SU902676A3 - Устройство дл установки стабилизатора на бурильной колонне - Google Patents

Description

разующим между корпусом и втулкой замкнутую полость, а корпус имеет средства подвода рабочего агента Б упом нутую полость дл  продольного перемещени  корпуса относитель но втулки, причем конусность кониче ких поверхностей корпуса и втулки составл ет от 1-1/2 до А°. Кроме того, корпус может иметь на внутренней поверхности св занные между собой поперечные и продольные проточки дл  размещени  уплотнитель ного элемента. Втулка может иметь на наружной поверхности св занные между собой поперечные и продольные проточки дл  размещени  уплотнительного элемента а корпус образует с бурильной колонной замкнутую полость, в которой размещена втулка. На фиг. 1 показана компоновка ниж ней части бурильной колонны с установленными на ней стабилизаторами; на фиг. 2 - устройство дл  установки стабилизатора на бурильной колонне, разрез, когда втулка выполнена с одной прорезью; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - устройство дл  установки стабилизатора на бурильной колонне, разрез, когда вту ка выполнена с двум  прорез ми; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5-, на фиг. 7 - устройство дл  установки стабилизатора на бурильной колонне, когда уплотнительный элемент расположен на наружной поверхности втул ки; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. на фиг. 9 - изометрическое изображение внутренней втулки устройства дл  установки стабилизатора. Компоновка нижней части бурильной колонны i (фиг. 1) с долотом 2 содержаща  св занные между собой резьбовым соединением УБТ (ут желенные бурильные трубы) 3, включает ус ройства 4-6 дл  установки стабилиза торов на бурильной колонне 1. Каждое из устройств 4-6 дл  установки стабилизаторов на бурильной колонне содержит установленную концентрично во внутренней полости корпуса 7 втулку 8, имеюЩХ/ю внутреннюю цилиндрическую поверхность 9, сопр женную с цилиндрической поверхностью 10 УБТ 3, на которой она устанавливаетс . Наружна  поверхность 1 1 каждой втулки 8  вл .етс  коничесКОЙ С углом конусности, например от 1-1/2 до 4°. Корпус 7 устанавливаетс  на втулке 8 и имеет внутреннюю коническую поверхность 12, соответствующую наружной поверхности 1I втулки 8. На корпусе 7 выполнены продольные периферические спиральные ребра 13, предназначенные дл  контакта со стенками скважины. Обычно ребра оснащаютс  посвоей наружной поверхности твердыми пластинами 14 до сопротивлени  истиранию при трении о стенки скважины в момент вращени  буровой колонны. Эти ребра могут играть роль режущих инструментов при калибровке скважины . Втулка 8 имеет, одну прорезь 15 (фиго 3) или две прорези (фиг. 6 и 8), проход щую через всю ее стенку, обеспечивающую упругость втулки в радиальном направлении и, следовательно , позвол ющую ее внутренней цилиндрической поверхности 9 прилегать к неровност м, которые могут иметьс  на поверхности .УБТ 3. Кор;пус 7 делаетс  цельным и его внутренн   поверхность 12 служит дл  создани  фрикционного зацеплени  с конической наружной поверхностью 11 втулки 8, Корпус 7 обжимает втулку 8, заставл   ее плотно садитьс  на УБТ. Устройство включает уплотнительный элемент 16 (фиг. 4), содержащий верхний и нижний участки 17 и 18, каждый составл ющий несколько менее , чем 360 вокруг периферии втулки 8. Участки 17 и 18 выполнены заодно с противоположными продольными участками 19 и 20, наход щимис  на рассто нии друг от друга и лежащими на противоположных сторонах от продольной прорези 15, во втулке 8. Уплотнительный элемент 16 образует между корпусом 7 и втулкой 8 замкнутую полость 21. Корпус 7 имеет отверстие 22 дл  ввода в полость 21 рабочей жидкости. Давление рабочей жидкости воспринимаетс  уплотнительным элементом 16 и происходит эффективное расширение корпуса 7 и сжатие втулки 8, в результате чего они перемещаютс  продольно друг относительно друга, заставл   втулку 8 глубоко проникать в корпус 7. Трение внутренней поверхности корпуса 7 и наружной поверхности втулки 8 может быть увеличено соот-ветствующей зачисткой этих поверхностей , а также цилиндрической поверхности 10 УБТ и дальнейшим покрытием зачищенных поверхностей абразивным материалом. Уплотнительный элемент 16 располагаетс  в св занных между собой по перечных проточках 23 и 24 и продольных проточках 25 и 26, выполнен ных на внутренней поверхности корпу са (фиг. 3 и 6) или на наружной поверхности втулки 8 (фиг. 8)« При расположении уплотнительного элемента 16 в проточках на наружной поверхности втулки 8 корпус 7 имеет направл ющие кольца 27, закрепленные на его концах. Кольца 27 имеют наружные поверхности, сход щие на конус в продольном направлении к оси устройства. Направл ющие кольца 27 подход т вплотную к наружной поверхности бурильной колонны, образу  замкнутую полость 28, в которой размещена втулка 8. Дл  облегчени  распределени  рабочей жидкости и создани  давлени  в полости 21 в случае, когда вт ка 8 имеет одну прорезь 5 на внутренней поверхности корпуса выполнен поперечные канавки 29-31 и продольна  канавка 32. Канавки 30 и 32 иду от отверсти  22 корпуса, причем ка навки 29-31 идут вокруг и прерывают с  вблизи проточек 24 и 25 дл  размещени  уплотиительного элемента, а канавки 32 объедин ют три поперечные канавки с входным отверстием 22. Благодар  наличию этих канавок рабоча  жидкость пройдет по всей внутренней поверхности корпуса 7, ограниченной уплотнительным элементом 16, и создаст равномерное расширение корпуса 7при его установке на втулке 8 и заклинивании ее внутри корпуса 7. При наличии у втулки 8 двух прорезей (фиг. 6 и 8) диаметрально противоположных друг другу она получаетс  состо щей из двух частей. Кажда  часть при этом будет изготовлена из подоби  двух секторов или сегментов, каждый из которых предпочтительно имеет дуговую конфигурацию, причем дуга эта несколько меньше 180 8этом случае уплотнительный элемент 16 будет также содержать верхний и нижний участки 17 и 18, с той лишь разницей, что длина его будет составл ть несколько меньше, чем 180 и ко66 личество их будет равно количеству частей , составл ющих втулку 8. Рабоча  жидкость под давлением вводитс  в отверстие 22 корпуса 7, причем на наружной поверхности корпуса выполне1{ы два ответвлени  33, каждое из которых ведет в изолированную полость, ограниченную уплотнительным элементом 16. Ирн размещении уплотнительного элемента 16 на наружной поверхности разрезной втулки 8 (фиг. 7 и 8) последн   может, если требуетс , быть кокороче корпуса 7, в частности с точки зрени  необходимости создани  проточек под уплотнени  и уплотнительных колец во внутренней втулке, так как обработка проточек на внешней поверхности значительно проще и более экономична, чем выполнение проточек на внутренней поверхности корпуса 7. . Установка стабилизатора на бурильной колонне с помощью предлагаемого .устройства осуществл етс  следующим образом. Рабоча  жидкость вводитс  через отверстие 22 в полость между уплотнительным элементом и внутреннеу поверхностью корпуса. Давление воспринимаетс  уплотнительным элементом 16 и происходит эффективное расширение корпуса 7 и сжатие втулки 8. Во врем  расширени  корпуса 7 и сжати  втулки 8 они перемещаютс  продольно друг относительно друга, заставл   втулку 8 глубоко проникать в корпус 7.. Расширение корпуса 7 допускает это продольное или осевое перемещение. После того, как давление рабочей жидкости, введенной внутрь корпуса 7, достигнет нужной величины и после перемещени  корпуса и втулки, относительно друг друга рабоча  жидкость выводитс , корпус 7 сжимаетс , плотно фрикционно соедин етс  с наружной поверхностью 11 втулки 8 и вводит ее в плотное фрикционное соединение с наружной поверхностью 10 УБТ 3. Такое сочленение корпуса 7 и втулки 8 оказываетс  плотно закрепленным на УБТ и способно противосто ть без скольжени  обычным крут щим и осевым силам , воздействук цим на стабилизаторы в процессе буреш ч. В случае, когда втулка 8 имеет одну прорезь 15 (фиг. З) может иметь место дисбаланс радиального давлени  или Напр жени . Так, когда гид7У0

равлическое давление возникает между корпусом 7 и втулкой 8, это давление создает расшир ющее усилие вокруг втулки 8, кроме относительного короткого дугового рассто ни  между продольными участками 19 и 20 уплотнительного элемента 6. Соответственно до тех пор пока расшир ющее усилие действует между корпусом 7 и втулкой 8 в области диамет рально противоположной прорези 15, эта сила не будет действовать непосредственно в области прорези. Некоторое расширение корпуса 7 будет существовать у прорези 15, вызваниое расширением корпуса 7 вблизи области прорези, что передаетс  через металл корпуса 7 к ее участку, перекрывающему прорезь. В результате расшир ющие силы, диаметрально противоположные втулке, оказываютс  в несколько раз большими, чем расшир Ю1цие силы на корпусе 7 у прорези 15 между продольными участками уплотнительного элемента.

При сн тии гидравлического давлени  корпус 7 давит на втулку 8 в области, диаметрально противополонной втулке, с значительно большей, силой, чем сила, действующа  в области прорези 13. Несбалансирйэванное радиальноеусилие может привести к  влению фрикционной коррозии стальных поверхностей в месте, противоположном прорези.

Дл  избежани  этого  влени  втулка b должна иметь две прорези 15 {фиг. 6 и 8). Б этом случае рабоча  жидкость подаетс  через отверстие 22 и его ответвлени  33, каждое из. которых ведет в изолированную полост ограниченную на каждом секторе втулки 8 уплотнительным элементом 16.

При увеличении давлени  корпус 7 расшир етс , а секторы втулки 8 ежимаютс , одновременно корпус 7 и втулка 8 перемещаютс  в продольном направлении друг относительно друга до тех пор, пока втулка 8 не опуститс  внутрь корпуса 7 и на требуемую величину.

Сн тие давлени  заставит корпус 7 охватить и сеть по прессовой посад8

ке на два противолежащих сектора втулки 8.

Наличие двух секторов позвол ет избежать дисбаланса радиального давлени  или напр жени .

Claims (3)

1.Устройство дл  установки стабилизатора на бурильной колонне, включаищее корпус с внутренней конической поверхностью и установленную концентрично в его внутренней полости втулку с внутренней цилиндрической поверхностью, наружной конической поверхностью, конусность которой соответствует конусности конической поверхности корпуса и имеющую по крайней мере одну продольную прорезь, отличающее с   тем, что, с целью повьш1ени  надежности закреплени  стабилизатора на бурильной колонне, оно снабжено уплотнительнын элементом, образующим между корпусом и втулкой замкнутута полость, а корпус имеет средства подвода рабочей жидкости в упом нутую полость дл  продольного перемеще1ти  корпуса относительно втулки, причем конусность конических поверхностей корпуса и втулки составл ет от 1-1/2 до 4°.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что корпус имеет на внутренней поверхности св занные между собой поперечные и продольные проточки дл  размещени  уплотнительного элемента.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о тли -чающеес  тем, что втулка на наружной поверхности имеет св занные между собой поперечные и продольные проточки дл  размещени  уплотнительного элемента, а корпус образует с бурильной колонной замкнутую полость , в которой размещена втулка.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент CUiA № 3318398,. кл. 175-323, опублик. 1967.

2.Патент США № 3276824, кл. 308-4, 1966 (прототип).

/3

(Риг, 2

А-А

8

13

(риг.З

-n

/8

(риг,

/7

IS

(Риг. 5

Ui.5

иг. 7

(риг. 9