Протектор для бурильних труб

Протектор для бурильних труб, що включає порожнистий корпус, коаксіально розміщену на циліндричному штоці корпуса обойму, опорні елементи, що розміщені між корпусом і обоймою, який відрізняється тим, що порожнистий корпус вико наний з верхньою півмуфтою і з гладким циліндричним штоком, а опорні елементи поміщені у встановлений у кільцевому зазорі між циліндричним штоком і обоймою сепаратор, закріплений конічною втулкою в обоймі, що підпружинена тарілчастими пружинами і оснащена ЗОВНІШНІМИ циркуляційними пазами, при цьому нижня тарілчаста пружина контактує з упорним підшипником, встановленим у торцевій розточці ніпеля замка бурильних труб, з'єднаного різьбою з основою циліндричного штока, а у внутрішній порожнині півмуфти корпуса розміщений запірний орган з рівнопрохідним отвором, що складається з розміщеного між верхнім і нижнім сідлами сферичного затвора, відкриття-закриття якого забезпечують поворотним пальцем, радіально встановленим у півмуфті Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв для захисту бурильних і обсадних труб від зносу при проведенні спуско-підйомних операцій і в процесі буріння свердловини Відомий антифрикційний протектор (див патент США №4372622 кл 308-4, 1983р ), що містить кілька подовжніх рядів опорних елементів кочення, що виступають сегментами над циліндричною поверхнею зовнішнього сепаратора і мають можливість вільного переміщення по замкнутому жолобу, при цьому, для забезпечення тертя кочення при радіальному переміщенні протектора, у кільцевих проточках між сепаратором і корпусом установлені сферичні елементи (кульки) Недоліком цього пристрою є те, що протектор, контактуючи в процесі буріння з обсадною колоною, піддається великому ударному навантаженню Цьому навантаженню протидіють встановлені в кільцевих проточках два опорних сферичних елементи, що при значних ударних навантаженнях можуть бути зруйновані з наступними ускладненнями в свердловині Крім того при проникненні розбурених часток породи у кільцеві проточки між роз'ємним сепара тором і корпусом відбувається розклинення сферичних опорних елементів, руйнування стягуючих хомутів, що призводить до роз'єднання сепаратора та викликає серйозні ускладнення в свердловині Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого пристрою є протектор (ас СРСР №1821548, від 15 0 6 9 3 , бюл №22), що включає циліндричний корпус, коаксиально розміщену на корпусі обойму з рухомими захисними елементами і розміщені між корпусом і обоймою опорні елементи, виконані у вигляді розміщених СПІВВІСНО з подовжньою віссю корпуса циліндрів з голівками в їхній верхній частині, а корпус і обойма виконані з циліндричними проточками під голівки опорних елементів Недоліком цього пристрою є те, що виконані на корпусі циліндричні проточки створюють концентрацію напруги в металі корпуса, а встановлені в них голівки циліндричних опорних елементів від ударних навантажень піддаються зламу, що призводить до ускладнень у процесі буріння свердловини Крім того, цей пристрій не забезпечує попередження викидів при виникненні нафтогазопроявлень (О 62113 Задачею даного винаходу є підвищення надійності роботи за рахунок виключення концентрації напруги в корпусі пристрою і зменшення впливу ударних навантажень Для рішення поставленої задачі в протекторі для бурильних труб, що включає порожній корпус, коаксиально розміщену на циліндричному штоці корпуса обойму, опорні елементи, що розміщені між корпусом і обоймою, ВІДПОВІДНО до винаходу порожній корпус виконаний з верхньою напівмуфтою і з гладким циліндричним штоком, а опорні елементи розміщені у встановлений у кільцевому зазорі між циліндричним штоком і обоймою сепаратор, закріплений конічною втулкою в обоймі, що підпружинена тарілчастими пружинами і постачена ЗОВНІШНІМИ циркуляційними пазами, при цьому нижня тарілчаста пружина контактує з упорним підшипником, встановленим у торцевому розточенні ніпеля замка бурильних труб, з'єднаного різьбою з основою циліндричного штока, а у внутрішній порожнині напівмуфти корпуса розміщений запірний орган з рівнопрохідним отвором, що складається з розміщеного між верхнім і нижнім сідлами сферичного затвора, відкриття-закриття якого забезпечують поворотним пальцем, радіально встановленим у напівмуфті На фіг 1 зображений пристрій, загальний вигляд, на фіг 2 - пристрій при закритому запірному органі, загальний вигляд, на фіг 3 - перетин А-А на фіг 1 Протектор для бурильних труб складається з порожнього корпуса 1 виконаного з верхньою напівмуфтою 2 і з гладким циліндричним штоком З На циліндричному штоку 3 коаксиально розташована обойма 4 У кільцевому зазорі 5 між циліндричним штоком 3 і обоймою 4 установлений сепаратор 6 з опорними елементами 7 (роликами) Сепаратор 6 забезпечує постійне орієнтування опорних елементів 7 уздовж осі обертання корпуса 1 і фіксується в обоймі 4 конічною втулкою 8 У сукупності конструкція представляє радіальний роликовий підшипник, з можливістю подовжнього переміщення обойми 4 на циліндричному штоку З У робочому положенні обойма 4 підпружинена верхньою тарілчастою пружиною 9 і нижньою тарілчастою пружиною 10, розташованими ВІДПОВІДНО в зазорі між верхньою напівмуфтою 2 і обоймою 4 та між конічною втулкою 8 і упорним підшипником 11 Нижня тарілчаста пружина 10 контактує з упорним підшипником 11, встановленим у торцевому розточенні 12 ніпеля замка бурильної труби 13, з'єднаного різьбою з основою циліндричного штока З У внутрішній порожнині напівмуфти 2 корпуса 1 розміщений запірний орган 14, призначений для попередження викиду бурового розчину при нафтогазопроявленнях свердловини Запірний орган 14 складається зі сферичного затвора 15 з рівнопрохідним отвором 16, що установлений між верхнім 17 і нижнім 18 сідлами і підтиснутий пружиною 19 Обмежник осьового зсуву запірного органа 14 складається з розрізного кільця 20 з розтискним кільцем 21 і розпірної шайби 22 Відкриттязакриття сферичного затвора забезпечується поворотним пальцем 23, радіально встановленим у напівмуфті 2, а обмежниками провертання сферичного затвора 15 служать упори 24 Для забезпечення безперешкодної циркуляції бурового розчину, на ЗОВНІШНІЙ поверхні обойми 4 виконані ЗОВНІШНІ циркуляційні пази 25, а напівмуфта 2 корпуса 1 постачена внутрішньою з'єднувальною різьбою 26 Протектор працює таким чином За допомогою ніпеля замка бурильної труби 13 протектор приєднують до бурильної колони, а верхньою різьбою 26 напівмуфти 2 з'єднують з ведучою трубою (умовно не показано), на якій пристрій спускають у ствол свердловини Корпус протектора 1 у процесі буріння обертається разом з бурильною колоною, а коаксиально встановлена на корпусі 1 обойма 4, знаходячись у контакті зі стінкою ствола свердловини, залишається нерухомою У результаті застосування строго зорієнтованих у сепараторі 6 опорних елементів 7 (роликів) і упорного підшипника 11 значно знижуються сили тертя, а наявність тарілчастих пружин 9 і 10, що підтискують обойму 4, знижує ударні навантаження на обладнання, що виникають при спускопідйомних операціях У випадку виникнення нафтогазопроявлень при розкритті продуктивних горизонтів, для запобігання викиду бурового розчину, протектор піднімають над ротором, перекривають за допомогою противикидного обладнання затрубний простір, а прохідний канал бурильного інструмента перекривають запірним органом 14 протектора Даний винахід дозволить підвищити надійність роботи пристрою за рахунок виключення концентрації напруги в корпусі і зменшення впливу ударних навантажень на протектор, а також дозволить знизити фонтанонебезпечність за рахунок постачання пристрою запірним органом Пристрій може бути використаний при бурінні нафтових і газових свердловин для зменшення зносу бурильних і обсаднихтруб і для попередження викиду при виникненні нафтогазопроявлень 62113 26 -25 Фіг. 1 Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119