UA62113A

UA62113A - Protector for drill pipes

Info

Publication number: UA62113A
Application number: UA2002119158A
Authority: UA
Inventors: Illia Semenovych Shlakhter; Mykhailo Mykolaiovych Matslack; Volodymyr Stepanovyc Roznovets; Illia Mykhailovych Rozenfeld
Original assignee: Branch Company Ukrgazovydobyva
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2003-12-15

Abstract

Protector for drill pipes has a hollow housing, a placed in coaxial direction at cylindrical rod of the housing ring, support elements, those are placed between the housing and the ring. The hollow housing is made with the upper half-muff and with smooth cylindrical rod, and the support elements are placed to installed in the circular gap between the cylindrical rod and the ring separator fixed with conical bushing in the ring, this is spring-supported with plate springs and equipped with the outer circulation slots. At that, the lower plate spring is in contact with the support bearing installed in the end reboring of the nipple of the drill pipe lock, this is connected by threading with the base of the cylindrical rod. In the inner cavity of the half-muff of the housing there is placed a shutoff element with equal-path opening, this comprises a placed between the upper and the lower saddles spherical gate, it is closed and opened by a rotary pin installed in the half-muff in radial position.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв для захисту бурильних і 2 обсадних труб від зносу при проведенні спуско-підйомних операцій і в процесі буріння свердловини.The invention relates to the oil and gas production industry, in particular to devices for protecting drill and 2 casing pipes from wear during lowering and lifting operations and in the process of drilling a well.

Відомий антифрикційний протектор (див. патент США Мо4372622 кл. 308-4, 1983р.), що містить кілька подовжніх рядів опорних елементів кочення, що виступають сегментами над циліндричною поверхнею зовнішнього сепаратора і мають можливість вільного переміщення по замкнутому жолобу, при цьому, для забезпечення тертя кочення при радіальному переміщенні протектора, у кільцевих проточках між сепаратором і 70 корпусом установлені сферичні елементи (кульки).A well-known anti-friction protector (see US patent Mo4372622 cl. 308-4, 1983), which contains several longitudinal rows of rolling support elements that protrude in segments above the cylindrical surface of the external separator and have the ability to move freely along a closed chute, at the same time, to ensure rolling friction during radial movement of the protector, spherical elements (balls) are installed in the annular grooves between the separator and the 70 housing.

Недоліком цього пристрою є те, що протектор, контактуючи в процесі буріння з обсадною колоною, піддається великому ударному навантаженню. Цьому навантаженню протидіють встановлені в кільцевих проточках два опорних сферичних елементи, що при значних ударних навантаженнях можуть бути зруйновані з наступними ускладненнями в свердловині. 12 Крім того при проникненні розбурених часток породи у кільцеві проточки між роз'ємним сепаратором і корпусом відбувається розклинення сферичних опорних елементів, руйнування стягуючих хомутів, що призводить до роз'єднання сепаратора та викликає серйозні ускладнення в свердловині.The disadvantage of this device is that the protector, in contact with the casing during the drilling process, is subjected to a large shock load. This load is counteracted by two supporting spherical elements installed in the annular grooves, which can be destroyed with significant shock loads with subsequent complications in the well. 12 In addition, when the broken rock particles penetrate into the annular grooves between the removable separator and the casing, the spherical support elements become wedged, the tightening clamps are destroyed, which leads to the separation of the separator and causes serious complications in the well.

Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого пристрою є протектор (ас. СРСР Мо1821548, від 15.06.93., бюл. Мо22), що включає циліндричний корпус, коаксиально розміщену на корпусі обойму з рухомими захисними елементами і розміщені між корпусом і обоймою опорні елементи, виконані у вигляді розміщених співвісно з подовжньою віссю корпуса циліндрів з голівками в їхній верхній частині, а корпус і обойма виконані з циліндричними проточками під голівки опорних елементів.The closest to the proposed device in terms of technical essence and the result achieved is a protector (Association of the USSR Mo1821548, dated 15.06.93, Bull. Mo22), which includes a cylindrical body, a clip coaxially placed on the body with movable protective elements and placed between the housing and the bracket are supporting elements made in the form of cylinders placed coaxially with the longitudinal axis of the housing with heads in their upper part, and the housing and bracket are made with cylindrical grooves for the heads of the supporting elements.

Недоліком цього пристрою є те, що виконані на корпусі циліндричні проточки створюють концентрацію напруги в металі корпуса, а встановлені в них голівки циліндричних опорних елементів від ударних навантажень 22 піддаються зламу, що призводить до ускладнень у процесі буріння свердловини. Крім того, цей пристрій не « забезпечує попередження викидів при виникненні нафтогазопроявлень.The disadvantage of this device is that the cylindrical grooves made on the housing create stress concentration in the metal of the housing, and the heads of the cylindrical support elements installed in them are subject to breakage from impact loads 22, which leads to complications in the well drilling process. In addition, this device does not "provide emission prevention in the event of oil and gas occurrences."

Задачею даного винаходу є підвищення надійності роботи за рахунок виключення концентрації напруги в корпусі пристрою і зменшення впливу ударних навантажень.The objective of this invention is to increase the reliability of operation by eliminating the concentration of voltage in the device body and reducing the impact of shock loads.

Для рішення поставленої задачі в протекторі для бурильних труб, що включає порожній корпус, коаксиально о розміщену на циліндричному штоці корпуса обойму, опорні елементи, що розміщені між корпусом і обоймою, -че відповідно до винаходу порожній корпус виконаний з верхньою напівмуфтою і з гладким циліндричним штоком, а опорні елементи розміщені у встановлений у кільцевому зазорі між циліндричним штоком і обоймою сепаратор, -- закріплений конічною втулкою в обоймі, що підпружинена тарілчастими пружинами і постачена зовнішніми су циркуляційними пазами, при цьому нижня тарілчаста пружина контактує з упорним підшипником, встановленим уTo solve the problem in the protector for drill pipes, which includes an empty body, coaxially placed on the cylindrical rod of the body of the collar, supporting elements placed between the body and the collar, according to the invention, the hollow body is made with an upper half-coupling and with a smooth cylindrical rod , and the supporting elements are placed in the separator installed in the annular gap between the cylindrical rod and the bracket, -- fixed by a conical sleeve in the bracket, which is spring-loaded by plate springs and provided with external su-circulation grooves, while the lower plate spring contacts the thrust bearing installed in

Зо торцевому розточенні ніпеля замка бурильних труб, з'єднаного різьбою з основою циліндричного штока, а у о внутрішній порожнині напівмуфти корпуса розміщений запірний орган з рівнопрохідним отвором, що складається з розміщеного між верхнім і нижнім сідлами сферичного затвора, відкриття-закриття якого забезпечують поворотним пальцем, радіально встановленим у напівмуфті. «From the end boring of the nipple of the drill pipe lock, connected by a thread to the base of the cylindrical rod, and in the inner cavity of the semi-coupling of the body, there is a locking device with an equal passage opening, which consists of a spherical shutter placed between the upper and lower saddles, the opening and closing of which is ensured by a rotary finger , installed radially in the semi-coupling. "

На фіг.1 зображений пристрій, загальний вигляд; З 50 на фіг.2 - пристрій при закритому запірному органі, загальний вигляд; с на фіг.З - перетин А-А на фіг.1. з» Протектор для бурильних труб складається з порожнього корпуса 1 виконаного з верхньою напівмуфтою 2 і з гладким циліндричним штоком 3. На циліндричному штоку З коаксиально розташована обойма 4. У кільцевому зазорі 5 між циліндричним штоком З і обоймою 4 установлений сепаратор б з опорними елементами 7 (роликами). Сепаратор 6 забезпечує постійне орієнтування опорних елементів 7 уздовж осі обертання корпуса 1 б і фіксується в обоймі 4 конічною втулкою 8. У сукупності конструкція представляє радіальний роликовий ка підшипник, з можливістю подовжнього переміщення обойми 4 на циліндричному штоку 3. У робочому положенні обойма 4 підпружинена верхньою тарілчастою пружиною 9 і нижньою тарілчастою пружиною 10, розташованими - відповідно в зазорі між верхньою напівмуфтою 2 і обоймою 4 та між конічною втулкою 8 і упорним підшипником - 2011, Нижня тарілчаста пружина 10 контактує з упорним підшипником 11, встановленим у торцевому розточенні 12 ніпеля замка бурильної труби 13, з'єднаного різьбою з основою циліндричного штока 3. с» У внутрішній порожнині напівмуфти 2 корпуса 71 розміщений запірний орган 14, призначений для попередження викиду бурового розчину при нафтогазопроявленнях свердловини. Запірний орган 14 складається зі сферичного затвора 15 з рівнопрохідним отвором 16, що установлений між верхнім 17 і нижнім 18 22 сідлами і підтиснутий пружиною 19. Обмежник осьового зсуву запірного органа 14 складається з розрізного в. кільця 20 з розтискним кільцем 21 і розпірної шайби 22. Відкриття-закриття сферичного затвора забезпечується поворотним пальцем 23, радіально встановленим у напівмуфті 2, а обмежниками провертання сферичного затвора 15 служать упори 24. Для забезпечення безперешкодної циркуляції бурового розчину, на зовнішній поверхні обойми 4 виконані зовнішні циркуляційні пази 25, а напівмуфта 2 корпуса 1 постачена внутрішньою 60 з'єднувальною різьбою 26.Figure 1 shows the device, general view; From 50 to Fig. 2 - the device with the closing body closed, general view; c in Fig. 3 - section A-A in Fig. 1. z" The protector for drill pipes consists of an empty body 1 made with an upper half-coupling 2 and a smooth cylindrical rod 3. A clamp 4 is coaxially located on the cylindrical rod Z. A separator b with support elements 7 is installed in the annular gap 5 between the cylindrical rod Z and the clamp 4 (rollers). The separator 6 provides constant orientation of the supporting elements 7 along the axis of rotation of the body 1b and is fixed in the holder 4 by a conical bushing 8. Overall, the design is a radial roller bearing, with the possibility of longitudinal movement of the holder 4 on a cylindrical rod 3. In the working position, the holder 4 is spring-loaded by the upper plate spring 9 and lower plate spring 10, located - respectively, in the gap between the upper half-coupling 2 and the clip 4 and between the conical sleeve 8 and the thrust bearing - 2011, the lower plate spring 10 is in contact with the thrust bearing 11, installed in the end boring 12 of the nipple of the drill lock pipe 13, connected by a thread to the base of the cylindrical rod 3. c» In the inner cavity of the half-coupling 2 of the housing 71, a shut-off device 14 is placed, designed to prevent the release of drilling fluid during oil and gas occurrences of the well. The locking body 14 consists of a spherical shutter 15 with an equal passage opening 16, which is installed between the upper 17 and the lower 18 22 saddles and is pressed by a spring 19. The limiter of the axial displacement of the locking body 14 consists of a split in. ring 20 with a compression ring 21 and a spacer washer 22. The opening and closing of the spherical valve is provided by a rotary pin 23, radially installed in the half-coupling 2, and the limits of rotation of the spherical valve 15 are the stops 24. To ensure the unhindered circulation of the drilling fluid, on the outer surface of the clips 4 are made external circulation grooves 25, and the half-coupling 2 of the body 1 is provided with an internal 60 connecting thread 26.

Протектор працює таким чином.The protector works like this.

За допомогою ніпеля замка бурильної труби 13 протектор приєднують до бурильної колони, а верхньою різьбою 26 напівмуфти 2 з'єднують з ведучою трубою (умовно не показано), на якій пристрій спускають у ствол свердловини. Корпус протектора 1 у процесі буріння обертається разом з бурильною колоною, а коаксиально бо встановлена на корпусі 1 обойма 4, знаходячись у контакті зі стінкою ствола свердловини, залишається нерухомою. У результаті застосування строго зорієнтованих у сепараторі б опорних елементів 7 (роликів) і упорного підшипника 11 значно знижуються сили тертя, а наявність тарілчастих пружин 9 і 10, що підтискують обойму 4, знижує ударні навантаження на обладнання, що виникають при спуско-підйомних операціях.With the help of the nipple of the drill pipe lock 13, the protector is connected to the drill string, and the upper thread 26 of the semi-couplings 2 is connected to the lead pipe (not shown), on which the device is lowered into the wellbore. The body of the protector 1 during the drilling process rotates together with the drill string, and because it is coaxially installed on the body 1, the clip 4, being in contact with the wall of the borehole, remains stationary. As a result of the use of support elements 7 (rollers) and thrust bearing 11, which are strictly oriented in the separator b, the friction forces are significantly reduced, and the presence of plate springs 9 and 10, which press down the bracket 4, reduces shock loads on the equipment that occur during lowering and lifting operations.

У випадку виникнення нафтогазопроявлень при розкритті продуктивних горизонтів, для запобігання викиду бурового розчину, протектор піднімають над ротором, перекривають за допомогою противикидного обладнання затрубний простір, а прохідний канал бурильного інструмента перекривають запірним органом 14 протектора.In the event of oil and gas occurrences during the opening of productive horizons, in order to prevent the release of drilling mud, the protector is raised above the rotor, the annular space is covered with the help of anti-emission equipment, and the passage channel of the drilling tool is covered with the closing body 14 of the protector.

Даний винахід дозволить підвищити надійність роботи пристрою за рахунок виключення концентрації напруги в корпусі і зменшення впливу ударних навантажень на протектор, а також дозволить знизити 7/0 фонтанонебезпечність за рахунок постачання пристрою запірним органом. Пристрій може бути використаний при бурінні нафтових і газових свердловин для зменшення зносу бурильних і обсадних труб і для попередження викиду при виникненні нафтогазопроявлень.This invention will increase the reliability of the device by eliminating the concentration of voltage in the case and reducing the effect of shock loads on the protector, as well as reduce the 7/0 fountain hazard by supplying the device with a locking device. The device can be used when drilling oil and gas wells to reduce wear and tear of drill and casing pipes and to prevent discharge in case of oil and gas occurrences.

Claims

The formula of the invention Protector for drill pipes, which includes a hollow body, coaxially placed on the cylindrical rod of the body of the clip, support elements placed between the body and the clip, which is characterized by the fact that the hollow body is made with an upper half-coupling and with a smooth cylindrical rod, and the support elements placed in the separator installed in the annular gap between the cylindrical rod and the bracket, fixed by a conical sleeve in the bracket, which is spring-loaded by disc springs and equipped with external circulation grooves, while the lower disc spring contacts the thrust bearing installed in the end boring of the drill pipe lock nipple, with connected by a thread to the base of the cylindrical rod, and in the inner cavity of the half-coupling of the body there is a locking body with an equal passage opening, which consists of a spherical valve placed between the upper and lower saddles, the opening and closing of which is ensured by a rotary finger installed radially in the half-coupling. « (ze) «- «- s (Se)

- and? (o) name) - - 70 syu» 60 b5