RU9878U1

RU9878U1 - STABILIZER

Info

Publication number: RU9878U1
Application number: RU98108210/20U
Authority: RU
Inventors: И.З. Султанов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Пилот"
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-05-16

Abstract

1. Стабилизатор, включающий корпус, связанную с ним с возможностью вращения опорную втулку с армированной твердосплавными зубцами наружной поверхностью и зажимной механизм втулки относительно корпуса, отличающийся тем, что втулка связана с корпусом детектирующим узлом, выполненным в виде обгонной муфты.2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что детектирующий узел выполнен в виде равномерно расположенных по окружности корпуса продольных сегментных пазов и размещенных в них подпружиненных относительно корпуса элементов качения.3. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что детектирующий узел выполнен в виде равномерно расположенных по внутренней поверхности опорного кольца продольных пазов и размещенных в них подпружиненных зубчатых храповых планок, а наружная поверхность корпуса выполнена в виде храпового зубчатого венца.1. The stabilizer, comprising a housing, a rotatable support sleeve with an outer surface reinforced with carbide teeth and a clamping mechanism of the sleeve relative to the housing, characterized in that the sleeve is connected to the housing by a detecting unit made in the form of an overrunning clutch. 2. The stabilizer according to claim 1, characterized in that the detecting unit is made in the form of longitudinal segment grooves evenly spaced around the circumference of the housing and spring-loaded relative to the housing of the rolling elements. The stabilizer according to claim 1, characterized in that the detecting unit is made in the form of longitudinal grooves evenly spaced along the inner surface of the support ring and spring-loaded gear ratchet bars located therein, and the outer surface of the housing is made in the form of a ratchet ring gear.

Description

Полезная модель относится к области бурения преимущественно наклонно направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the field of drilling mainly directional and horizontal oil and gas wells.

Известен стабилизатор для обсадных труб буровой скважины, выполненный в виде цилиндрической втулки с направляющими элементами в виде полусфер, в которых размещены элементы качения, преимущественно шарики, опирающиеся на обсадную трубу (з-ка Франции № 2542367, Е21В 17/10, 1984 г.). Этот стабилизатор эффективен только при бурении вертикального участка скважины, а при бурении наклонных участков эффект от его использования минимален, т.к. он не обеспечивает накат на стенки скваЖины.Known stabilizer for casing pipes of a borehole, made in the form of a cylindrical sleeve with guide elements in the form of hemispheres in which rolling elements are placed, mainly balls resting on a casing (French station No. 2542367, ЕВВ 17/10, 1984) . This stabilizer is effective only when drilling a vertical section of the well, and when drilling inclined sections, the effect of its use is minimal, because it does not roll onto the walls of the well.

Известен также передвижной стабилизатор забойного двигателя, состоящий из двух взаимосвязанных секций, на наружных поверхностях которых выполнены центрирующие ребра, армированные твердосплавными зубками. В верхней секции с внутренней стороны имеются конические проточки. На нижней секции выполнены вкладыши с ответными поверхностями, которые размещаются в проточках верхней секции как в осевом, так и в радиальном направлениях. Это позволяет зафиксировать на корпусе забойного двигателя и при необходимости осуществить вращение компоновки бурильных труб ротором. (А.с. СССР № 1451253, Е21В 17/10, 04.01.87). Этот стабилизатор также недостаточно эффективен при проводке наклонных участков скважин, т.к. в закрепленном состоянии он повторяст все колебания колонны труб, а в открепленном 6Е21В7/08A mobile downhole motor stabilizer is also known, consisting of two interconnected sections, on the outer surfaces of which centering ribs are made, reinforced with carbide teeth. The upper section has conical grooves on the inside. On the lower section are made liners with mating surfaces, which are placed in the grooves of the upper section in both axial and radial directions. This allows you to fix on the casing of the downhole motor and, if necessary, to carry out the rotation of the layout of the drill pipe rotor. (AS USSR No. 1451253, Е21В 17/10, 1/4/.87). This stabilizer is also not effective enough when drilling inclined sections of wells, because in the fixed state, he will repeat all the vibrations of the pipe string, and in the detached 6E21V7 / 08

СТАБИЛИЗАТОРSTABILIZER

является пассивным элементом, который не обеспечивает накат колонны труб на стенки скважины,is a passive element, which does not ensure the roll pipe string on the walls of the well,

В качестве прототипа принят установленный на утяжеленной бурильной трубе зажимной стабилизатор, включающий корпус, связанную с ним с возможностью вращения опорную втулку, на наружной поверхности которой расположены стабилизирующие элементы, выполненные в виде твердосплавных зубцов и зажимной механизм втулки, а также привод зажимного механизма (А.с. СССР № 945342, Е21В 7/08, 1982).As a prototype, a clamping stabilizer mounted on a weighted drill pipe is adopted, including a housing, a support sleeve rotatably connected to it, on the outer surface of which are stabilizing elements made in the form of carbide teeth and a clamping mechanism of the sleeve, as well as a clamping mechanism drive (A. S. USSR No. 945342, ЕВВ 7/08, 1982).

Указанный стабилизатор в закрепленном состоянии совершает все колебания вместе с бурильной трубой, а в открепленном состоянии является пассивным элементом, вследствие чего эффект наката стабилизатора на стенку скважины являются весьма малым и непрогнозируемым, что снижает эффективность его работы, особенно при проводке наклонных участков скважины.The specified stabilizer in a fixed state performs all vibrations together with the drill pipe, and in the detached state it is a passive element, as a result of which the effect of the stabilizer roll on the wall of the well is very small and unpredictable, which reduces its efficiency, especially when drilling inclined sections of the well.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель является повышение эффективности и,точности проводки наклонно направленных и горизонтальных скважин, а конкретнее - повышение точности задания азимутальных углов. Эта задача обусловлена тем, что в процессе бзфения скважин происходит естественный, непредсказуемый увод инструмента, чаще всего в сторону его вращения.The task to which the utility model is aimed is to increase the efficiency and accuracy of drilling directional and horizontal wells, and more specifically, to increase the accuracy of setting azimuthal angles. This task is due to the fact that in the process of drilling wells a natural, unpredictable withdrawal of the tool occurs, most often in the direction of its rotation.

Технический результат заключается в прогнозируемом управлении углом азимута.The technical result consists in the predicted control of the azimuth angle.

Указанный технический результат достигается тем, что в стабилизаторе включающем корпус, связанную с ним возможностью вращения опорную втулку С армированной твердосплавными зубцами на наружной поверхности и зажимной механизм втулки относительно корпуса, втулка связана с корпусом детектирующим узлом, выполненным в виде обгонной муфты.The specified technical result is achieved in that in the stabilizer including the housing, the supporting sleeve C rotatable with the possibility of rotation, reinforced with carbide teeth on the outer surface and the clamping mechanism of the sleeve relative to the housing, the sleeve is connected to the housing by a detecting unit made in the form of an overrunning clutch.

Детектирующий узел выполнен в виде равномерно расположенных по окружности корпуса продольных сегментных пазов для размещения подпружиненных относительно корпуса элементов качения.The detecting unit is made in the form of longitudinal segment grooves evenly spaced around the circumference of the housing to accommodate rolling elements spring-loaded relative to the housing.

Детектирующий узел выполнен в виде равномерно расположенных по внутренней поверхности опорной втулки продольных пазов для размещения подпружиненных зубчатых храповых планок, а наружная поверхность корпуса выполнена в виде храпового зубчатого венца.The detecting unit is made in the form of longitudinal grooves evenly spaced along the inner surface of the support sleeve to accommodate spring-loaded gear ratchet planks, and the outer surface of the housing is made in the form of a ratchet gear ring.

На фиг.1 представлен общий вид стабилизатора в разрезе; на фиг.2,3 схема детектирующего узла с телами качения (по сеч. А-А фиг.1); на фиг.4 - схема детектирующего узла с зубчатым зацеплением (по сеч. А-А фиг.1).Figure 1 presents a General view of the stabilizer in section; figure 2, 3 is a diagram of a detecting assembly with rolling bodies (along section A-A of figure 1); figure 4 is a diagram of a detecting node with gearing (section. AA of figure 1).

Стабилизатор состоит из корпуса 1, опорного кольца 2, которое закреплено на корпусе 1 с помощью зажимного механизма, состоящего из колец 3 с уплотнениями 4, шайбы 5 и переходника 6 и детектирующего устройства 7. Наружная поверхность кольца 2 армирована твердосплавными зубками 8. Детектирующее устройство (фиг. 2,3) содержит элементы качения 9, расположенные в продольных сегментных пазах 10 корпуса 1, выполненных равномерно по окружности, опорную пластину 11 и прижимную пружину 12.The stabilizer consists of a housing 1, a support ring 2, which is mounted on the housing 1 using a clamping mechanism consisting of rings 3 with seals 4, a washer 5 and an adapter 6 and a detecting device 7. The outer surface of the ring 2 is reinforced with carbide teeth 8. A detecting device ( Fig. 2,3) contains rolling elements 9 located in the longitudinal segment grooves 10 of the housing 1, made uniformly around the circumference, the support plate 11 and the pressure spring 12.

В другом виде детектирующее устройство (фиг.4) содержит зубчатый венец храпового механизма 13, выполненного на наружной поверхности корпуса 1, зубчатых храповых планок 14, размещенных в продольных пазах 15, расположенных равномерно по внутренней новерхности опорного кольца 2 и поджимного, например, резинового элемента 16.In another form, the detecting device (Fig. 4) comprises a gear ring of a ratchet mechanism 13 made on the outer surface of the housing 1, gear ratchet bars 14 located in longitudinal grooves 15 located uniformly along the inner surface of the support ring 2 and a clamping, for example, rubber element 16.

Стабилизатор детектирующего действия работает следующим образом. Стабилизатор устанавливается на утяжеленной бурильной трубе или корпусе забойного двигателя. В процессе бурения, как доказано экспериментально, амплитуда крутильных колебаний низа бурильной колонны достигает 37°. В результате чего, утяжеленная бурильная труба (или корпус забойного двигателя) соверщает переменные по направлению повороты (по часовой стрелке и против нее) достигающие 37°. При повороте утяжеленной бзфильной трубы (или забойного двигателя против часовой стрелки) корпус 1 стабилизатора поворачивается в том же направлении (против часовой стрелки фиг. 2.3), так как элементы качения 9, подпружиненные через опорные пластины 11 плоскими пружинами 12, входят в контакт с внутренней поверхностью опорного кольца 2 и заклиниваются в сегментальных пазах 10 и закрепляют кольцо.The stabilizer of the detecting action is as follows. The stabilizer is mounted on a weighted drill pipe or downhole motor housing. In the process of drilling, as experimentally proven, the amplitude of torsional vibrations of the bottom of the drill string reaches 37 °. As a result, a weighted drill pipe (or a downhole motor housing) makes variables in the direction of rotation (clockwise and counterclockwise) reaching 37 °. When you turn the weighted bzfilnoy pipe (or downhole motor counterclockwise), the stabilizer body 1 rotates in the same direction (counterclockwise Fig. 2.3), since the rolling elements 9, spring-loaded through the support plate 11 with flat springs 12, come into contact with the inner the surface of the support ring 2 and wedged in the segmental grooves 10 and fix the ring.

При повороте корпуса 1 бурильной трубы (или двигателя) в обратную сторону (по часовой стрелке на фиг. 2,3) элементы качения 9 или храповые планки 14, сжимая упругие элементы 12 и 16 (фиг.4), соответственно, выходят из зацепления. Опорное кольцо 2 раскрепляется и остается неподвижным. В следующий период колебаний процесс повторится. Таким образом крутильные колебания колонны детектируются в односторонние повороты муфты, что, в свою очередь, из-за сцепления зубков с породой вызывает боковую отклоняющую силу направленную в сторону наката муфты. Генеральный директорг .И. АлимбековWhen you turn the housing 1 of the drill pipe (or engine) in the opposite direction (clockwise in Fig. 2,3), the rolling elements 9 or ratchet straps 14, compressing the elastic elements 12 and 16 (figure 4), respectively, out of engagement. The support ring 2 is unfastened and remains stationary. In the next period of oscillation, the process will repeat. Thus, the torsional vibrations of the column are detected in one-way rotations of the coupling, which, in turn, due to the clutch of the teeth with the rock, causes a lateral deflecting force directed towards the clutch. Director General .and. Alimbekov

Claims

1. The stabilizer, comprising a housing, rotatable support sleeve with an outer surface reinforced with carbide teeth and a sleeve clamping mechanism relative to the housing, characterized in that the sleeve is connected to the housing by a detecting unit made in the form of an overrunning clutch.

2. The stabilizer according to claim 1, characterized in that the detecting unit is made in the form of longitudinal segment grooves evenly spaced around the circumference of the housing and spring-loaded relative to the housing of the rolling elements.

3. The stabilizer according to claim 1, characterized in that the detecting unit is made in the form of longitudinal grooves evenly spaced along the inner surface of the support ring and spring-loaded gear ratchet bars located therein, and the outer surface of the housing is made in the form of a ratchet ring gear.