Пружина-рессора для центрирования приборов в нефтяных и газовых скважинах

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в приборах для исследования скважин, если приборы требуется центрировать. Техническим результатом является повышение износостойкости пружины. Для этого рессора содержит термообработанный гибкий и упругий пластинчатый корпус, изогнутый в продольном направлении по дуге, и смонтированные на обоих концах корпуса накладки с отверстиями под оси. В средней части корпус выполнен в поперечном сечении дугообразным по радиусу скважины или ее колонны, а в продольном направлении - прямолинейным. При этом длина указанной средней части корпуса выполнена больше муфтового зазора между торцами труб колонны, завернутых по резьбе в муфту. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для центрирования опускаемых в скважину приборов в процессе проведения исследовательских работ.

Известны приборы, опускаемые в нефтяные и газовые скважины для проведения различных исследований, например, приборы разведочной и промысловой геофизики (Н. Н. Кривко, В.Д.Шароварин, В.Н.Широков. Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование. - М., Недра, 1981, 280 с; С.С.Интерберг, Т.Д.Дахкильгов. Геофизические исследования в скважинах. М., Недра, 1882, 352 с.).

Недостатком известных скважинных приборов является то, что они не отцентрированы в скважине, в связи с чем при спуске и подъеме перемещаются от стенки к стенке, и результаты исследований оказываются искаженными.

Этот недостаток устранен в известном приборе, принятом за прототип, в котором вокруг прибора установлено несколько центрирующих пластинчатых пружин-рессор, выполненных термообработанными для гибкости и изогнутых в продольном направлении по дуге (В. Н.Васильевский. А.И.Петров. Техника и технология определения параметров скважин и пластов. - М., 1989, с. 224-226, рис.91, 92).

На указанных пластинчатых пружинах-рессорах смонтированы на обоих концах накладки с отверстиями под оси, с помощью которых пружины крепятся на приборах.

Недостатками пружин-рессор является то, что, во - первых, из-за изогнутости они контактируют со скважиной в двух точках на вершине дуги, в результате чего пружина быстро изнашивается и выходит из строя; во - вторых, из-за дугообразной формы пружина-рессора заходит в процессе перемещения в муфтовый зазор колонны, образующийся между торцами труб, или в углубления стенок необсаженной скважины, что приводит к ударам кромок углублений по пружине, увеличению износа пружин и искажению показаний приборов.

Задачей изобретения является создание пружины-рессоры, лишенной указанных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение износостойкости пружины-рессоры за счет качественного увеличения площади ее контакта со скважиной, а также отсутствие захода пружины-рессоры в муфтовые зазоры колонны и в углубления стенок необсаженной скважины за счет увеличения длины контакта пружины со скважиной.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в пружине-рессоре для центрирования приборов в нефтяных и газовых скважинах в процессе проведения исследований, содержащей термообработанный гибкий и упругий пластинчатый корпус, изогнутый в продольном направлении по дуге, и смонтированные на обоих концах корпуса накладки с отверстиями под оси, согласно изобретению, в средней части корпус выполнен в поперечном сечении дугообразным по радиусу скважины или ее колонны, а в продольном направлении - прямолинейным, при этом длина указанной прямолинейной части корпуса выполнена больше муфтового зазора между торцами труб колонны, завернутых по резьбе в муфту.

Выполнение средней части корпуса пружины-рессоры в поперечном сечении дугообразным по радиусу скважины или ее колонны, обеспечивает сплошной контакт этой части корпуса со стенками скважины (или колонны). Выполнение средней части корпуса в продольном сечении прямолинейным также обеспечивает сплошной контакт на длине прямолинейного участка. В итоге, площадка корпуса, равная произведению ширины корпуса на длину прямолинейного участка, находится в сплошном контакте. Площадь такого контакта в сотни раз превышает площадь двухточечного контакта в прототипе. Контактные давления уменьшаются обратно пропорционально величине контактной площади, что и обеспечивает качественное повышение износостойкости корпуса пружины-рессоры в предложенном устройстве.

Выполнение длины прямолинейного участка корпуса больше величины муфтового зазора предотвращает вход корпуса в муфтовый зазор, что устраняет удары кромок труб в зазоре по корпусу пружины-рессоры и тоже обеспечивает повышение износостойкости корпуса и точности измерений.

Предложенная пружина-рессора показана на чертежах, где изображены: - на фиг.1 - вид сбоку на пружину-рессору; - на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; - на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Пружина-рессора для центрирования приборов в нефтяных и газовых скважинах в процессе проведения исследований содержит термообработанный гибкий и упругий пластинчатый (фиг.1) корпус 1, изогнутый в продольном направлении по дуге R, и смонтированные на обоих концах корпуса 1 накладки 2 с отверстиями 3 под оси для крепления к исследовательским приборам. В средней части 4 корпус 1 выполнен в поперечном сечении дугообразным по радиусу R₁ (фиг.2) скважины или ее колонны, а в продольном направлении - прямолинейным (фиг.1). Длина средней части 4 корпуса 1 выполнена больше муфтового зазора между торцами труб колонны, завернутых по резьбе в муфту.

Предложенная пружина-рессора работает следующим образом.

Накладки 2 устанавливают в ушки исследовательского прибора и закрепляют их осью через отверстия 3. Коробчатая часть 4 корпуса 1 оказывается на диаметре относительно оси прибора, превышающим диаметр скважины или колонны на несколько миллиметров (по расчету).

Закрепляют прибор на кабель и опускают его на кабеле лебедки в скважину под действием собственного веса прибора и кабеля. Коробчатая часть 4 корпуса 1 контактирует со скважиной (колонной) площадью, равной произведению длины L части 4 на ширину l этой же части. Благодаря большой площади контакта (Lхl) удельное давление пружины на стенку скважины (колонны) оказывается несущественным, в связи с чем износ контактной части корпуса является незначительным. Кроме того, длина L части 4, превышающая муфтовый зазор, обеспечивает плавный проход муфтового зазора без захода в него части 4. Отсутствие ударов также повышает износостойкость и работоспособность пружины.

При подъеме прибора вверх пружина работает таким же образом, обеспечивая ее высокую работоспособность и износостойкость коробчатой части 4.

Формула изобретения

Пружина-рессора для центрирования приборов в нефтяных и газовых скважинах в процессе исследований, содержащая термообработанный гибкий и упругий пластинчатый корпус, изогнутый в продольном направлении по дуге, и смонтированные на обоих концах корпуса накладки с отверстиями под оси, отличающаяся тем, что в средней части корпус выполнен в поперечном сечении дугообразным по радиусу скважины или ее колонны, а в продольном направлении - прямолинейным, при этом длина указанной средней части корпуса выполнена больше муфтового зазора между торцами труб колонны, завернутых по резьбе в муфту.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3