Протектор для бурильных труб

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к средствам защиты бурильных и обсадных труб от износа. Цель - повышение надежности работы протектора за счет увеличения жесткости каркаса и уменьшения деформации концевых участков эластичной оболочки. Для этого каждый армирующий элемент выполнен в виде полого усеченного конуса, имеющего цилиндрический поясок у меньшего основания для размещения в отверстии каркаса, и буртик на торце пояска, при этом армирующие элементы размещены в верхних и нижних рядах отверстий каркаса, размещенных на его высоте, и обращены большими основаниями к наружной поверхности эластичной оболочки, а буртиками - к ее внутренней поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к средствам защиты бурильных труб от износа.

Известен протектор для бурильных труб, включающий выполненную из износостойкого материала оболочку с металлическим каркасом, эластичные прокладки и клиновое запорное устройство [1] Наиболее близким к заявляемому решению является протектор для бурильных труб, содержащий разъемную эластичную оболочку с внутренним металлическим каркасом, выполненным с рядами отверстий, армирующие элементы, жестко связанные с каркасом, и соединительные клинья [2] Недостатком таких протекторов является малая жесткость армирующих элементов и возможность разрушения концевых участков оболочки ввиду значительных контактных напряжений между износостойким материалом и наружной поверхностью каркаса.

Целью изобретения является повышение надежности работы протектора за счет увеличения жесткости каркаса и уменьшения деформации концевых участков эластичной оболочки.

Указанная цель достигается тем, что каждый армирующий элемент выполнен в виде полого усеченного конуса, имеющего цилиндрический поясок у меньшего основания для размещения его в отверстии каркаса и буртик на торце пояска, при этом армирующие элементы размещены в верхнем и нижнем рядах отверстий каркаса и обращены большими основаниями концов к наружной поверхности эластичной оболочки, а буртиками к ее внутренней поверхности.

Использование втулок, жестко связанных с каркасом, позволяет повысить надежность работы протектора следующим образом: применение втулок позволяет уменьшить концентрацию напряжений эластичного материала и, тем самым, исключить отрыв эластичного материала от каркаса; выполнение втулок с цилиндрическим буртиком, обращенным к внутренней поверхности протектора, позволяет уменьшить радиальную и осевую деформацию внутреннего слоя эластичного материала; при возникновении осевых сдвигающих усилий на наружной поверхности за счет конусности втулок эластичный материал будет прижиматься к поверхности металлического каркаса, в результате чего уменьшится осевая деформация эластичного материала протектора и увеличится сопротивляемость его отрыву от каркаса; отверстия втулок позволяют эластичному материалу монолитно соединять наружный и внутренний слои протектора и увеличить прочность связи его элементов.

На фиг. 1 показан общий вид протектора; на фиг. 2 представлено поперечное сечение протектора по лини А-А.

Проектор выполнен в виде разъемной эластичной оболочки 1, облегающей бурильную трубу 2. Оболочка выполнена из износостойкого материала, например резины, и армирована внутренним металлическим каркасом 3 с петлями 4. В каркасе 3 выполнены отверстия 5 несколькими рядами. Втулки 6, жестко связанные с каркасом, размещены в верхнем и нижнем рядах отверстий, при этом остальные отверстия других рядов остаются свободными. Втулка 6 имеет цилиндрический буртик 7, обращенный к внутренней поверхности протектора, цилиндрический поясок 8 для размещения в отверстии каркаса 3 и поверхность усеченного конуса 9, большее основание которого обращено к наружной поверхности эластичной оболочки 1, а буртик 7 к ее внутренней поверхности. Эластичные прокладки 10 препятствуют смещению протектора относительно бурильной трубы 2. В отверстия 11 оболочек 1 вставляются соединительные клинья 12 и этим создается необходимое усилие для прижатия оболочки протектора к бурильной трубе.

Уменьшение радиальной деформации протектора позволяет повысить надежность работы протектора, так как при большой величине радиальной деформации допустимая величина износа уменьшается. Величина допустимого износа определяется по формуле Δ = Д_п- d_з- δ, где Δ допустимая величина износа; D_п наружный диаметр протектора;
d_з наружный диаметр замка бурильной трубы;
d радиальная деформация протектора при прижимающей нагрузке.

Таким образом, чем меньше радиальная деформация протектора, тем больше допустимая величина износа, а следовательно выше надежность работы и ресурс протектора.

Использование предлагаемого изобретения позволит уменьшить расход протекторов по отрасли примерно на 10%

Формула изобретения

Протектор для бурильных труб, содержащий разъемную эластичную оболочку с внутренним металлическим каркасом, выполненным с рядами отверстий, по высоте, в которых установлены армирующие элементы, жестко связанные с каркасом, эластичные прокладки и соединительные клинья, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы протектора за счет увеличения жесткости каркаса и уменьшения деформации концевых участков эластичной оболочки, каждый армирующий элемент выполнен в виде полого усеченного конуса, имеющего цилиндрический поясок у меньшего основания для размещения в отверстии каркаса и буртик на торце пояска, при этом армирующие элементы размещены в верхних и нижних рядах отверстий каркаса и обращены большими основаниями к наружной поверхности эластичной оболочки, а буртиками к ее внутренней поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2