RU62419U1

RU62419U1 - WELL EQUIPMENT CENTER

Info

Publication number: RU62419U1
Application number: RU2006141687/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Викторович Мелинг; Сергей Леонидович Багнюк; Альберт Салаватович Ягафаров; Денис Владимирович Максимов; Виталий Евгеньевич Пронин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2007-04-10

Abstract

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования. Центратор скважинного оборудования содержит корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами и центральным каналом, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, при этом каждая плашка поджата наружу пружинами сжатия, а корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним выступами. Кроме того, оправка снабжена полыми цилиндрическими выступами, а плашки цилиндрическими выборками, в которые вставлены цилиндрические выступы оправки с возможностью герметичного осевого перемещения, при этом корпус снабжен наружными кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и полостями цилиндрических выступов оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса. Техническим результатом является обеспечение точного направления движения скважинного оборудования и снижение его вибраций в процессе работы путем жесткого центрирования. 1 илл.The proposal relates to the oil and gas industry, namely, devices for centering downhole equipment. The downhole equipment centralizer comprises a housing with upper and lower connecting threads and a central channel, a mandrel mounted to rotate on the outer surface of the housing, dies placed uniformly around the mandrel perimeter with the possibility of limited outward radial movement of the stops, with each dies pressed outward by compression springs and the housing above and below the mandrel is provided with upper and lower protrusions. In addition, the mandrel is equipped with hollow cylindrical protrusions, and the dies are cylindrical samples, into which the cylindrical protrusions of the mandrel are inserted with the possibility of tight axial movement, while the casing is provided with external annular grooves communicating with the central channel and the cavities of the cylindrical protrusions of the mandrel, the mandrel being sealed from above and below relative to the body. The technical result is to ensure the exact direction of movement of the downhole equipment and reduce its vibration during operation by tight centering. 1 ill.

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройствам для центрирования внутрискважинного оборудования.The proposal relates to the oil and gas industry, namely, devices for centering downhole equipment.

Известен "Центратор" (патент US №4284154, Е21 В 17/10, приор. 18.08.1981 г.), содержащий корпус с присоединительными резьбами и вращающейся оправкой с продольными выборками, расположенной в пределах корпуса, при этом между корпусом и оправкой расположено несколько опор вращения, износостойкие плашки с полостями, расположенные по периметру в продольных выборках оправки, направляющие, установленные со скользящей посадкой в полостях плашек, при этом каждая плашка оснащена выталкивающей радиально наружу пружинной шайбой, установленной в одной из его полостей.The well-known "Centralizer" (US patent No. 4284154, E21 B 17/10, prior. 08/18/1981), comprising a housing with connecting threads and a rotating mandrel with longitudinal samples located within the housing, while several between the housing and the mandrel rotation bearings, wear-resistant dies with cavities located along the perimeter in the longitudinal samples of the mandrel, guides installed with a sliding fit in the cavities of the dies, each die equipped with a spring washer radially pushing outward, installed in one of its polos stei.

Недостатком данного устройства является высокое требование к точности изготовления, а также недостаточная надежность крепления плашек в оправке, т.к. удары устройства о стенки скважины при его осевом перемещении могут вызвать колебания и вибрацию центрируемого оборудования, а также привести к последующему вырыву плашек из оправки устройства.The disadvantage of this device is the high demand for precision manufacturing, as well as the lack of reliability of mounting dies in the mandrel, because impacts of the device against the walls of the well during its axial movement can cause vibrations and vibration of the centered equipment, as well as lead to the subsequent tearing of the dies from the mandrel of the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Центратор бурильных труб и скважинного оборудования» (патент РФ на полезную модель №46525, Е 21 В 17/10, опубл. Бюл. №19 от 10.07.05 г.), содержащий корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, причем каждая плашка поджата наружу механизмом поджатия, при этом механизм поджатия каждой плашки выполнен в виде не менее двух пружин сжатия, причем корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним защитными выступами.The closest in technical essence and the achieved result is "Centralizer of drill pipes and downhole equipment" (RF patent for utility model No. 46525, E 21 B 17/10, publ. Bull. No. 19 from 07/10/05), containing a housing with upper and lower connecting threads, a mandrel mounted rotatably on the outer surface of the housing, dies placed uniformly around the perimeter of the mandrel with the possibility of limited radial outward movement of removable stops, each die pressed outward by a preload mechanism, this mechanism of preloading each die is made in the form of at least two compression springs, and the housing above and below the mandrel is equipped with upper and lower protective protrusions.

Недостатком данного устройства является его низкая центрирующая способность по отношению к продольной оси (особенно наклонно-направленных и The disadvantage of this device is its low centering ability with respect to the longitudinal axis (especially oblique and

горизонтальных) скважин из-за того, что механизм поджатия центрирующих плашек допускает поперечные перемещения и наклоны корпуса центратора. Как следствие, снижается точность направления движения центрируемого оборудования при работе (например, расширителя при фрезеровке колонны), отсутствует необходимая жесткость при работе между колонной и центрируемым оборудованием. В результате возникает вибрация, удары и, как следствие, преждевременный выход из строя центрируемого оборудования.horizontal) wells due to the fact that the mechanism of preloading the centering dies allows lateral movements and tilts of the centralizer body. As a result, the accuracy of the direction of movement of the centered equipment during operation (for example, the expander when milling the column) is reduced, there is no necessary rigidity when working between the column and the centered equipment. The result is vibration, shock and, as a result, premature failure of the centered equipment.

Технической задачей предлагаемого центратора является обеспечение точного направления движения скважинного оборудования и снижение его вибраций в процессе работы путем жесткого центрирования.The technical task of the proposed centralizer is to ensure the exact direction of movement of the downhole equipment and reduce its vibration during operation by hard centering.

Техническая задача решается центратором скважинного оборудования, содержащим корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами и центральным каналом, оправку, установленную с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса, плашки, размещенные равномерно по периметру оправки с возможностью ограниченного съемными упорами радиального перемещения наружу, при этом каждая плашка поджата наружу пружинами сжатия, а корпус выше и ниже оправки снабжен верхним и нижним выступами.The technical problem is solved by the centralizer of the downhole equipment, comprising a body with upper and lower connecting threads and a central channel, a mandrel mounted rotatably on the outer surface of the body, dies placed evenly around the perimeter of the mandrel with the possibility of limited outward stop radial movement outward, with each dies pressed outward by compression springs, and the housing above and below the mandrel is equipped with upper and lower protrusions.

Новым является то, что оправка снабжена полыми цилиндрическими выступами, а плашки - цилиндрическими выборками, в которые вставлены цилиндрические выступы оправки с возможностью герметичного осевого перемещения, при этом корпус снабжен наружными кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и полостями цилиндрических выступов оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса.What is new is that the mandrel is provided with hollow cylindrical protrusions, and the dies are provided with cylindrical samples into which the cylindrical protrusions of the mandrel are inserted with the possibility of hermetic axial movement, while the casing is provided with outer annular grooves communicating with the central channel and the cavities of the cylindrical protrusions of the mandrel, and bottom sealed relative to the housing.

На чертеже изображен общий вид с осевым разрезом центратора скважинного оборудования.The drawing shows a General view with an axial section of a centralizer of downhole equipment.

Центратор скважинного оборудования содержит оправку 1, установленную с возможностью вращения на корпусе 2, имеющем присоединительные резьбы 3 для присоединения скважинного оборудования, и центральный канал 4, износостойкие плашки 5, подпружиненные относительно оправки 1 с помощью пружин сжатия 6 и удерживаемые в крайнем радиальном положении съемными упорами 7, верхний и нижний выступы 8. Причем оправка 1 снабжена цилиндрическими выступами 9 со сквозными отверстиями 10, а износостойкие плашки 5 - цилиндрическими The downhole equipment centralizer comprises a mandrel 1 mounted rotatably on a housing 2 having connecting threads 3 for connecting the downhole equipment, and a central channel 4, wear-resistant dies 5, spring-loaded relative to the mandrel 1 with compression springs 6 and held in the extreme radial position by removable stops 7, the upper and lower protrusions 8. Moreover, the mandrel 1 is provided with cylindrical protrusions 9 with through holes 10, and the wear-resistant dies 5 are cylindrical

выборками 11, взаимодействующими с возможностью осевого перемещения с цилиндрическими выступами 9 оправки 1, а корпус 2 снабжен наружными кольцевыми проточками 12, сообщающимися с центральным каналом 4 посредством отверстий 13 и с цилиндрическими выборками 11 через сквозные отверстия 10 цилиндрических выступов 9 оправки 1. С целью недопущения несанкционированных перетоков жидкости корпус 2 и цилиндрические выступы 9 снабжены соответственно уплотнительными кольцами 14 и 15.the samples 11 interacting with the possibility of axial movement with the cylindrical protrusions 9 of the mandrel 1, and the housing 2 is provided with outer annular grooves 12 communicating with the Central channel 4 through the holes 13 and with the cylindrical samples 11 through the through holes 10 of the cylindrical protrusions 9 of the mandrel 1. In order to prevent unauthorized fluid flows, the housing 2 and the cylindrical protrusions 9 are provided with o-rings 14 and 15, respectively.

Центратор скважинного оборудования работает следующим образом.Centralizer downhole equipment operates as follows.

Центратор устанавливают непосредственно выше и ниже скважинного оборудования (расширитель, развальцеватель и др. на чертеже не показаны) при помощи присоединительных резьб 3. При спуске скважинного оборудования на колонне бурильных труб центратор движется вместе с колонной поступательно, центрируя прикрепленное скважинное оборудование относительно стенок скважины (на чертеже не показаны).The centralizer is installed directly above and below the borehole equipment (the expander, flare, etc. are not shown in the drawing) using connecting threads 3. When lowering the borehole equipment on the drill pipe string, the centralizer moves along with the drill string, centering the attached borehole equipment relative to the borehole walls (on not shown).

Затем внутрь колонны бурильных труб с помощью бурового насоса подают промывочную жидкость и начинают вращать колонну бурильных труб и скважинное оборудование. Оправка 1 с плашками 5 при этом совершает преимущественно поступательное движение, вращение оправки 1 отсутствует из-за наличия сил трения плашек 5 о стенки скважины, что позволяет им оставаться неподвижными относительно стенок скважины, предотвращая тем самым износ поверхности плашек 5. Пружины 6, опирающиеся на оправку 1 центратора, разжимают плашки 5, которые вследствие этого постоянно прижаты к стенкам скважины, а промывочная жидкость, нагнетаемая под давлением в цилиндрические выборки 11 плашек 5 через центральный канал 4 корпуса 2 и далее через отверстия 13, кольцевые проточки 12 и сквозные отверстия 10 цилиндрических выступов 9, увеличивает степень прижатия плашек 5 к стенкам скважины, что улучшает центрацию скважинного оборудования и уменьшает радиальное биение вращающегося инструмента, надежно центрируя его относительно оси скважины.Then, drilling fluid is supplied into the drill string using a mud pump, and the drill string and downhole equipment begin to rotate. The mandrel 1 with dies 5 in this case performs mainly translational movement, the mandrel 1 is not rotated due to the friction forces of the dies 5 on the well walls, which allows them to remain stationary relative to the well walls, thereby preventing wear on the surface of the dies 5. Springs 6 based on the centralizer mandrel 1, open the dies 5, which are consequently constantly pressed against the walls of the well, and the flushing fluid pumped under pressure into the cylindrical samples 11 of the dies 5 through the central channel 4 of the housing 2 and further through hole 13, annular groove 12 and the through-holes 10 cylindrical protrusions 9, increases the clamping plates 5 to the walls of the well, which improves centration downhole equipment and reduce radial runout of the rotating tool, firmly centering it relative to the borehole axis.

Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что обеспечивается надежная стабилизация скважинного оборудования, исключаются его колебания и вибрации при работе, что позволяет обеспечить высокое качество The advantage of the proposed design is that reliable stabilization of the downhole equipment is ensured, its vibrations and vibrations during operation are excluded, which allows to ensure high quality

внутрискважинных работ и исключить поломку рабочих элементов скважинного оборудования.downhole operations and eliminate breakdown of the working elements of downhole equipment.

Claims

A downhole equipment centralizer comprising a body with upper and lower connecting threads and a central channel, a mandrel mounted rotatably on the outer surface of the body, dies evenly spaced around the mandrel with the possibility of radial outward movement limited by removable stops, with each dies spring-loaded compression, and the housing above and below the mandrel is equipped with upper and lower protrusions, characterized in that the mandrel is equipped with hollow cylindrical protrusions, and the dies cylindrical protrusions of the mandrel with the possibility of tight axial movement, with the case provided with external annular grooves communicating with the central channel and the cavities of the cylindrical protrusions of the mandrel, the mandrel being sealed from above and below with respect to the housing.