010518 - 1 - Настоящее изобретение относится к регулируемому

010518
Настоящее изобретение относится к регулируемому центрирующему инструменту для использования в трубах с изменяющимся внутренним диаметром, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Центрирующий инструмент соединяется с различным оборудованием и инструментами во время
рабочих и измерительных операций, выполняемых в нефтяной или газовой скважине. Кроме того, выполняется проверка внутреннего диаметра скважины с использованием центрирующего инструмента, а
также присутствия или отсутствия препятствий в скважине.
В настоящее время используют различные центрирующие инструменты для этих целей, приспособленных для внутреннего диаметра каждой скважины, и поэтому производитель работ должен заранее
знать диапазон диаметров скважин, подлежащих проверке, и использовать подходящие инструменты для
каждого из размеров.
В патенте США № 2427052 раскрыт скреперный инструмент, в котором набор ребер принудительно
выводится наружу с помощью поршней. Поршни и ребра имеют взаимодействующие друг с другом наклонные поверхности. За счет увеличения давления текучей среды в инструментальной колонне поршни
прижимаются друг к другу, обеспечивая выдвижение ребер наружу. Пружина затягивает ребра обратно в
исходное положение, когда давление с поршней снимается.
В патенте США № 3545825 раскрыто центрирующее устройство для бурильной колонны, выступающие ребра которого можно регулировать и закреплять с помощью винтов.
В патенте США № 6494272 показан другой вариант ребер, которые принудительно выводятся наружу посредством подачи дополнительного давления текучей среды.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность выполнения указанных выше скважинных операций с использованием одного центрирующего инструмента, имеющего цилиндрическую форму и
снабженного несколькими, например, шестью синхронно и бесступенчато регулируемыми, выступающими радиально наружу ребрами.
Согласно изображению создан центрирующий инструмент для использования в трубах с изменяющимся внутренним диаметром, который характеризуется признаками отличительной части независимого
пункта формулы изобретения.
На чертежах изображено следующее:
фиг. 1 изображает центрирующий инструмент согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - центрирующий инструмент, согласно настоящему изобретению, разделенный на компоненты;
фиг. 3А-В - центрирующий инструмент согласно настоящему изобретению, разделенный на компоненты;
фиг. 3С - продольный разрез центрирующего инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг. 4 - ребро согласно настоящему изобретению;
фиг. 5А-В - различные типы ребер согласно настоящему изобретению;
фиг. 6А - половина тела центрирующего инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг. 6В - полное тело центрирующего инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг. 7 - вид сбоку части центрирующего инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг. 8-12 изображают различные стадии способа регулировки и установки направляющих ребер
центрирующего инструмента согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 показан изометрический вид центрирующего инструмента 1, имеющего ребра 2, проходящие от своего внутреннего или отведенного назад положения в соответствующих канавках. Положение ребер 2 удерживается с помощью верхней запирающей оправки 3 с защитным болтом 4 и нижней
запирающей оправки 5 с защитной гайкой 6.
На фиг. 2 - центрирующий инструмент 1 с разделенными поверхностями 2", верхняя запирающая
оправка 3 с защитным штифтом 4 и нижняя запирающая оправка 5 с защитной гайкой 6. Цилиндрическое
тело 7 инструмента снабжено на своей наружной периферии продольными канавками 8, имеющими наклонные окончания 8', соответствующими размерам ребер, скошенным концевым поверхностям 2" ребер
и направляющим лапкам 2', соответственно.
На фиг. 3А - вид сбоку центрирующего инструмента 1, при этом ребра 2 выступают из наружной
окружности тела 7 инструмента.
На фиг. 3В ребра 2 находятся в отведенном назад положении заподлицо с окружностью тела 7 инструмента.
На фиг. 3С показан продольный разрез центрирующего инструмента 1, при этом ребро 2 находится
в выступающем положении, в котором верхняя и нижняя запирающие оправки 3 и 5 фиксируют две скошенные концевые поверхности 2" ребра. Направляющие лапки 2' перемещают в канавках 8 тела 7 инструмента.
На фиг. 4 показан изометрический вид ребра 2, имеющего направляющие лапки 2' и скошенные
концевые поверхности 2".
На фиг. 5А показан изометрический вид стандартного ребра 2, имеющего направляющие лапки 2' и
скошенные концевые поверхности 2".
-1-
010518
На фиг. 5В показан изометрический вид заменяемого ребра 2, имеющего ту же длину и те же направляющие лапки 2', что и ребро на фиг. 5А, однако более широкое и имеющее более длинные скошенные концевые поверхности 2", поскольку используется в скважинах, имеющих внутренний диаметр, превышающий стандартный диаметр.
На фиг. 6А показана одна половина разрезанного тела 7 инструмента, имеющего продольные канавки 8 с наклонными окончаниями 8' для ребра 2 и направляющих лапок 2'.
На фиг. 6В показано не разрезанное тело инструмента.
На фиг. 7 показан вид сбоку ребра 2, имеющего направляющие лапки 2', расположенные под углом
20° относительно осевого направления, в то время как скошенные концевые поверхности 2" ребра имеют
угол 25° к осевому направлению. Нижние запирающие лапки 2', расположенные под углом 20° относительно осевого направления, в то время как скошенные концевые поверхности 2" ребра имеют угол 25° к
осевому направлению. Нижняя запирающая оправка 5 предотвращает перемещение наружу ребра 2, в то
время как верхняя запирающая оправка 3 предотвращает перемещение внутрь ребра 2, поскольку скошенные концевые поверхности 2" имеют более крутой угол, чем направляющие лапки 2'.
Ребра 2 центрирующего инструмента 1 предварительно регулируются на полу буровой установки с
целью придания им желаемых наружных размеров, предусмотренных для подлежащей выполнению операции с помощью инструмента в соответствии с заданным процессом. Затем центрирующий инструмент
1 прикрепляют к тросу и опускают вниз по трубе в обсадную трубу.
Конструкция скошенных концевых поверхностей 2" ребер 2 с заданным углом, таким как, например, 25°, взаимодействует с наклонными окончаниями 8' продольных канавок 8, имеющими заданный
угол, такой как, например 20°, помогая ребрам 2 скользить в наклонных окончаниях 8' канавок 8, в которых их можно синхронно блокировать в любом положении.
Центрирующий инструмент используется для центровки другого оборудования и инструментов,
определения, имеются ли препятствия в скважине, и определения, является ли диаметр скважины неизменным или изменяется.
Вариант выполнения способа регулировки и установки ребер центрирующего инструмента показан
на фиг. 8-12.
На фиг. 8 показан центрирующий инструмент 1 в вертикальном положении, например, на грунте,
готовый для регулирования и установки. На фиг. 9 показана операция ослабления болта 4 на вершине
инструмента, так что освобождается верхняя запирающая оправка 3 и может свободно перемещаться
(например, на длину около 2 см) в продольном направлении. На фиг. 10 показано перемещение ребер 2
под действием силы тяжести в обозначенном стрелкой направлении со скольжением в наклонных канавках 8 с помощью направляющих лапок 2'. Они удерживаются нижней запирающей оправкой 5, так что
ребра 2 не выпадают. Нижняя запирающая оправка 5 удерживается на месте защитной гайкой 6, которую
можно регулировать вверх и вниз в соответствии с желаемым рабочим диаметром. На фиг. 11 показана
операция втягивания ребер 2 внутрь посредством вращения внутрь защитной гайки 6. При вращении защитной гайки 6 внутрь, нижняя запирающая оправка 5 толкает ребра 2 внутрь. На фиг. 12 показана операция вращения болта 4 для прижимания верхней запирающей оправки 3 вниз к ребрам 2 и блокировать
их в желаемом положении.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Регулируемый центрирующий инструмент (1) для использования в трубах с изменяющимся
внутренним диаметром, снабженный несколькими идентичными и бесступенчато регулируемыми, выступающими в радиальном направлении ребрами (2), имеющими направляющие лапки (2') и скошенные
концевые поверхности (2"), отличающийся тем, что ребра (2) после установки удерживаются с помощью
верхней запирающей оправки (3) с защитным штифтом (4) и нижней запирающей оправки (5) с защитной
гайкой (6), наружная окружность цилиндрического тела (7) инструмента снабжена продольными канавками (8), имеющими наклонные окончания (8'), соответствующими размерам ребер, скошенным концевым поверхностям (2") ребра (2) и направляющим лапкам (2'), соответственно.
2. Регулируемый центрирующий инструмент по п.1, отличающийся тем, что один набор ребер является заменяемым другим набором ребер, имеющих размеры, подходящие для использования в скважинах
с другими внутренними диаметрами.
3. Регулируемый центрирующий инструмент по п.1, отличающийся тем, что конструкция скошенных концевых поверхностей (2") ребер (2) с заданным углом также как, например, 25°, способна взаимодействовать с наклонными окончаниями (8') продольных канавок (8), имеющими заданный угол, такой
как, например, 20°, способствуя скольжению ребер (2) в наклонных окончаниях (8') канавок (8), в которых они могут синхронно блокироваться в любом положении.
4. Способ установки регулируемого центрирующего инструмента (1), отличающийся тем, что установку центрирующего инструмента (1) осуществляют посредством его позиционирования в вертикальном положении на полу буровой установки, после чего ослабляют защитный штифт (4), так что верхняя
запирающая оправка (3) может свободно перемещаться в продольном направлении, после чего под дей-2-
010518
ствием силы тяжести ребра скользят в наклонных окончаниях (8') канавок (8) с помощью направляющих
лапок (2'), после чего они удерживаются нижней запирающей оправкой (5), которую вместе с защитной
гайкой (6) регулируют вверх/вниз до желаемой наружной окружности ребер (2), после чего привинчивают верхнюю запирающую оправку (3) и затягивают защитный болт (4).
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3А
Фиг. 3В
Фиг. 3С
-3-
010518
Фиг. 4
Фиг. 5А; 5В
Фиг. 6А; 6В
Фиг. 7
-4-
010518
Фиг. 8
Фиг. 9
Фиг. 10
Фиг. 11
Фиг. 12
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-5-