Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРАТОР-ДЕМПФЕР

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к оборудованию для добычи нефти, и предназначено для центрирования погружной установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) во время работы и спуска в скважину.

Известен центратор-демпфер, содержащий корпус с центральным каналом внутри и резьбами на концах для соединения с другим скважинным оборудованием, снабженный двумя уступами снизу и сверху. Снаружи на корпус надета оправка из упругого материала, опирающаяся в верхний и нижний уступы и выполненная в виде полого цилиндра с продольными разрезами, между которыми расположены плашки, а внутри цилиндра установлен герметично эластичный рукав, защищаемый снаружи в районе соприкосновения с продольными разрезами антизатекателями, а внутри соединенный при помощи множества радиальных каналов в корпусе с центральным каналом [Патент RU №2374422 С1, МПК E21B 17/00, опубл. 27.11.2009].

Данный центратор при помощи резьб на концах корпуса соединяется с другим скважинным оборудованием и спускается в скважину, при перекачивании жидкости через центральный канал происходит гидравлическое соединение центрального канала с внутренней полостью оправки через множество радиальных каналов в корпусе, в результате чего герметично установленный эластичный рукав под действием давления расширяется в радиальном направлении, передавая усилие на оправку, которая упирается в верхний и нижний уступы и под действием давления, в свою очередь, передает усилие в радиальном направлении на плашки, которые и центрируют скважинное оборудование.

Основным недостатком данного устройства является его низкая надежность из-за возможного засорения механическими примесями множества радиальных каналов в корпусе, а также полости между корпусом и эластичным рукавом.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является центратор-демпфер, состоящий из корпуса в форме двух полых колец, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных между собой центрирующими ребрами в виде сегмента круга, которые размещены на равном расстоянии друг от друга с образованием зазора между ними. В кольце на внутренней стенке выполнена канавка, через которую проходит сквозное отверстие, предназначенное для запрессовки клина в канавку. Центрирующие ребра, количество которых должно быть не менее 6 штук, изготовлены за одно целое с корпусом путем литья. Условный внутренний диаметр центрирующих ребер выбран равным наружному диаметру обсадной трубы [Патент на полезную модель RU №73020 U1, МПК Е21В17/10, опубл. 10.05.2008].

Такой центратор-демпфер свободно надевается на цилиндрическую поверхность оборудования, которое необходимо центрировать, через отверстие в канавку на внутренней поверхности кольца забивается клин, фиксирующий кольцо от поворота и осевого перемещения по цилиндрической поверхности центрируемого оборудования, после чего производится спуск оборудования в скважину. Центрирование осуществляется касанием ребер о стенки обсадной колонны.

Основным недостатком данного устройства является плохая центрирующая и демпфирующая способность, обусловленная жесткой конструкцией центратора-демпфера, изготовленного литьем. Кроме того, крепление центратора-демпфера на оборудовании путем забивки клина в канавку через отверстие в кольце не достаточно надежно из-за возможного срыва центратора при заклинивании во время спуска оборудования в скважину.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности центрирования и удержания центратора-демпфера от осевого перемещения.

Указанный технический результат достигается тем, что в центраторе-демпфере, содержащем корпус с центрирующими ребрами в виде сегмента круга и кольцевое удерживающее устройство, согласно изобретению удерживающее устройство образовано двумя разъемными деталями с кольцевым пазом в форме ласточкиного хвоста, а корпус выполнен в виде втулки с продольными прорезями, прорезанными с ее торцов вдоль корпуса в шахматном порядке, при этом корпус изготовлен из упругого материала и размещен в кольцевом пазу с образованием между ним и внутренней поверхностью паза гарантированного зазора, обеспечивающего возможность радиального перемещения корпуса во время сжатия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид заявляемого центратора-демпфера, на фиг. 2 - центратор-демпфер в рабочем положении.

Центратор-демпфер (фиг. 1) содержит корпус 1, представляющий собой втулку с продольными прорезями 2, прорезанными с ее торцов вдоль корпуса 1 в шахматном порядке. Между прорезями 2 вдоль корпуса 1 на равных расстояниях друг от друга расположены центрирующие ребра 3, выполненные в форме сегментов круга, у которых выпуклая часть служит рабочей поверхностью. Расстояние между ребрами 3 определяется исходя из габарита установки и кривизны скважины. Корпус 1 центратора-демпфера с центрирующими ребрами 3 изготавливается из упругого материала, например пружинной стали. Корпус 1 центратора-демпфера размещен в кольцевом пазу 4 (фиг. 2), выполненном в форме «ласточкин хвост» и сформированном в двух разъемных деталях 5, надетых на поверхность центрируемого оборудования. Между корпусом 1 и внутренней поверхностью паза 4 должен присутствовать гарантированный зазор Δ, обеспечивающий возможность перемещения в радиальном направлении корпуса 1 во время сжатия и уменьшения диаметра.

Изобретение работает следующим образом.

Корпус 1 центратора-демпфера устанавливают в паз, имеющий форму «ласточкин хвост», который сформирован в двух разъемных деталях 5, расположенных на внешней поверхности центрируемого оборудования (на схеме не указано) (фиг. 2). За счет упругих свойств материала, из которого изготовлен корпус 1, он прилегает к стенкам паза 4, при этом между внутренней поверхностью корпуса 1 и дном паза 4 остается гарантированный зазор Δ. После установки центратора производят спуск оборудования в колонну насосно-компрессорных труб 6 (НКТ) или в обсадную колонну, при спуске центрирующие ребра 3 соприкасаются со стенками колонны НКТ 6, центрируя скважинное оборудование. Наличие продольных прорезей 2, выполненных в шахматном порядке, позволяет осуществлять демпфирование за счет уменьшения наружного диаметра корпуса 1, происходящего благодаря сжатию упругого материала корпуса 1 и возможности последующего заглубления его на величину гарантированного зазора Δ.

Таким образом, изобретение решает проблему центрирования оборудования в скважине, увеличивая надежность работы центратора-демпфера за счет использования упругих свойств материала и применения в качестве удерживающего устройства кольцевого паза в форме «ласточкин хвост».