Неразъемный протектор бурильных труб

(51)5 Е 21 В 17/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уфимский нефтяной институт и Азербайджанский институт нефти и химии им. М,Азизбекова(72) Р.Р.Сафиуллин, Б,З.Султанов, А.В,Лягов, З.Г,Керимов, М,А.А,Садыхов и Г,Н,Джалил (56) Авторское свидетельство СССР М 866115, кл. Е 21 В 17/10, 1981.Авторское свидетельство СССР М 724684, кл, Е 21 В 17/10, 1978.(54) НЕРАЗЬЕМНЫЙ ПРОТЕКТОР БУРИЛЬНЫХ ТРУБ(57) Изобретение относится к протекторам для бурильных труб. Цель изобретения -пе).Ыпц 1 779739 А 1 повышение надежности при воздействии динамических нагрузок. Неразъемный протектор бурильных труб включает эластичное кольцо 1 с ребрами, армированное предварительно напряженным пружинным элементом, выполненным в виде прорезной втулки 2 с ребрами 3. Прорези в вертикальной плоскости имеют форму трапеций, обращенных большим основанием к оси эластичного элемента 1, а прорези ребер 3 имеют форму трапеций, обращенных меньшим основанием к оси. Возникающие при бурении поперечные колебания бурильной колонны активно гасятся эластичным элементом 1 и прорезной втулкой 2 с ребрами 3 при контакте со стенками скважины, 5 ил,Изобретение относится к устройствам для защиты ведущей, бурильной и обсадных труб от ударных и динамических нагрузок и износа, возникающих при спуско-подъемных операциях и вращении бурильной колонны внутри обсадной колонны, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.Известен неразьемный стабилизатор упругий для бурильных труб в виде резинового кольца, армированного концентрично расположенной втулкой (Информационный листок. Стабилизатор упругий Ф 86 - 061, Серия Р 55.39.29. АзНИИНТЦ, 1986).Недостатком такого стабилизатора является низкая эффективность в работе из-за первоочередного разрушения наиболее напряженных концевых участков, главным образом от ударных и динамических нагрузок при спуско-подъемных операциях о колонную головку и стыке обсадных труб. Кроме того, ненадежное крепление протектора на корпусе приводит к взаимному износу, что снижает надежность работы известного устройства.Известен также протектор для бурильных труб, выполненный в виде нераэъемной натяжной эластомерной втулки, внутренняя поверхность которой в средней части цилиндрическая, а концевые участки имеют Форму раструба, причем на внутренней поверхности втулки в раструбной части выполнены кольцевые канавки, диаметр которых уменьшается от торцов втулки к ее средней части 1,Недостатком такого протектора является уменьшение площади растягивающего сечения и, как следствие, слабый натяг протектора после надевания на бурильные трубы. А также концевые участки имеют коническую Форму с кольцевыми канавками, которые утончены у торцов и легко подвержены разрушению за счет ударных и динамических нагрузок при спуска-подъемных операциях о колонную головку и стыке .обсадной колонны. Кроме того, в процессе бурения бурильная колонна колеблется, что отрицательно действует на долговечность протектора из-за динамических нагрузок,Наиболее близким техническим решением к изобретению является неразъемный, протектор бурильных труб, включающий эластичное кольцо, армированное предварительно напряженным пружинным элементом 2.Недостаток этого неразъемного протектора для бурильных труб заключается в том, что при воздействии динамических и ударных нагрузок разрушаются наиболее напряженные концевые участки. Кроме того,низкая надежность в работе заключается втом, что уменьшается натяг протектора придинамических нагрузках, и как следствие,взаимный износ поверхностей соприкосно 5 вения, а также невозможность увеличениянаружнего диаметра протектора при воздействии динамических нагрузок.Цель изобретения - повышение надежности работы при воздействии динамиче 10 ских нагрузок.Указанная цель достигается тем, чтопружинный элемент неразъемного протектора выполнен в виде прорезной втулки сребрами, прорези в вертикальной плоско 15 сти тела которой имеют форму трапеций,обращенных большим основанием к осиэластичного элемента, а ребер - форму трапеции, обращенных меньшим основанием коси.20 На фиг,1 показан продольный разрезнераэьемного протектора бурильных труб;на фиг.2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг.З -пружинный элемент, выполненный в видепрорезной втулки с ребрами, в разрезе; на25 Фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,З; на фиг,5 -продольный разрез нераэъемного протектора бурильных труб в ненапряженном состоянии,Неразъемный протектор бурильных30 труб представляет собой эластичное кольцо1 с ребрами, армированное предварительнонапряженным пружинным элементом, выполненным в виде прорезной втулки 2 сребрами 3, Причем прорези в вертикальной35 плоскости тела имеют форму трапеции (Г),обращенной большим основанием к осиэластичного элемента 1, а прорези ребер 3имеют форму трапеции В), обращеннойменьшим основанием к оси, .40 Нераэъемный протектор в предварительно напряженном состоянии пружинного элемента надевается на переводник 4,который соединяется с помощью резьб сведущей трубой 5 и бурильной трубой 6,45 Неразъемный протектор бурильныхтруб работает следующим образом.Перед спуском в скважину на каждуюбурильную трубу и на переводник ведущейтрубы надевают известным способом не 50 разьемный протектор, Армирующий пружинный элемент 2, имеющий начальнуюдлинув напряженном состоянии,помещается в тело эластичного кольца 1, внутренний диаметр б которого равен наружному55 диаметру О переводника 4. Под действиемусилия сжатия предварительно растянутогопружинного элемента 2 тело эластичногокольца 1 несколько сжимается в продольном направлении, в результате чего внутренний диаметр неразьемного протектора40 45 50 становится меньше диаметра ба=01, но больше размера нерастянутой пружины б 2 из-за сопротивления материала эластичного кольца, чем достигается надежная установка с натягом на переводник 4 или бурильные трубы.Кроме того. под действием усилия сжатия предварительно растянутого пружинного элемента 2 сжимаются ребра эластичного кольца 1 за счет трапецеидальной формы прорезей ребер 3, в результате чего наружный диаметр О становится большим 02,1что повышает надежность в работе и долговечность путем компенсации износа наружного диаметра, При прохождении ведущей трубы и колонны бурильных труб через колонную головку и стыки обсадной колонны при спуско-подъемных операциях нераэьемный протектор надежно защищает их от воздействия ударных и динамических нагрузок, которые возникают соответственно от соударений при СПО и колебаний бурильной колонны в процессе бурения. Концевые участки неразъемного протектора хорошо сопротивляются воздействию ударных и динамических нагрузок, так как ребра 3 выполнены прорезными, За счет прорезей втулки 2 и ребер 3, имеющих форму трапеций соответственно с большим и меньшим основанием к оси, при воздействии динамических нагрузок эластичное кольцо 1 деформируется (фиг,5). А это приводит, во-первых, к усилению сцепления протектора переводником 4 (или телом бурильной трубы) и увеличению его наружного диаметра от О 1 и О, что оказывает благоприятное воздействие для центрирования бурильной колонный и гашения колебательных процессов (то есть поперечных и продольных колебаний бурильной колонны),Выполнение армирующего пружинного элемента в виде прорезной втулки 2 с ребрами 3 повышает несущую способность неразъемного протектора, а это повышает надежность его работы при воздействии динамических нагрузок, возникающих при бурении за счет продольных колебаний бурильного инструмента и вращательного движения бурильной колонны, Благодаря 5 10 15 20 25 30 35 устойчивости концевых участков ударным нагрузкам сокращается износ наружной поверхности ребер 3 нераэъемного протектора по всей длине.В процессе бурения нераэъемный протектор предотвращает контакт ведущей трубы и бурильной колонны с обсадной колонной и стенками скважины, что исключает износ бурильных и обсадных колонн.Предложенное конструктивное выполнение неразъемного протектора удерживает его на месте первоначальной установки на бурильных трубах в процессе их работы в скважине.Армирующий пружинный элемент 2, выполненный в виде прорезной втулки с ребрами, относится к жестким, что повышает его сопротивляемость к ударным и динамическим нагрузкам при сохранении упругодиссинативных свойств.Возникающие при бурении поперечные параметрические) колебания бурильной колонны активно гасятся эластичным элементом 1 и прорезной втулкой 2 с ребрами 3 при контакте со стенками скважины (или обсадной колонной).Применение предложенного неразъемного протектора бурильных труб позволяет повысить долговечность работы ведущей, бурильных и обсадных труб, Кроме того, повышается срок службы самого протектора с жестким пружинным элементом за счет хорошей сопротивляемости ударным и динамическим нагрузкам, а также предотвращается сальникообразование за счет ребер. Формула изобретения Неразъемный протектор бурильных труб, включающий эластичное кольцо, армированное предв. рительно напряженным пружинным элементом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы при воздействии динамических нагрузок, пружинный элемент выполнен в виде прорезной втулки с ребрами, причем прорези в вертикальной плоскости тела имеют форму трапеций, обращенных большим основанием к оси эластичного элемента, а ребер - форму трапеций, обращенных меньшим основанием к оси, 17797391779739 едактор Л,Сав аз 4419 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Составитель Р.Са Техред М.Моргент лин Корректор Е. Па