Гидравлический центратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 947384 ф(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Уфимский нефтяной институт Министерства,высшего и среднего специального образования РСФСР(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦЕНТРАТОР Изобретение относится к бурениювертикальных и наклонно направленныхскважин, а именно к гидравлическимцентраторам бурильной колонны. Известен гидравлический центратор бурильной колонны, включающий выдвижные в радиальном направлении лапы, установленные в корпусе, закрепленном на бурильной колонне 1.Известен также гидравлический центратор, включающий корпус с присоединительной резьбой под колонну бурильных труб, выдвижные цснтрирующие элементы и поршень, установленный концентрично внутри корпуса с возможностью осевого перемещения и образующий с ним замкнутую полость для рабочего агента 2,Недостаток известных центраторов заключается в том, что они не обеспечивают достаточной надежности работы, так как возникающие при бурении, особенно твердых пород, продольные колебания способствуют быстрой поломке элементов бурильной колонны.Цель изобретения - повышение надежности работы центратора при бурении твердых порол. Указанная цель достигается тем,что гидравлический центратор снабжен дополнительными центрирующимиэлементами, размещенными под основными, а поршень образует в местеих установки с корпусом дополнительные замкнутые камеры, имеет радиальные отверстия для связи замкнутыхкамер с внутренней полостью корпусаи резьбовой участок для присоединения породоразрушающего инструмента.Кроме того, поршень снабжен дросселем, амортизирующим узлом, размещенным между корпусом и поршнем.На фиг. 1 показан гидравлическийцентратор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.Гидравлический центратор имееткорпус, который для удобства монтажа и облегчения технологии изготовления выполнен сборным, состоящийиэ верхнего,переводника 1, корпуса центратора 2 и нижнего переводника 3. Внутри корпуса размещается сменная рабочая втулка 4 с сообщающимися отверстиями Е и Г, направляющИе подшипники 5 скольжения и плаваб 0 1ющий поршень, включающий хвостовик6, со штоком 7. Между корпусами1, 2 и 3 и поршнем размещен амортизатор 8. Нижняя наружная поверхностьштока 7 и ответное отверстие нижнего переводника 3 корпуса выполнены 5профильной формы для восприятиякрутящего момента (фиг. 3) передаваемого долоту 9, а нижняя внутренняя поверхность штока 7 имеет резьбудля присоединения долота 9, Корпус" 10центратор 2 для усиления конструкциии обеспечения прохода промывочнойжидкости выполнен с ребрами, в которых размещены направляющие камеры, снабженные сменными гильзами 10,жестко заделанными в ребрах, внутрикоторых насажены основные центрирующие элементы 11 с возвратными пружинами 12 и дополнительные 13. Поверхности центрирующих элементов, 11 и2013, контактирующие со стенкамискважины в процессе работы, армированы твердосплавными зубьямиВ хвостовике 6 плавающего поршняи присоединительном штоке 7 выполнены калиброванные радиальные отверстия, попеременно сообщающие основные 14 и дополнительные 15 замкнутые полости с полостью корпуса.Для создания необходимого режимаработы демпфера-центратора внутри 30поршня в центральный промывочныйканал встроен сменный дроссель, состоящий из корпуса 16 и рабочего сопла 17 с регламенированным отверстием.Для обеспечения герметизации 35рабочие элементы устройства снабженыуплотнительными кольцами 18-23. Давление промывочной жидкости показаныстрелками.Устройство работает следующим 40образом,В процессе бурения долото, перекатываясь по ухабообразному забоюскважины, является источником продольных поперечных и крутильныхколебаний, действующих на различныеГ45элементы бурильной колонны.Гидравлический центратор устанавливается в нижней части бурильнойколонны, например, над долотом.При спуске инструмента на забойпромывочная жидкость, находящаясяв скважине, поднимает плавающийпоршень вверх, обеспечивая себедоступ через калиброванное отверстиев дополнительную замкнутую 55полЖть 15 под поршнем.В процессе бурения промывочнаяжидкость, подаваемая буровыми насосами, поступает через хвостовик,дроссель, шток и долото на забой,Перепад давления, срабатываемыйв дросселе, создает мощную жидкостную пружину, которая, заставляядвигатьсяплавающий поршень вниз,прижимает долото к забою. 65 При этом движении поршня открывается калиброванное отверстие Д,обеспечивая доступ промывочной жидкости в основную замкнутую полость14 над поршнем, закрывается калиброванное отверстие В, повышая давление в дополнительной замкнутойполости 15 под поршнем. Повышениедавления передается через отверстиеГ на центрирующие элементы, которые,выдвигаясь, ценТрируют бурильнуюколонну, калибруют стенку скважиныи гасят поперечные колебания.При отпуске .долота в процессе.перекатывания его по ухабообразномузабою поршень, жестко связанный сдолотом, двигается вверх, перекрывает калиброванное отверстие Д иоткрывает отверстие В. При этом повышается давление в основной замкнутой полости 14 над поршнем, которое выдвигает основные центрирующие элементы и обеспечивает гашениепродольных и поперечных колебаний.Амортизирующий узел, размещенныймежду корпусом и поршнем,. обеспечивает смягчение осевых ударов штокао корпуса. Затем жидкостная пружинаприжимает долото к забою и процессработы повторяется.,Применение гидравлическогоцентратора предлагаемой. конструкциипозволяет повысить долговечностьопор долота, забойного двигателябурильной колонны, увеличить механическую скорость бурения и проходкуна долото. формула изобретения1. Гидравлический центратор, включающий корпус с присоединительной резьбой под колонну бурильных труб, выдвижные центрирующие элементы и поршень, установленный концентрично внутри корпуса с воэможностью осевого перемещения и образующий с ним замкнутую полость для рабочего агента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности при бурении твердых пород, он снабжен дополнительными центрирующими элементами, размещенными под основными, а поршень образует в месте их установки с корпусом дополнительные замкнутые камеры, имеет радиальные отверстия для связи замкнутых камер с внутренней полостью корпуса и резьбовой участок для присоединения породоразрушающего инструмента.2. Центратор по п.1, о т л и ч.а ю щ и й с я тем, что поршень снабжен дросселем.3. Центратор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Фгашения ударных нагрузок, он снабженамортизирующим узлом, размещенныммежду корпусом и поршнем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРВ 69168, кл. Е 21 В 17/10, 1946.2. Авторское свидетельство СССРМ 344101, кл. Е 21 В 17/10, 1970а писное аз 55 роектная, 4 илиал ППП "Патент", г. Унгоро Тираж 62сударственногоаи изобретенийва, Ж, Рауш ВНИИПИ по д 3035, Моомитета СС открытий ая наб д