RU63845U1

RU63845U1 - WELL EQUIPMENT CENTER

Info

Publication number: RU63845U1
Application number: RU2007100577/22U
Authority: RU
Inventors: Нигаматьян Хамитович Хамитьянов; Наиль Назымович Вильданов; Анатолий Вениаминович Киршин; Марат Азатович Исмагилов; Альберт Салаватович Ягафаров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2007-06-10

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 размещенными в несколько рядов со смещением по окружности отверстиями, в которые установлены плашки, выполненные в виде полых, заглушенных сверху поршней с кольцевым выступом под съемные упоры, при этом оправка изнутри снабжена кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и рядами цилиндрических отверстий 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 и равномерного центрирования. 2 илл. на 1 лThe 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 radial outward movement limited by removable stops, while each dies is pressed outward by compression springs and the casing above and below the mandrel is provided with upper and lower protrusions. In addition, the mandrel is equipped with holes arranged in several rows with a displacement around the circumference, in which the dies are installed, made in the form of hollow pistons with an annular protrusion muffled on top for removable stops, while the mandrel is provided with annular grooves from the inside that communicate with the central channel and rows of cylindrical the mandrel holes, and the mandrel is sealed above and below relative to the housing. The technical result is to ensure the exact direction of movement of the downhole equipment and reduce its vibrations during operation by hard and uniform centering. 2 ill. 1 l

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, Е21В 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, E21B 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 supports are located between the housing and the mandrel rotation, wear-resistant dies with cavities located around 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 radially outward spring washer installed in one of its polos Tei.

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 привести к обрыву используемых для этой цели зажимов и пластин и 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 lead to the breakage of the clamps and plates used for this purpose and 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» (описание полезной модели к патенту РФ №46525, Е21В 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 поджатая, при этом механизм поджатая 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” (description of utility model to RF patent No. 46525, ЕВВ 17/10, publ. Bull. No. 19 from 07/10/05), containing a housing with a top 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 the removable stops, each die pressed outward by a pusher mechanism thawed, while the mechanism is preloaded 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. Кроме этого, плашки в форме лопастей имеют линейный контакт с центрируемой поверхностью, что не обеспечивает достаточной центрации в скважинах с интенсивным набором кривизны. 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. In addition, the blades in the form of blades have linear contact with the centered surface, which does not provide sufficient centering in wells with an intensive set of curvature. 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 и равномерного распределения центрирующих усилий как по длине, так и по окружности центратора.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 and even distribution of centering forces both along the length and circumference of the centralizer.

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 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 limited outward radial stops, 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 размещенными в несколько рядов со смещением по окружности отверстиями, в которые установлены плашки, выполненные в виде полых, заглушенных сверху поршней с кольцевым выступом под съемные упоры, при этом оправка изнутри снабжена кольцевыми проточками, сообщающимися с центральным каналом и рядами цилиндрических отверстий оправки, причем оправка сверху и снизу загерметизирована относительно корпуса.New is the fact that the mandrel is equipped with holes arranged in several rows with a displacement around the circumference, in which the dies are installed, made in the form of hollow pistons with an annular protrusion muffled from above for removable stops, while the mandrel is provided with annular grooves from the inside that communicate with the central channel and rows of cylindrical holes of the mandrel, and the mandrel is sealed above and below relative to the housing.

На фиг.1 изображен центратор скважинного оборудования, общий вид с осевым разрезом. На фиг.2 - сечение А-А.Figure 1 shows the centralizer of downhole equipment, a General view with an axial section. Figure 2 is a section aa.

Центратор скважинного оборудования содержит оправку 1 (см. фиг.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 The downhole equipment centralizer comprises a mandrel 1 (see FIG. 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

пружин сжатия 6 и удерживаемые в крайнем радиальном положении съемными упорами 7, верхний и нижний выступы 8. Причем оправка 1 снабжена размещенными в несколько рядов со смещением по окружности отверстиями 9, в которые установлены износостойкие плашки 5, изготовленные в виде полых, заглушенных сверху поршней с кольцевым выступом 10 под съемные упоры 7, при этом оправка 1 изнутри снабжена кольцевыми проточками 11 (см. фиг.2), сообщающимися с центральным каналом 4 и рядами цилиндрических отверстий 9. С целью недопущения несанкционированных перетоков жидкости оправка 1 (см. фиг.1) и кольцевые выступы 10 плашек 5 снабжены соответственно уплотнительными кольцами 12 и 13.compression springs 6 and retained in the extreme radial position by removable stops 7, the upper and lower protrusions 8. Moreover, the mandrel 1 is equipped with holes 9 arranged in several rows with a displacement around the circumference, in which wear-resistant dies 5 are made, made in the form of hollow pistons muffled from above with an annular protrusion 10 under the removable stops 7, while the mandrel 1 is internally provided with annular grooves 11 (see figure 2), communicating with the Central channel 4 and the rows of cylindrical holes 9. In order to prevent unauthorized overflow in the liquid, the mandrel 1 (see figure 1) and the annular protrusions 10 of the dies 5 are equipped with sealing rings 12 and 13, respectively.

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

Центратор устанавливают непосредственно перед скважинным оборудованием (расширитель, развальцеватель и др. на фиг. не показаны) при помощи присоединительных резьб 3. При спуске скважинного оборудования на колонне бурильных труб (на фиг. не показано) центратор движется вместе с колонной поступательно, центрируя прикрепленное скважинное оборудование относительно стенок скважины (на фиг. не показаны). Пружины 6, опирающиеся на оправку 1 центратора, разжимают плашки 5, которые вследствие этого постоянно прижаты к стенкам скважины, центрируя скважинное оборудование при спуске. Максимальный вылет плашек 5 для предотвращения от выпадания ограничен взаимодействием кольцевых выступов 10 со съемными упорами 7.The centralizer is installed directly in front of the downhole equipment (the expander, flare, etc. are not shown in FIG.) Using connecting threads 3. When lowering the downhole equipment on the drill pipe string (not shown in FIG.), The centralizer moves with the string translationally, centering the attached downhole equipment relative to the walls of the well (not shown in FIG.). The springs 6, supported by the mandrel 1 of the centralizer, open the rams 5, which are therefore constantly pressed against the walls of the well, centering the downhole equipment during descent. The maximum departure of the dies 5 to prevent from falling out is limited by the interaction of the annular protrusions 10 with removable stops 7.

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 из-за верхнего и нижнего упоров 8 корпуса 1, 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. Промывочная жидкость, нагнетаемая под давлением через кольцевые проточки 11, сообщающиеся с центральным каналом 4 корпуса 2 и рядами цилиндрических отверстий 9 оправки 1, 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, что особенно важно при 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 the dies 5 in this case performs mainly translational motion due to the upper and lower stops 8 of the housing 1, the mandrel 1 is not rotated due to the friction forces of the dies 5 against the well walls, which allows them to remain stationary relative to the well walls, wear of the surface of the dies 5. The flushing fluid injected under pressure through the annular grooves 11, communicating with the Central channel 4 of the housing 2 and the rows of cylindrical holes 9 of the mandrel 1, increases the degree of pressing of the dies 5 to the walls m borehole that improves centration downhole equipment and reduce radial runout of the rotating tool, firmly centering it relative to the borehole axis, which is especially important in

высоких нагрузках. Смещенные по окружности рядами отверстия 9 (см. фиг.2) под плашки 5 позволяют плашкам 5 равномерно распределить усилие центрирования по всему периметру стенок скважины, что так же значительно уменьшает биение вращающегося инструмента.high loads. Displaced along the circumference in rows of holes 9 (see FIG. 2) for the dies 5, the dies 5 allow the dies 5 to evenly distribute the centering force along the entire perimeter of the borehole walls, which also significantly reduces the runout of a rotating tool.

Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что обеспечивается надежная стабилизация скважинного оборудования, исключаются его колебания и вибрации при работе, что позволяет обеспечить высокое качество внутри-скважинных работ. Кроме этого, точечный и равномерный контакт плашек со стенками скважины позволяет обеспечить надежную центрацию в скважинах с интенсивным набором кривизны.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 of downhole operations. In addition, the point and uniform contact of the dies with the walls of the well allows for reliable centering in wells with an intensive set of curvature.

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 placed in several rows with an offset around the hole, in which the plates are installed, made in the form of hollow pistons, muffled from above with an annular protrusion under the removable stops, while the mandrel is provided with annular grooves from the inside, communicating with the central channel and the rows of mandrel cylindrical openings, the mandrel being sealed from above and below relative to the housing .