Калібратор

1 Калібратор, що містить корпус з лопатями, армованими зносостійкими елементами, який відрізняється тим, що лопаті по довжині калібратора розділені кільцевими прорізами на окремі ряди 2 Калібратор за п 1, який відрізняється тим, що принаймні один з рядів лопатей зміщений в коловому напрямку відносно інших 3 Калібратор за пп 1, 2, який відрізняється тим, що ряди в коловому напрямку зміщені переважно 360 на кут, який визначають за формулою а = , п де п - число лопатей в зміщених між собою рядах 4 Калібратор за будь-яким з пп 1 або 2, який відрізняється тим, що форма і розміри принаймні одного кільцевого прорізу обрані за умови можливості розміщення в ньому ключа для закріплення калібратора у бурильній колоні Винахід відноситься до області буріння глибоких свердловин переважно на нафту та газ, зокрема до інструменту, який використовується для калібрування стовбура свердловини і стабілізації напрямку буріння Відомий калібратор, що має корпус і спіральні лопаті, армовані зносостійкими елементами (див К В Иогансен "Спутник буровика" М "Недра", 1981 г с 48 рис 19) Суттєвим недоліком такого калібратора є суцільні спіральні лопаті, які мають довгу криволінійну поверхню і контактують нею зі стінкою стовбура свердловини, що приводить до недостатнього охолодження, промивки і інтенсивного зносу армуючих елементів , а також прихватів і затяжок, що знижує його прохідність при спуско-підйомних операціях Відомий найбільш близький за технічною суттю до винаходу калібратор, що містить корпус з прямими лопатями, армованими зносостійкими елементами (див К В Иогансен Спутник буровика М Недра 1981г с 48 рис 20) Цей калібратор має теж недоліки по промивці і охолодженню, але дещо в меншій мірі, ніж у першого, тому що довжина прямої суцільної лопаті завжди менша спіральної Характерним суттєвим недоліком цього калібратора є недостатній контакт лопатей зі стінкою стовбура свердловини в коловому напрямку Це приводить до зменшення стабілізаційних властивостей інструменту, відхилення напрямку буріння, а також більших вібрацій і, ВІДПОВІДНО, посиленого зносу армованої поверхні лопатей Крім того в таких калібраторах з двох сторін необхідно мати ділянки для розміщення на них бурового ключа, що приводить до додаткових витрат металу на виготовлення корпусу калібратора В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення конструкції калібратора, при якому за рахунок розділу лопатей по довжині калібратора кільцевими прорізами на окремі ряди підвищується ефективність очистки, охолодження та прохідність по стовбуру свердловини, а за рахунок зміщення рядів лопатей в коловому напрямку ще в більшій мірі збільшується ефективність калібрування, промивки та охолодження і, головне, оскільки контакт зі свердловиною буде відбуватися по більшій КІЛЬКОСТІ смуг в коловому напрямку, підвищиться стабілізація в осьовому напрямку, що приведе до сталого процесу калібрування стінок свердловини і підвищення ефективності і ресурсу роботи калібратора Найбільша ефективність роботи калібратора досягається тоді, коли зміщення рядів в коловому напрямку виконується переважно на кут, який ви360 значається за формулою а = , де - п-число п лопатей в зміщених рядах 00 ю 57481 А при виконанні, принаймні одного з кільцевих прорізів за формою і розмірами обраними за умови можливості розміщення в них ключа для закріплення калібратора у бурильній колоні, відбудеться економія матеріалу корпусу, оскільки стає можливим кільцеві прорізи, а не ділянки на кінцях корпуса, використовувати для цього Для вирішення цього завдання в калібраторі, що містить корпус з лопатями, армованими зносостійкими елементами, згідно винаходу лопаті по довжині калібратора розділені кільцевими прорізами на окремі ряди, при цьому оптимальним є, коли принаймні один з рядів лопатей зміщений в коловому напрямку відносно інших, причому зміщення відбувається на кут, який визначається за 360 формулою а = , де - п-число лопатей в зміп щених між собою рядах, а форма і розміри принаймні одного з кільцевих прорізів обрані за умови можливості розміщення в ньому ключа для закріплення калібратора у бурильній колоні Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації полягає у наступному при розділі лопатей кільцевими прорізами на окремі ряди утворюються частини лопатей, які краще охолоджуються і промиваються буровим розчином, мають вищу прохідність по стовбуру свердловини і збільшують ефективність калібрування за рахунок введення в дію нових рядів лопатей, що мають ЗНОСОСТІЙКІ кутові зони, зміщення принаймні одного з рядів лопатей в коловому напрямку відносно інших поліпшує стабілізацію в осьовому напрямку, що приводить до сталого процесу калібрування і підвищення ресурсу калібратора, але найвища ефективність роботи калібратора досягається при зміщенні рядів на кут, який 360 визначається за формулою а = , де - п-число п лопатей в зміщених рядах, при використанні кільцевого прорізу пропонованих нами розмірів і форми для розміщення в ньому ключа для закріплення калібратора у бурильній колоні відбудеться економія матеріалу корпусу і поліпшується його обслуговування На кресленнях проілюстровано пропонований калібратор, де на фіг1, представлено загальний вигляд калібратора, на фіг 2 - вигляд зверху Калібратор містить корпус 1, який має лопаті 2, армовані зносостійкими елементами 3, лопаті 2 по довжині калібратора розділені кільцевими прорізами 4, на окремі ряди, при цьому оптимальним є, коли принаймні один з рядів лопатей 2 зміщений в коловому напрямку відносно інших на кут 360 а = , а форма і розміри принаймні одного кіп льцевого прорізу 4 обрані за можливості розміщення в ньому ключа для закріплення калібратора у бурильній колоні Калібратор працює таким чином Калібратор розташовують над долотом, або у ставі бурильних труб При обертанні лопаті 2, армовані зносостійкими елементами 3, калібрують стовбур свердловини і постійно знаходяться у контакті з його стінками під навантаженням, руйнуючи гірничі породи Між лопатями 2 прокачується буровий розчин, який промиває їх, очищає і охолоджує Лопаті 2, контактуючи із стінками свердловини, утримують заданий напрямок буріння Утворені при розділі кільцевими прорізами 4 окремі ряди лопатей 2 краще охолоджуються і промиваються буровим розчином, зменшуючи їх знос, заміна цілих лопатей 2 їх рядами збільшує прохідність по стовбуру свердловини і ефективність калібрування Зміщення принаймні одного з рядів лопатей 2 в коловому напрямку відносно інших збільшує число контактних смуг зі стінками стовбура свердловини в осьовому напрямку і виключає зміщення його осі від осі свердловини, а при виконанні калібратора, в якому кут зміщення визначається за л, формулою ний 3 6 0 а= п - л, « , цей ефект буде максималь При використанні кільцевого прорізу 4 пропонованих форми і розмірів для розміщення в ньому ключа для закріплення калібратора поліпшується його обслуговування і досягається економія матеріалу корпусу 57481 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна