RU2085698C1

RU2085698C1 - Centralizer for drill rods

Info

Publication number: RU2085698C1
Application number: RU93020750A
Authority: RU
Inventors: А.И. Конаныхин; В.К. Васильков; В.В. Голдобин; В.А. Конаныхин; М.Б. Макаренко; В.Е. Давыдов
Original assignee: Восточный научно-исследовательский горнорудный институт
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this relates to devices used for ensuring exact direction of drilling well by centering of drilling tool. Drill rod centralizer has body which is made up of two half-sleeves seated on axle and embracing drill rod in groove having radial hole. Body is provided with radially located guide members made in the form of strips which are rigidly and symmetrically fastened on body. Attached to strips by means of screws and washers are elastic plates which are by 5-10 mm longer than aforesaid strips. Holes for screws in elastic plates are elliptic in form. EFFECT: high efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении направленных скважин. The invention relates to drilling equipment and can be used when drilling directional wells.

Известен центратор [1] включающий центральный ствол с подшипником в виде колец, расположенных в проточках центрального ствола, фонарь которого, состоящий из втулки, ограничителей и обойм, в которых с помощью пальца, шайбы и шплинта устанавливаются лопасти из обрезиненного металлического сердечника. Known centralizer [1] comprising a central shaft with a bearing in the form of rings located in the grooves of the central shaft, a lantern of which, consisting of a sleeve, stops and clips, in which blades of a rubberized metal core are mounted with a finger, washer and cotter pin.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и отсутствие технологичности, так как установка центраторов должна производиться при рассоединении штанг и буровой снаряд с частью штанг нужно поддерживать в скважине с помощью дополнительных устройств, а при подъеме бурового снаряда возможен резкий удар центратора о корпус буровой установки, что может привести к аварии. The disadvantage of this device is the design complexity and lack of manufacturability, since centralizers must be installed when disconnecting the rods and the drill string with part of the rods, it is necessary to support the borehole using additional devices, and when the drill is lifted, the centralizer may be struck sharply against the rig body, which may lead to an accident.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является направляющее устройство для буровых штанг [2] включающее корпус с раздвижными упругими опорами, соединенные со штангой посредством подшипника, причем опоры выполнены в виде двух полуобойм, в которых установлены скобы. Closest to the proposed technical solution is a guide device for drill rods [2] comprising a housing with sliding elastic supports connected to the rod by means of a bearing, the supports being made in the form of two half-holes in which the brackets are installed.

Недостатком этого устройства является быстрый износ скоб, контактирующих со стенками скважин, особенно в абразивных породах. Значительно усложнена конструкция устройства из-за необходимости применения переходной штанги с увеличенной толщиной стенки, а следовательно, уменьшением живым (внутренним) сечением бурового става, что приводит, кроме того, к дополнительным потерям давления сжатого воздуха. При применении воздушных пневмоударников, например, М-48 и др. в воздушный поток сжатого воздуха автоматически маленькими порциями равномерно подается масло для смазки трущихся частей, поэтому в применении подшипника нет необходимости. The disadvantage of this device is the rapid wear of the brackets in contact with the walls of the wells, especially in abrasive rocks. The design of the device is significantly complicated due to the need to use a transition rod with an increased wall thickness, and, consequently, a decrease in the live (internal) section of the drill stand, which leads, in addition, to additional pressure losses of compressed air. When using air hammers, for example, M-48, etc., oil is automatically uniformly supplied in small portions into the air stream of compressed air to lubricate the rubbing parts, so there is no need to use a bearing.

Целью изобретения является повышение долговечности и упрощение конструкции. Цель достигается тем, что в центраторе для буровых штанг, включающем корпус, состоящий из полумуфт с упругими раздвижными направляющими опорами, концентрично установленных и соединенных на штанге в проточке, в которой выполнено радиально отверстие, направляющие выполнены в виде жестко закрепленных на корпусе планок с эластичными пластинами, установленными с возможностью радиального перемещения относительно полумуфт. The aim of the invention is to increase durability and simplify the design. The goal is achieved by the fact that in the centralizer for drill rods, comprising a housing consisting of half-couplings with elastic sliding guide bearings, concentrically mounted and connected to the rod in the groove, in which a radial hole is made, the guides are made in the form of planks rigidly fixed to the housing with elastic plates mounted with the possibility of radial movement relative to the coupling halves.

Снабжение корпуса центратора направляющими элементами, выполненными в виде эластичных пластин (например, транспортерной ленты), совмещенных с укороченной на 5 10 мм планкой, жестко закрепленной на корпусе, позволяет фиксировать колонку штанг устойчиво по центру скважины. При этом боковая поверхность пластин контактирует с поверхностью скважины и по мере износа пластины на контакте возможно ее передвижение по радиусу. The supply of the centralizer body with guide elements made in the form of elastic plates (for example, conveyor belts) combined with a shortened by 5 10 mm strap rigidly mounted on the body, allows you to fix the rod column stably in the center of the well. In this case, the lateral surface of the plates is in contact with the surface of the well and, as the plate wears out at the contact, it can move along the radius.

Наличие перечисленных отличительных признаков ведет к приемлемости эксплуатации устройства и к достижению цели повышению долговечности работы и упрощению конструкции устройства. The presence of these distinctive features leads to the acceptable operation of the device and to achieve the goal of increasing the durability and simplifying the design of the device.

На фиг.1 изображен центратор со штангой и направляющие элементы; на фиг. 2 штанга с центратором, продольный разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows a centralizer with a bar and guide elements; in FIG. 2 rod with centralizer, longitudinal section; figure 3 section aa in figure 1.

Центратор содержит корпус, состоящий из двух полумуфт 1 и 2, посаженных на оси 3 и 4 и охватывающих в проточке 5 штангу 6, в которой выполнено радиональное отверстие 7. Корпус снабжен радиально расположенными (не менее четырех) направляющими элементами, выполненными в виде планок 8 жестко и симметрично закрепленных на корпусе, например, с помощью специального крепежного элемента 9. При этом к планкам 8 присоединены удлиненные на 5-10 мм относительно планок эластичные пластины 10 с помощью винтов 11 и шайб 12. Причем отверстия в эластичных пластинах под винты выполнены в форме эллипса. The centralizer contains a housing consisting of two coupling halves 1 and 2, mounted on an axis 3 and 4 and covering a rod 6 in a groove 5, in which a radial hole 7 is made. The housing is equipped with radially arranged (at least four) guide elements made in the form of strips 8 rigidly and symmetrically fixed to the housing, for example, using a special fastening element 9. At the same time, elastic plates 10, elongated by 5-10 mm relative to the plates, are attached to the strips 8 using screws 11 and washers 12. Moreover, the holes in the elastic plates are e screws are elliptical.

Центратор работает следующим образом. The centralizer works as follows.

После забуривания скважины 13 на глубину пневмоударника и одной штанги, в проточку 5 штанги от пневмоударника закрепляют центратор, а после бурения на длину второй штанги в проточку устанавливают второй центратор. Таким образом создают жесткую базу по длине колонны буровых штанг равную длине пневмоударника и двух штанг, которая способствует предотвращению искривления буримых скважин. Кроме того, в абразивных породах при бурении дополнительно устанавливают центраторы с целью уменьшения износа буровых штанг при контактировании со стенками скважин. После бурения нисходящей скважины, например на глубину 70 м, производят подъем колонн штанг в полуавтоматическом режиме. Благодаря тому, что длина эластичных пластин больше длины планок на 5-10 мм с обеих сторон, удар центратора о корпус станка смягчается и при этом не нарушается целостность направляющих элементов центратора. After drilling the well 13 to the depth of the hammer and one rod, a centralizer is fixed to the groove 5 of the rod from the hammer, and after drilling the length of the second rod, the second centralizer is installed in the groove. Thus, a rigid base is created along the length of the string of drill rods equal to the length of the hammer and two rods, which helps to prevent the curvature of drill holes. In addition, centralizers are additionally installed in abrasive rocks during drilling in order to reduce wear of drill rods when in contact with the walls of the wells. After drilling a downhole, for example to a depth of 70 m, the rod columns are lifted in a semi-automatic mode. Due to the fact that the length of the elastic plates is longer than the length of the strips by 5-10 mm on both sides, the impact of the centralizer on the machine body is softened and the integrity of the guide elements of the centralizer is not violated.

При бурении следующей скважины под коронку диаметром 105 мм (новая коронка) устанавливают центратор с диаметром 104 мм. При этом предварительно откручивают на 3 5 оборотов винт и под боковую плоскость пластины на контакте с корпусом проталкивают жесткую прокладку. Винты до отказа закручивают и центратор готов для дальнейшей работы. When drilling the next well, a centralizer with a diameter of 104 mm is installed under the crown with a diameter of 105 mm (new crown). In this case, the screw is preliminarily unscrewed by 3-5 turns and a rigid gasket is pushed under the lateral plane of the plate in contact with the housing. The screws are screwed to failure and the centralizer is ready for further work.

Отработка параметров предлагаемого устройства производиться на шахте Шерегешского рудоуправления по НПО "Сибруда". The testing of the parameters of the proposed device is carried out at the mine of the Sheregesh ore department at NPO Sibruda.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит: повысить долговечность направляющих элементов за счет перемещения эластичных пластин, упростить конструкцию за счет ликвидации пазов в корпусе устройства, повысить надежность центрирования и работы центратора. The application of the proposed device in comparison with the prototype will allow: to increase the durability of the guide elements by moving the elastic plates, to simplify the design by eliminating the grooves in the device body, to improve the reliability of centering and operation of the centralizer.

Claims

A centralizer for drill rods, comprising a housing consisting of half-couplings, with elastic sliding guide bearings concentrically mounted and connected to a rod in a groove in which a radially bore is made, characterized in that the guides are made in the form of planks rigidly fixed to the housing with elastic plates, mounted with the possibility of radial movement relative to the coupling halves.