Виброгаситель-калибратор



Виброгаситель-калибратор
Виброгаситель-калибратор

 


Владельцы патента RU 2533793:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения колебаний низа бурильной колонны и калибрования ствола скважины. Техническим результатом является повышение эффективности гашения продольных колебаний, действующих на компоновку низа бурильной колонны (КНБК), и калибрования ствола скважины. Виброгаситель-калибратор содержит корпус и калибрующую втулку. Корпус перфорирован в продольном и окружном направлениях с образованием пазов на наружной поверхности. Калибрующая втулка имеет ответные пазы на внутренней поверхности, а с наружной поверхности, между пазами, запаяны твердосплавные ребра. Корпус и втулка перфорированы насквозь в форме призматических пазов, тем самым пазы образуют обоймы, в которые установлены стальные шары. Диаметр шаров увеличивается, а расстояние до следующего шара уменьшается в продольном направлении виброгасителя-калибратора снизу вверх. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения колебаний низа бурильной колонны и калибрования стенки ствола скважины.

Известен центратор бурильного инструмента [авторское свидетельство СССР №1458551, МКИ E21B 17/10, опубл. 1989 г.], содержащий корпус с осевым и радиальными каналами, установленный с возможностью вращения центрирующий элемент с ребрами, износостойкий упругий элемент, упругую цилиндрическую втулку, образующую с корпусом полость, сообщающуюся через радиальные каналы корпуса с его осевым каналом.

К недостаткам известного устройства относится то, что в конструкции присутствуют упругие элементы, являющиеся недолговечными ввиду тяжелых условий их эксплуатации, снижающие надежность работы устройства, а расположение радиальных каналов может привести к сальникообразованию полости внутри центратора.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является забойный амортизатор [авторское свидетельство СССР №1819975, МКИ E21B 17/07, опубл. 1993 г.], содержащий корпус с конусными выступами, шпиндель со сферическими выступами и рабочие элементы в виде пакетов металлических шариков.

К недостаткам известного устройства относится то, что большое количество рабочих элементов для гашения колебаний, выполненных в виде мелких металлических шариков, хаотично перемещающихся в образованной полости, будут взаимодействовать не только между собой, но и ударять по деталям устройства с тем большей силой, чем больше количество оборотов в процессе бурения, в результате чего возможна поломка устройства; внушительное количество деталей, в частности наличие тяжело нагруженной пружины, также снижает надежность системы.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности гашения продольных колебаний, действующих на компоновку низа бурильной колонны (КНБК), а также калибрования ствола скважины за счет изменения, в частности, упрощения конструкции устройства, и как следствие, увеличение надежности и ресурса КНБК.

Технический результат достигается тем, что в виброгасителе-калибраторе, содержащем корпус и втулку, между которыми образована полость с установленными в ней шарами, новым является то, что корпус перфорирован в продольном и окружном направлениях с пазами на наружной поверхности, калибрующая втулка имеет ответные пазы на внутренней поверхности, а с наружной поверхности, между пазами, образующими обойму, в которые установлены металлические шары, запаяны твердосплавные ребра. Также новым является то, что корпус и втулка перфорированы насквозь в форме призматических пазов, диаметр шаров увеличивается, а расстояние до следующего шара уменьшается в продольном направлении виброгасителя-калибратора снизу вверх.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательный уровень».

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид виброгасителя-калибратора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Виброгаситель-калибратор (фиг.1, 2) содержит перфорированный в продольном и окружном направлениях корпус 1 с призматическими продольными пазами на наружной поверхности, калибрующую втулку из двух симметричных половин 2, 3 с ответными пазами на внутренней поверхности, а с наружной поверхности втулки, между пазами, запаяны твердосплавные ребра 4, пазы образуют обойму 5, в которую установлены металлические шары 6 с различными диаметрами Dn (n - количество шаров) и расстоянием до следующего шара Hn в продольном направлении виброгасителя-калибратора.

Виброгаситель-калибратор работает следующим образом.

Виброгаситель-калибратор устанавливается посредством переводников и муфт (не показаны) в компоновке нижней части бурильной колонны. Количество шаров n зависит от интенсивности вибраций и выбирается в соответствии с опытными данными в кусте или месторождении, также возможна связка виброгасителей-калибраторов по схеме «бусы».

Возникающие продольные вибрации от долота воспринимает корпус 1 с втулкой из двух симметричных половин 2, 3, образующих обойму 5, где происходит гашение колебаний за счет диссипативных сил и способствующей гашению силы тяжести металлических шаров 6, обеспечивающих импульсное гашение колебаний в продольном направлении в фазе от шара к шару, обеспеченное за счет разности диаметров Dn, следовательно, масс шаров 6 и разницы в зазорах Hn, причем диаметр шаров увеличивается D1<D2…<Dn, а расстояние до следующего шара уменьшается H1>H2>…>Hn в продольном направлении виброгасителя-калибратора снизу вверх, часть энергии передается калибрующей втулке из двух симметричных половин 2, 3 с твердосплавными ребрами 4 на формирование стенки ствола скважины.

Исполнение виброгасителя-калибратора с перфорированными корпусом 1 и втулкой из двух симметричных половин 2, 3 увеличивает демпфирующие характеристики виброгасителя-калибратора, так как шары 6 автоматически смазываются буровым раствором в процессе бурения, что увеличивает логарифмический декремент затухания колебаний при импульсном гашении колебаний, диссипацию энергии колебаний за счет жидкостного трения шаров 6, а также их сглаженное возвращение в исходное положение, одновременно с этим не допуская больших потерь и сопротивлений во внутритрубном пространстве.

Таким образом, результатом использования предлагаемого изобретения является повышение эффективности гашения продольных колебаний, действующих на КНБК, а также калибрования ствола скважины за счет изменения, в частности упрощения, конструкции устройства и, как следствие, увеличение надежности и ресурса КНБК.

1. Виброгаситель-калибратор, содержащий корпус и втулку, между которыми образована полость с установленными в ней шарами, отличающийся тем, что корпус перфорирован в продольном и окружном направлениях с пазами на наружной поверхности, калибрующая втулка имеет ответные пазы на внутренней поверхности, а с наружной поверхности, между пазами, образующими обойму, в которые установлены металлические шары, запаяны твердосплавные ребра.

2. Виброгаситель-калибратор по п.1, отличающийся тем, что корпус и втулка перфорированы насквозь в форме призматических пазов.

3. Виброгаситель-калибратор по п.1, отличающийся тем, что диаметр шаров увеличивается, а расстояние до следующего шара уменьшается в продольном направлении виброгасителя-калибратора снизу вверх.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к фиксирующим устройствам перфоратора. Техническим результатом является повышение эффективности работы перфоратора за счет придания истекающим из него струям постоянного направления.

Изобретение относится к опорно-центрирующим устройствам, используемым в компоновке низа бурильной колонны при наклоннонаправленном бурении нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к применению покрытий в оборудовании, используемом при эксплуатации нефтяной и газовой скважины. Предложены покрытия из композиционного материала на основе фуллерена или из алмазоподобного углерода или их сочетаний, обладающие твердостью более 1000 единиц по Виккерсу и имеющие коэффициент трения меньше или равный 0,15, используемые в качестве защитного покрытия оборудования нефтяной и газовой скважины, включающего одно или более цилиндрических тел, или оборудования нефтяной и газовой скважины, включающего одно или более тел, за исключением бурового долота.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам защиты силового кабеля насоса от механических повреждений. Техническим результатом является повышение универсальности и надежности крепления протектолайзера на шейке насоса.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к опорно-центрирующим элементам бурильной колонны. Техническим результатом является увеличение эффективности работы предлагаемого центратора за счет расширения спектра амплитудно-частотных характеристик демпфируемых колебаний.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля от механических повреждений в скважине при проведении спуско-подъемных работ подвески насосно-компрессорных труб с установленными электроцентробежными насосами в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в эксплуатационных скважинах для центрирования колонны насосных штанг при вращении в НКТ, снятия нагрузок на колонну насосных штанг и применимо к установке штангового винтового насоса с наземным приводом.

Изобретение относится к хомутам для вертикального трубопровода. Хомут для вертикального трубопровода состоит из нескольких частей и предназначен для удерживания нескольких труб для текучей среды параллельно и на некотором расстоянии от стального трубопровода, имеющего защитное покрытие.

Группа изобретений относится к бурению скважин и может быть использована для их расширения, а также в процессе выполнения ремонтных работ в скважинах. Размещают в скважине компоновку инструмента, переводят ее из транспортного положения в рабочее.

Изобретение относится к опорно-центрирующим устройствам, применяемым в компоновке низа бурильной колонны (КНБК) при наклонно-направленном бурении скважин. Обеспечивает повышение эффективности бурения скважин.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к опорно-центрирующим элементам бурильной колонны. Техническим результатом является увеличение эффективности работы предлагаемого центратора за счет расширения спектра амплитудно-частотных характеристик демпфируемых колебаний.

Изобретение относится к соединительному узлу для использования в водоотделяющей колонне (морском райзере) (1). Соединительный узел содержит внутренний и наружный трубные сегменты (21, 22), установленные с возможностью взаимного перемещения в осевом направлении.

Изобретение относится к устройствам приводов вращения, размещаемых в скважине, в частности к гидромеханическим амортизаторам для бурильной колонны, предназначенным для уменьшения ударной нагрузки на долото и снижения вибраций, возникающих в бурильной колонне для бурения наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для снижения динамических нагрузок на штанги при работе станка-качалки. .

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть применено при добыче флюида или закачке рабочего агента в скважину с одним или несколькими пластами. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к компенсаторам для штанговых глубинных насосов. .

Изобретение относится к области бурения, в частности к телескопической буровой колонне по меньшей мере с двумя ведущими штангами, которые имеют возможность смещения относительно друг друга и снабжены средствами для передачи крутящего момента на смежную ведущую штангу.

Изобретение относится к горному делу, а именно бурение скважин на нефть и газ. .

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. .

Группа изобретений относится к динамическим гасителям крутильных колебаний и может быть использована в бурении нефтяных и газовых скважин. Динамический виброгаситель крутильных колебаний содержит корпус с расположенным внутри него маховиком, в теле которого закреплены грузы, маховик выполнен в виде системы двухзвенника. Согласно первому варианту амортизаторы с одного конца входят в массу-шарнир, с другого, посредством приваренного кронштейна и проушин, в грузы, выполненные в виде цилиндрических сегмент-планок. Согласно второму варианту внутри корпуса с одной стороны установлен шток с прижимными винтами и стопорным кольцом, с другой стороны - шток и подпирающая его пружина. Амортизаторы с одного конца входят в массу-шарнир, с другого, посредством поперечины, в грузы в виде цилиндрических сегмент-планок, в которых предусмотрены различной глубины выемки. В обоих вариантах между грузами вставлены эластичные элементы, на зазор Δ, совместно с грузами, отстоящие от шайбы с маховой массой в виде полого цилиндра. Достигается увеличение демпфирующих характеристик, снижение негативного влияния крутильных колебаний на бурильный инструмент в широком диапазоне изменения частоты его вращения, увеличение надежности и ресурса, снижение числа отказов оборудования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх