8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Центратор при бурении


Центраторы скважинные

Центраторы представляют собой устройства, выполняющие опорно-центрирующую функцию. Чаще всего они применяются там, где происходит бурение скважин для забора нефти и газа. Данные устройства устанавливаются на бурильную колонну либо действующий в забое двигатель, направляя их в нужную сторону, что позволяет выпрямить ось скважинного ствола, а при необходимости даже изменить направление скважины.

В зависимости от специфики применения центраторы делятся на два вида: колонные и передвижные. Первые соответственно устанавливаются на колонну, а вторые – на двигатель. При этом колонные центраторы используются при бурении глубоких ровных скважин, а передвижные – при создании наклонных скважин.

Помимо центрирующей и опорной функции, колонные центраторы также выполняют калибровку скважины. Их следует использовать при бурении наиболее глубоких скважин, когда долото попадает под серьезную нагрузку. Колонные центраторы производятся из хромо-никелиевой стали в расчете на труднейшие геологические условия.

Особое отличие колонных центраторов заключается в исполнении: они имеют монолитную конструкцию. При этом их комплектуют тремя специальными лопастями, прошедшими процедуры армирования и прессовки. Они расходятся в стороны, касаясь стен скважины. Для повышения стойкости центратора лопасти обрамляются дополнительным вооружением на концах. Это свойство также гарантирует длительное сохранение центрирующих возможностей устройства. В комплексе армирование и вооружение позволяет повысить прочность и долговечность изделия.

Если колонные центраторы необходимо установить на соединение между упрочненными бурильными трубами (УБТ), то их производят с двумя типами замков – внешней и внутренней резьбой. Для монтажа центратора над долотом оба замка делаются изнутри. Последний тип колонного центратора может снабжаться режущим элементом для калибровки поверхности скважины.

При необходимости изменения направления скважины используются передвижные центраторы. Они изготавливаются на базе анализа поставленной технологической задачи. При этом учитывается необходимый уровень стабилизации ствола скважины и угол изменения её наклона. Такие центраторы состоят из главной муфты, лопастей и цанги. Шесть армированных лопастей располагаются на поверхности муфты. А цанга, имея обычную коническую резьбу, вкручивается в муфту. Обычно это необходимо, чтобы закрепить передвижной центратор на двигателе. При повороте муфты цанга начинает сжиматься, надежно закрепляя корпус двигателя. С этой же целью на внутренней поверхности цанги делают продольные полосы из сплава вольфрама и кобальта.

Резьба цанги имеет ступенчатый тип, благодаря чему при достижении максимального вкручивания происходит заедание. Как правило, степень усилия для этого должна достигать 100-500 кН, а различна из-за момента свинчивания, который обычно равен от 23 до 56 кН.м.

Как видно, передвижные центраторы имеют довольно простое строение, выполняя при этом очень ответственную задачу. Именно простота устройства гарантирует удобство при выполнении работ и необходимый уровень надежности.

Непременно стоит отметить маркировку, проставляемую на центраторах. Она зависит от типа пород, через которые способно проходить устройство. Например, маркировка МС говорит о возможности прохода центратора через мягкие пласты пород, имеющие прослойки средней жесткости. Маркировка С обозначает центраторы, работающие с породами средней жесткости, а буквой Т маркируются центраторы для максимально твердых пород.

rosprombur.ru

Центратор для буровых штанг

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам, используемым для обеспечения точного направленного бурения скважин путем центрирования бурового снаряда. Сущность изобретения: центратор для буровых штанг содержит корпус, состоящий из двух полумуфт, посаженных на оси и охватывающих в проточке штангу, в которой выполнено радиальное отверстие. Корпус снабжен радиально расположенными направляющими элементами, выполненными в виде планок, жестко и симметрично закрепленных на корпусе. При этом к планкам присоединены удлиненные на 5-10 мм относительно планок эластичные пластины с помощью винтов и шайб. Причем отверстия в эластичных пластинах под винты выполнены в форме эллипса. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении направленных скважин.

Известен центратор [1] включающий центральный ствол с подшипником в виде колец, расположенных в проточках центрального ствола, фонарь которого, состоящий из втулки, ограничителей и обойм, в которых с помощью пальца, шайбы и шплинта устанавливаются лопасти из обрезиненного металлического сердечника. Недостатком этого устройства является сложность конструкции и отсутствие технологичности, так как установка центраторов должна производиться при рассоединении штанг и буровой снаряд с частью штанг нужно поддерживать в скважине с помощью дополнительных устройств, а при подъеме бурового снаряда возможен резкий удар центратора о корпус буровой установки, что может привести к аварии. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является направляющее устройство для буровых штанг [2] включающее корпус с раздвижными упругими опорами, соединенные со штангой посредством подшипника, причем опоры выполнены в виде двух полуобойм, в которых установлены скобы. Недостатком этого устройства является быстрый износ скоб, контактирующих со стенками скважин, особенно в абразивных породах. Значительно усложнена конструкция устройства из-за необходимости применения переходной штанги с увеличенной толщиной стенки, а следовательно, уменьшением живым (внутренним) сечением бурового става, что приводит, кроме того, к дополнительным потерям давления сжатого воздуха. При применении воздушных пневмоударников, например, М-48 и др. в воздушный поток сжатого воздуха автоматически маленькими порциями равномерно подается масло для смазки трущихся частей, поэтому в применении подшипника нет необходимости. Целью изобретения является повышение долговечности и упрощение конструкции. Цель достигается тем, что в центраторе для буровых штанг, включающем корпус, состоящий из полумуфт с упругими раздвижными направляющими опорами, концентрично установленных и соединенных на штанге в проточке, в которой выполнено радиально отверстие, направляющие выполнены в виде жестко закрепленных на корпусе планок с эластичными пластинами, установленными с возможностью радиального перемещения относительно полумуфт. Снабжение корпуса центратора направляющими элементами, выполненными в виде эластичных пластин (например, транспортерной ленты), совмещенных с укороченной на 5 10 мм планкой, жестко закрепленной на корпусе, позволяет фиксировать колонку штанг устойчиво по центру скважины. При этом боковая поверхность пластин контактирует с поверхностью скважины и по мере износа пластины на контакте возможно ее передвижение по радиусу. Наличие перечисленных отличительных признаков ведет к приемлемости эксплуатации устройства и к достижению цели повышению долговечности работы и упрощению конструкции устройства. На фиг.1 изображен центратор со штангой и направляющие элементы; на фиг. 2 штанга с центратором, продольный разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1. Центратор содержит корпус, состоящий из двух полумуфт 1 и 2, посаженных на оси 3 и 4 и охватывающих в проточке 5 штангу 6, в которой выполнено радиональное отверстие 7. Корпус снабжен радиально расположенными (не менее четырех) направляющими элементами, выполненными в виде планок 8 жестко и симметрично закрепленных на корпусе, например, с помощью специального крепежного элемента 9. При этом к планкам 8 присоединены удлиненные на 5-10 мм относительно планок эластичные пластины 10 с помощью винтов 11 и шайб 12. Причем отверстия в эластичных пластинах под винты выполнены в форме эллипса. Центратор работает следующим образом. После забуривания скважины 13 на глубину пневмоударника и одной штанги, в проточку 5 штанги от пневмоударника закрепляют центратор, а после бурения на длину второй штанги в проточку устанавливают второй центратор. Таким образом создают жесткую базу по длине колонны буровых штанг равную длине пневмоударника и двух штанг, которая способствует предотвращению искривления буримых скважин. Кроме того, в абразивных породах при бурении дополнительно устанавливают центраторы с целью уменьшения износа буровых штанг при контактировании со стенками скважин. После бурения нисходящей скважины, например на глубину 70 м, производят подъем колонн штанг в полуавтоматическом режиме. Благодаря тому, что длина эластичных пластин больше длины планок на 5-10 мм с обеих сторон, удар центратора о корпус станка смягчается и при этом не нарушается целостность направляющих элементов центратора. При бурении следующей скважины под коронку диаметром 105 мм (новая коронка) устанавливают центратор с диаметром 104 мм. При этом предварительно откручивают на 3 5 оборотов винт и под боковую плоскость пластины на контакте с корпусом проталкивают жесткую прокладку. Винты до отказа закручивают и центратор готов для дальнейшей работы. Отработка параметров предлагаемого устройства производиться на шахте Шерегешского рудоуправления по НПО "Сибруда". Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит: повысить долговечность направляющих элементов за счет перемещения эластичных пластин, упростить конструкцию за счет ликвидации пазов в корпусе устройства, повысить надежность центрирования и работы центратора.

Формула изобретения

Центратор для буровых штанг, включающий корпус, состоящий из полумуфт, с упругими раздвижными направляющими опорами, концентрично установленными и соединенными на штанге в проточке, в которой выполнено радиально отверстие, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде жестко закрепленных на корпусе планок с эластичными пластинами, установленными с возможностью радиального перемещения относительно полумуфт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

findpatent.ru

Центратор скважинного прибора

Изобретение относится к области геофизических исследований в обсаженных скважинах, а именно к центрированию геофизических приборов в обсаженных скважинах. Технический результат - обеспечение центрирования и проходимости прибора в обсаженных скважинах с любыми углами наклона и снижение аварийной опасности при спускоподъемных операциях. Центратор скважинного прибора состоит из направляющей штанги с корпусами на ее концах, нескольких пар рычагов, соединенных между собой осями с роликами, а другими концами закрепленных на обоймах, упирающихся с внешней стороны в пружины. Обоймы и пружины установлены на втулках, перемещающихся по резьбе на штанге. Втулки на внешних концах имеют упор для пружин. Внутренние концы втулок снабжены резьбами с установленными на них гайками. Причем диаметр раскрытия центратора устанавливается перемещением втулок по штанге с фиксацией их контргайками. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области геофизических исследований в скважинах, а конкретно к центрированию геофизических приборов в обсаженных скважинах.

Известны устройства для центрирования скважинных приборов рычажного и рессорного типов (Зельцман П.А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1968) Для центрирования приборов в обсаженных скважинах нашли широкое применение центраторы рычажного типа

Для центрирования скважинного гамма-плотномера-толщиномера СГДТ-3, выпускаемого в настоящее время по ТУ 39-01-09-499-79, применяются расположенные на концах прибора рычажные центраторы. Конструкция верхнего и нижнего центратора одинакова.

Каждый центратор состоит из направляющей штанги с корпусами на концах, в которые упираются пружины. В свою очередь пружины упираются в скользящие по штанге обоймы, к которым на осях закреплены шесть пар рычагов, соединенных между собой осями с роликами, катящимися по внутренней стенке обсадной колонны в скважине. С внутренней стороны обоймы упираются в стопорные кольца на направляющей штанге. Расстояние между стопорными кольцами определяет раскрытие центратора в свободном состоянии, а сжатие пружины исходное усилие для удержания прибора на оси исследуемой скважины. В свободном состоянии раскрытие центратора несколько превышает максимальный внутренний диаметр обсадных колонн для данного типа аппаратуры, а усилие пружины позволяет центрировать прибор при отклонении оси скважины от вертикали до 30°.

К недостаткам данной конструкции следует отнести то, что в современных наклонных и даже горизонтальных скважинах скважинный прибор теряет центрацию и даже ложится на стенку колонны, что приводит к браку в исследованиях. Увеличение усилия пружин центратора радикально улучшить ситуацию не может, т.к. существенно ухудшается проходимость прибора по стволу скважины и возникают сложности при опускании прибора в обсадную колонну. Кроме того, при подъеме прибора из скважины рычаги, в свободном состоянии имеющие раскрытие больше внутреннего диаметра обсадной колонны, могут цепляться за детали ротора и тем самым создавать аварийную обстановку.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение центрирования и проходимости прибора в обсаженных скважинах с любыми углами наклона, а также снижение аварийной опасности при спускоподъемных операциях за счет разделения функций создания усилий центрирования и установки диаметра раскрытия рычагов центратора для каждой конкретной обсадной колонны.

Центратор скважинного прибора (см. чертеж) состоит из направляющей штанги (1) с корпусами (2) на ее концах, нескольких пар рычагов (3), соединенных между собой осями (4) с роликами (5), а другими концами закрепленных на обоймах (6), упирающихся с внешней стороны в пружины (7), отличающийся тем, что обоймы (6) и пружины (7) установлены на втулках (8), перемещающихся по резьбе на штанге (1), втулки (8) на внешних концах снабжены упорами для пружин, а внутренние концы втулок снабжены резьбами с установленными на них гайками (9), причем диаметр раскрытия центратора устанавливается перемещением втулок (8) по штанге (1) с фиксацией их контргайками (10).

Существенным отличием предлагаемой конструкции является раздельная регулировка усилия для сжатия центратора и регулировка диаметра его раскрытия. При этом усилие сжатия центратора на стадии изготовления выбирается таким, чтобы прибор в горизонтальном положении не смещался с центра обсадной колонны минимального диаметра для данного вида и веса прибора. Это достигается сжатием пружины с помощью гаек (9) на втулках (8). Гайки (9) после регулировки стопорятся тем или иным способом, например контрагайками (на чертеже не показаны). Диаметр раскрытия центратора устанавливается перед каротажем для каждой конкретной скважины, для чего ослабляются контрагайки (10) на штанге (1) и ключом по штанге двигаются втулки (8). При этом измеряется расстояние между наружными поверхностями диаметрально противоположных роликов. Это расстояние устанавливается на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра исследуемой колонны. Таким образом обеспечивается установка прибора практически по оси скважины и свободное его прохождение по всей колонне независимо от угла ее наклона. При выходе прибора из скважины раскрытие рычагов центратора останется таким же как в обсадной колонне. Это облегчает спускоподъемные операции и позволяет избегать аварийных ситуации.

Центратор скважинного прибора, состоящий из направляющей штанги с корпусами на ее концах, нескольких пар рычагов, соединенных между собой осями с роликами, а другими концами закрепленных на обоймах, упирающихся с внешней стороны в пружины, отличающийся тем, что обоймы и пружины установлены на втулках перемещающихся по резьбе на штанге, втулки на внешних концах имеют упор для пружин, внутренние концы втулок снабжены резьбами с установленными на них гайками, причем диаметр раскрытия центратора устанавливается перемещением втулок по штанге с фиксацией их контргайками.

findpatent.ru

Скважинный осциллятор

Осциллятор представляет собой систему, обеспечивающую создание колебательных движений. Подобные системы применяются во множестве отраслей, в том числе – в сфере бурения скважин. Задачей скважинного осциллятора является снижение сил трения, возникающих между бурильной колонной и стенками скважины при бурении горизонтально-наклонных стволов нефтяных скважин.

Нередко скважинный осциллятор называют генератором колебаний колонны бурильных труб, что по сути описывает принцип работы устройства. В отличие от химических методов уменьшения сил трения, которые заключаются в применении разнообразных смазочных добавок, осциллятор воздействует на колонну бурильных труб механически. К той же категории механических устройств, способных снижать показатели колебания бурильной колонны относятся центраторы, калибраторы и другие устройства, включенные в компоновку колонны.

Результатом применения таких устройств является увеличение проходки на долото и повышение механической скорости бурения. Кроме того, применение скважинного осциллятора позволяет:

  • снизить вероятность прихвата колонны бурильных труб,
  • уменьшить показатель зависания колонны бурильных труб,
  • довести осевую нагрузку в горизонтальном стволе (посредством уменьшения сил рения),
  • обеспечить бурение горизонтальных скважин с большим показателем отхода.

Примером конструкции скважинного осциллятора является следующее устройство: корпус, внутри которого установлена калиброванная втулка, ось, клапан, а также верхний и нижний диффузоры. Принцип работы заключается в следующем: по колонне бурильных труб к устройству насосами с поверхности подается промывочный раствор. По проходному каналу направленный поток промывочной жидкости попадает на клапанный узел, в результате чего клапан начинает совершать колебания, попеременно наклоняясь разными сторонами к проходному каналу. Это обеспечивает частичное перекрытие проходного канала в определенные моменты. Таким образом, забоя скважины достигают низкочастотные колебания промывочной жидкости, обеспечивающие снизить коэффициент трения.

К сожалению, надежность данного способа снижения показателя трения бурильной колонны о стенки скважины до сих пор вызывает сомнения у многих практикующих специалистов. Несмотря на множество лабораторных исследований с хорошими результатами, невозможно гарантировать высокую эффективность применения этого устройства. Сегодня доработки и исследования, направленные на совершенствование и развитие скважинных осцилляторов продолжаются.

rosprombur.ru

Центраторы для обсадных колонн. ООО «Уралнефтемаш»

Центраторы типа ЦЦ1, ЦЦ2, ЦЦ4

Центраторы предназначены для центрирования обсадных колонн при их спуске и их цементировании в скважинах в условиях эксплуатации.

ЦЦ-1 — упругие разъёмные сборные центраторы с аркообразными планками — для центрирования обсадных колонн в вертикальных и слабоискривленных (до 15–20°) скважинах.

ЦЦ-2 и ЦЦ4 — для центрирования колонн в вертикальных и наклонно-направленных скважинах имеют жесткоупругую характеристику, причем жесткая часть характеристики обусловлена наличием, размерами и формой исполнения трапецеидального выступа.

Применение центраторов позволяет снизить силы трения при спуске колонны, получить равномерный зазор между обсадной трубой и стенками скважины, за счет П-образной выштамповки, что исключает возможность контакта между ними и существенно продлевает срок службы труб, так как уменьшается скорость коррозии, а также позволяет обеспечить равномерную толщину цементного камня вокруг спущенной колонны.

Условия эксплуатации

Наименование параметра Значение параметра
Скважинная среда буровые и тампонажные растворы
Плотность раствора до 2,4 г/см³
Электрохимический потенциал
рабочей среды
до 10 pH
Содержание песка до 1,5% от объема
рабочей жидкости
Температура рабочей среды до + 120 °С

Стандарты и сертификаты

  • Сертификат соответствия: № С-РТЭ.002.ТУ.00273..
  • Срок действия: по 15.02.2020 г.

www.uralneftemash.ru


Смотрите также