Калибратор и способ его изготовления

 

Использование: центрирование бурильной колонны з скважине и калибровка стенок скважины. Сущность изобретения: калибратор содержит полый корпус со сквозными радиальными отверстиями на боковой поверхности, расположенными под острым углом к оси калибратора, вершина которого направлена в сторону верхнего торца корпуса. В отверстиях корпуса установлены калибрующие вставки в виде гильзы с закрепленным в ней износостойким стержнем. Гильза установлена в отверстии посредством резьбы с возможностью проворота. Рабочая головка вставки имеет конусную форму с углом при вершине конуса, равным удвоенному углу наклона отверстия к оси калибратора. В дне гильзы выполнен сквозной щелевой паз, При изготовлении калибратора гильзу предварительно фиксируют на входе отверстия донной частью внугрь. Через открытый конец гильзы в щелевой паз ее дна вводят технологический инструмент и ввинчивают гильзу в отверстие корпуса. В гильзу вставляют износостойкий стержень и осуществляют его пайку в гильзе. Отвод флюса, шлаков и газа осуществляют во внутреннюю полость корпуса через щелеаой паз гильзы. 2 с,п. ф-лы. 3 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕН1 СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОЕРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f О Ю

iC) (21) 4765105/03 (22} 04.12,89 (46) 07.0".. 93. Бюл, М 21 (71) Комплексная геофизика-геологическая экспедиция Научно-производственного объединения "Казрудгеалогия" (72) В.В, Кириллов, Н.М, Успанав и С,И. Бочаров (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1357533, кл. Е 21 В 10/34, 1985.

Патент США «Рв 2956781, кл. 175-325, опублик. 1960. (54) КАЛИБРАТОР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57} Использование: центрирование бурильной колонны в скважине и калибровка стенок скважины. Сущность изобретения: калибратор содержит полый корпус со сквозными радиальными отверстиями на боковой поверхности, расположенными пад острым углам к оси калибратора, вершина

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, применяемому для калибровки и стабилизации скважин различного назначения, а также по способу армирования инструмента износостойкими элементами.

Целью изобретения является увеличение ср ка службы калибратора за счет автоматического выдвижения калибрующих вставок из корпуса по мере их износа. В результате зкономии на истирающих материалах происходит общее снижение буровых затрат.

На фиг. 1 изображен калибратор со ступенчатым вырывом, общий вид; на фиг. 2— (;5M), 1819970 А1 которого направлена в сторону верхнего торца корпуса. В отверстиях корпуса установлены калибру ащие вставки D виде гильзы с закрепленным. в ней изнасастайким стержнем. Гильза установлена в отверстии посредствам резьбы с воэможностью проворота. Рабочая головка вставки имеет канусную форму с углом при вершине конуса, равным удвоенному углу наклона отвсрстия к Ocll калибратора. В дне гильзы выполнен сквозной щелевой паз, При изготовлении калибратора гильзу предварительна фиксируют на входе отверстия донной частью внутрь. Через открытый конец гильзы в щелевай паз ее дна вводят технологический инструмент и ввинчивают гильзу в отверстие корпуса. В гильзу вставляют износостойкий стержень и осуществля от ега пайку в гильзе. Отвод флюса, шлаков и газа осуществляют ва внутреннюю Полость корпуса через щелевай паз гильзы. 2 с,и. ф-лы, 3 ил, участок корпуса калибратора с калибрующим элементом перед установ" îé в гнездо стержня, продольный разрез; í"-, фиг. 3— участок калибратора в KoHTBKTQ o стенкой скважины.

Калибратор содержит корпус 1 и калибрующие элементы 2. Корпус 1 выполнен с внутренней полостью 3 и са сквозными наклонна-радиальными реэьбовыми отверстиями 4, Элементы 2 выполнены иэ цилиндра с наружной резьбой и головки с конической поверхностью 5, У вершины головки, являющейся рабочей поверхностью элемента 2, в гнезде 6 закреплен изнасастойкий стержень 7, в днище гнезда имеется сквозной

1819970 щелевой паз 8, а угол конуса (3 при вершине элемента 2 равен удвоенному углу наклона и оси 9 резьбового отверстия к оси 10 корпуса 1. С помощью паза 8, в который вставляется технологический инструмент (не показан), производятся крепленле элемента 2 в корпусе 1 и вытеснение отходов пайки в полость 3, Калибратор включают в компоновку низа бурильной колонны и спускают в скважину. В процессе работы калибратора при вращении бурильной колонны изнашиваются его рабочие поверхности. Принцип саморегулирования калибратора по диаметру заключается в выдвижении элементов 2 вдоль оси 9, связанном напрямую с износам стержня 7 и конусной поверхности 5 при взаимодействии со стенкой 11 скважины, Так, при входе калибратора в зау>кенный участок скважины стержень 7 внедряется в стенку 11 скважины и производит ее разрушение, калибруя скважинудо номинального диаметра. По мере износа стержня 7 в контакт со стенкой 11 вступает конусная поверхность 5. Благодаря тому, что угол конусаО при вершине элемента 2 равен удвоенному углу наклона отверстия 4, обеспечивается плотное прилегание к стенке 11 поверхности 5 на всей длине ее образующей, В результате действия сил трения происходит истирание контактирующих поверхностей и возникает оеактивный момент, стремящийся повернуть элемент 2 вокруг оси 9 в направлении, обратном вращению снаряда.

При направлении навивки резьбы элемента

2, противоположном нгправлени о вращения корпуса I, происходит выворачивание элемента 2 из корпуса 1. Выдвижение элемента 2 сопровождается опережающим по сравнению со стержнем 7 износом поверхности 5, вследствие чего происходит самозаточка элемента 2.

Износ калибрующих элементов, а следовательно, и их радиальное выдви>кение находятся в прямо пропорциональной зависимости от физико-механических свойств пород, т.е, микроизнос калибратора по диаметру постоянно компенсируется микровыдвижением элементов 2 из корпуса 1 на величину износа.

Оптимальный режим отработки инструмента задается конструктивными параметрами калибратора (диаметр и угол наклона элемента, глубина и.шаг резьбы).

Монтаж калибратора калибрующими элементами осуществляется следующим образом.

35 с10 г15

50 е 5

В отверстие 4 корпуса 1 вставляют тупой конец элемента 2, затем через гнездо 6 в щелевой паэ 8 вводят технологический инструмент и ввинчивают элемент 2 на заданную глубину. Аналогичную операци о проводят со всеми другими элементами. После этого устанавливают в гнездах износостойкие стержни 7 и осуществляют их пайку путем заливки припоя в кольцевые полости между стержнями 7 и стенками гнезд 6. В процессе пайки расплавленный припой под действием силы тяжести и капиллярных сил заполняет зазор между каждым стержнем 7 и стенкой гнезда б, а газы, флюс и шлаки вытесняются через пазы 8 во внутреннюю полость 3 корпуса 1. Зто обеспечивает высокое качество паяльного шва и соответственно надежное крепление стержней 7 в элементах 2.

Формула изобретения

1. Калибратор, соцержащий полый корпус с радиальными отверстиями на боковой поверхности и установленные в этих отверстиях калибрующие элементы в виде отдельных вставок, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы калибратора за счет автоматического выдвиженил вставок иэ корпуса по мере их износа, отверстия в корпусе выполнены сквозными с наклоном к оси калибратора под острым углом, вершина которого направлена в сторону верхнего торца корпуса, а каждая вставка выполнена в виде гильзы с закрепленным в ней иэносостойким стержнем и установлена в отверстии корпуса посредством резьбы с воэможностью проворота, при этом рабочая головка вставки имеет канусную форму с углом прл вершине конуса, равным удвоенному углу наклона отверстия к оси калибратора, з в дне гильзы выполнен сквозной щелевой паэ.

2, Способ изготовления калибратора по и."., включающий крепление вставок в отверстиях корпуса, отличающийся тем, что гильзу с выполненными в ее дне сквозным щелевым пазом предварительно фик- сируют на входе отверстия корпуса донной частью во внутрь, затем через открытый конец гильзы в щелевой паэ ее дна вводят технологический инструмент, и ввинчивают гильзу в отверстие Корпуса, и гильзу вставляют износостойкий стержень, и осуществляют его пайку в гильзе, при этом отвод флюса, шлаков и газа осуществляют во внутреннюю полость корпуса через щелевой паэ гильзы.

«р

Составитель В. Кириллов

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц

Заказ 2010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101