. удалить пыль и грязь; нанести Антиадгезив на рабочие поверхности.

4.2. Установить уплотнительные кольца на ниппель и смазать тонким слоем силикона (смазывать только кольца), установить втулки на ниппель с уплотнительными кольцами не касаясь обработанных поверхностей. Уплотнительные кольца смазать силиконовой смазкой.

4.3. Установить оснастку в ниппель и аккуратно навернуть штуцер.

4.4. Установить угол “контакта” (замерить, разметить маркером, выставить по средней линии). См. пункт 2.6.

Поджать контргайку на оснастке, т.е. зафиксировать изолятор от проворота.

4.5. Подогреть сборку в печи до 90-100 градусов в течение 1-1,5 ч.

5. Заливка спецрезьбы.

5.1.Приготовить и взвесить на электронных весах 2496 грамм смолы и куралон 444 грамм по таблице пропорций.

5.2 Смолу подогреть в печи при 60 градусах и отвакуумировать, емкость вакууматора - “казан” протереть растворителем от грязи, в “казан” поместить нагретую смолу, закрыть крышкой (крышку обмотать фумлентой и смазать литолом, подсоединить шланг от вакууматора к манометру, от манометра к крышке емкости вакууматора; открыть краны, включить вакууматор и подавать вакуум в течение 15-20 мин при вакууме “-1” кгс/см².

5.2 Реакторы протереть изнутри растворителем, промазать литолом, подогреть реакторы до 40-60 градусов.

5.3 Приготовить: дрель с миксером (обезжиренным «нефрасом»), пассатижи, канцелярский нож, гаечные ключи, шарик со спецболтом, зажимы для шлангов, “крокодилы” с плоскими губками, секундомер, вакуумный стенд, компрессор, скотч с тряпками.

5.4 Установить вертикально “сборку” на приспособление, подсоединить реактор, открыть крышку, установить на горловину уплотнительное кольцо промазанное литолом.

5.5 Время заливки 12-15 мин.:

- Растопить куралон на плите до 105-120 градусов, попутно приготовить дрель с миксером.

- Залить куралон в смолу при непрерывном помешивании дрелью с миксером в течении 30-60 сек., с момента смешивания смеси включить секундомер и постоянно контролировать.

- Залить смесь в реактор, закрыть крышку с манометром, подать вакуум; после набора “-1” время выдержки 1,5 мин.

- Плавно убрать вакуум, подсоединить шланг от компрессора к крышке реактора, подать давление сжатого воздуха Р-0 атм и открыть кран подачи смеси (вентиль расположен снизу реактора), дальше подаем давление до Р-2.2 атм.

- В период поступления смеси из реактора в разделитель, шланг периодически поджимаем «крокодилами» с плоскими губками - это способствует выводу воздуха из смеси.

- По заполнении и выходу смеси сверху установить шарик со спецболтом, снизу прижать шланг зажимом.

- По окончании пролива отрезать шланг ведущий от реактора к ниппелю, закрыть отверстия обмотав концы шлангов тряпкой и скотчем.

6. Заливка внутреннего изоляционного отверстия проводится по аналогии.

7. Полимеризация.

7.1 Осторожно снимаем сборку с вертикального приспособления и помещаем в печь.

7.2 Полимеризация происходит при 95-110 градусах в течении 20 часов.

7.3 По окончании полимеризации извлечь из печи, дать остыть изделию.

8. Герметизация изделия.

8.1 Извлечь оснастку и осмотреть торцы внутренней полости.

8.2 Демонтировать: спецболт, шланги и заливочный штуцер. Оснастку разобрать, очистить от остатков смеси, заменить шланги и собрать.

8.4 Очистить отверстия входа и выхода

8.3 Установить шарик 5,95 ГОСТ 3722-81 (подшипник. 200 ГОСТ 8338-75) на входе и выходе заливки и зафиксировать пробками (болт М10 ГОСТ 7808-70), из немагнитного материала (12Х18Н10Г); обезжирить, нанести локтайд. Лишнее спилить ножовкой по металлу. Место спила зачистить напильником по металлу.

8.4 Очистить торцы (если по торцу есть пузырьки, то заделать смесью полиуретана или эпоксидной смолой при помощи шприца), очистить резьбы и установить немагнитные втулки с резиновыми уплотнителями на “нейтральный” силиконовый герметик. Навернуть вовнутрь до упора с двух сторон разделителя.

8.5 Изделию дать отлежаться при комнатной температуре в сухом помещении 15 суток.

9. Обмотка стеклолентой и клеем.

9.1 Готовим грунт (соотношение отвердителя к смоляной части 1:4): взвешиваем 100 г. смоляной части Этал-10/45 TZ2, добавляем 25 г.отвердителя Этал-10/45 TZ2, смешиваем между собой и подогреваем промышленным феном. Грунт после приготовления следует использовать в течение 1 часа.

9.2 Обезжириваем растворителем «646» поверхность которую будем грунтовать.

9.2 Грунтуем обматываемую поверхность кистью тонким слоем, 5-10 мин даем загустеть.

9.3 Готовим клей (соотношение отвердителя к смоляной части 1:4): взвешиваем 300 г. смоляной части Этал-10-К-2, добавляем 75 г. отвердителя Этал-10-К-2, смешиваем между собой и подогреваем промышленным феном.

9.4 Наносим клей на грунтованную поверхность, затем по кругу начинаем наматывать с небольшим натягом стеклоленту Т-11 (Т-13).

Обмотку чередуем так: два слоя стеклоленты, слой клея. Обматываем до тех пор пока диаметр обмотки не будет меньше диаметра разделителя примерно на 5 мм.

Дать обмотке высохнуть в течение 24 часов.

Claims (5)

1. Разделитель для компоновки низа бурильной колонны, характеризующийся тем, что состоит из корпуса телесистемы, в который входит один конец ниппеля с центратором, а другой конец ниппеля закручен на штуцер, входящий в верхний переводник изолятора, при этом штуцер и ниппель выполнены с удлиненным конусообразным концом с параллельными кольцевыми пластинами, расположенными с постоянным шагом относительно друг друга и выполненными с возможностью заливки изоляционным компаундом.

2. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что изоляционный компаунд представляет собой эпоксидный клей, состоящий из эпоксидной смолы с добавлением куралона.

3. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что между штуцером и верхним переводником изолятора расположена направляющая втулка потока.

4. Разделитель по п. 1, характеризующийся тем, что штуцер и ниппель содержат герметизирующие втулки внутренней оболочки.

5. Разделитель по п. 4, характеризующийся тем, что на ниппель установлена диэлектрическая центрирующая втулка.

Images