Результат интеллектуальной деятельности: НАПРАВЛЯЮЩИЙ ИЛИ ЦЕНТРИРУЮЩИЙ УЗЕЛ БУРОВОЙ ТРУБЫ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к устройствам для бурения и предназначено для центрирования и предохранения от износа бурового инструмента.

Известен направляющий или центрирующий узел буровых труб, содержащий корпус со слоем повышенной твердости на наружной поверхности, а также со сменными лопастями, имеющими слой повышенной твердости на наружной поверхности (Абубакиров В.Ф., Буримов Ю.Г., Гноевых А.Н., Межлумов А.О., Близнюков В.Ю. Буровое оборудование. Справочник. Т.2. Буровой инструмент. М.: ОАО "Издательство "Недра", 2003 стр.196-197, рис.4.1).

Недостатком является затрудненность, а порой и невозможность спуска и работы буровых труб с такими направляющими или центрирующими узлами в искривленной скважине, а также быстрый абразивный износ наружной поверхности и невысокая надежность, что объясняется плохой адаптацией их к искривлениям скважины и воздействием знакопеременных нагрузок при работе в скважине.

Наиболее близким к заявляемому и принятым за прототип является направляющий или центрирующий узел (калибратор), содержащий корпус со слоем повышенной твердости на наружной поверхности (пат. RU №2164285, МПК E 21 B 17/10, опубл. 2001 г.).

Такой узел содержит лопасти, установленные с возможностью радиального перемещения для снижения наружного диаметра при спуске в скважину, что позволяет облегчить спуск в искривленную скважину.

Однако конструкция направляющего или центрирующего узла (калибратора) сложна из-за наличия узла, обеспечивающего возможность радиального перемещения лопастей.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции направляющего или центрирующего узла, обеспечивающего возможность спуска и работы в искривленной скважине.

Единым техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемых вариантов устройства, является обеспечение возможности деформации направляющего или центрирующего узла в соответствии с искривлением скважины при спуске и работе буровой трубы.

Поставленный технический результат в первом варианте достигается усовершенствованием направляющего или центрирующего узла буровой трубы, содержащего корпус со слоем повышенной твердости на наружной поверхности.

Это усовершенствование заключается в том, что слой повышенной твердости разделен на части поперечной канавкой, глубина которой не меньше толщины слоя повышенной твердости.

Кроме того, направляющий или центрирующий узел может содержать твердосплавные вставки, выходящие на наружную поверхность, а канавка выполнена между вставками.

Поставленный технический результат во втором варианте достигается усовершенствованием направляющего или центрирующего узла буровой трубы, содержащего корпус с пазами, в которых расположены сменные лопасти со слоем повышенной твердости на наружной поверхности.

Это усовершенствование заключается в том, что слой повышенной твердости разделен на части поперечной канавкой, глубина которой не меньше толщины слоя повышенной твердости.

Кроме того, на боковых поверхностях лопасти может быть выполнена заборная часть, при этом на боковых поверхностях и заборной части выполнены рифли.

Кроме того, на боковых поверхностях и заборной части выполнены продольные рифли.

Кроме, того, на боковых поверхностях и заборной части выполнены поперечные рифли.

Разделение слоя повышенной твердости, расположенного в первом варианте на корпусе направляющего узла или во втором варианте - на наружной поверхности сменной лопасти, на части поперечной канавкой, глубина которой не меньше толщины слоя повышенной твердости, позволяет обеспечить возможность деформации направляющего или центрирующего узла в соответствии с искривлением скважины при спуске и работе буровой трубы и за счет этого обеспечить возможность спуска и работы в искривленной скважине трубы с простым и надежным направляющим или центрирующим узлом.

Выполнение канавки между вставками, выходящими на наружную поверхность, позволяет обеспечить возможность деформации направляющего или центрирующего узла в соответствии с искривлением скважины при спуске и работе буровой трубы, сохранив возможность фиксации твердосплавных вставок за счет слоя повышенной твердости.

Выполнение на боковых поверхностях и заборной части лопасти рифлей позволяет обеспечить надежную фиксацию сменных лопастей в пазу за счет внедрения рифлей в стенки паза корпуса без срезания материала корпуса при затекании вытесненного материала корпуса между рифлями.

Выполнение на боковых поверхностях и заборной части продольных рифлей позволяет обеспечить надежную фиксацию сменных лопастей в пазу в форме ласточкина хвоста.

Выполнение на боковых поверхностях и заборной части поперечных рифлей позволяет обеспечить надежную фиксацию сменных лопастей в пазу призматической формы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый направляющий или центрирующий узел буровой трубы (первый вариант), на фиг.2 - сменная лопасть направляющего или центрирующего узла буровой трубы для установки в пазу в форме ласточкина хвоста, на фиг 3 изображена сменная лопасть направляющего или центрирующего узла буровой трубы для установки в призматическом пазу, на фиг.4 - направляющий или центрирующий узел буровой трубы (второй вариант), на фиг.5 - сечение А-А на фиг.4.

В первом варианте направляющий или центрирующий узел буровой трубы содержит корпус 1 со слоем 2 повышенной твердости (показан условно) на наружной поверхности 3. Слой 2 повышенной твердости разделен на части 4 и 5 поперечной канавкой 6, глубина Н которой не меньше толщины h слоя 2 повышенной твердости. Количество канавок 6 определяется длиной направляющего или центрирующего узла буровой трубы и из условия обеспечения необходимой его деформации для адаптации к искривлениям скважины. Представленная на чертеже (фиг.2 и 3) лопасть 7 содержит твердосплавные вставки 8, выходящие на наружную поверхность 3, а канавка 6 выполнена между вставками 8. В лопасти 7, изображенной на фиг.2, на боковых поверхностях 9 выполнена заборная часть 10, при этом на боковых поверхностях 9 и заборной части 10 выполнены продольные рифли 11.

В лопасти, изображенной на фиг.3, на боковых поверхностях 9 выполнена заборная часть 12, при этом на боковых поверхностях 9 и заборной части 12 выполнены поперечные рифли 13. Во втором варианте (фиг.4) сменная лопасть 7 устанавливается в пазу 14 (например, в форме ласточкина хвоста) направляющего или центрирующего узла, при этом наличие заборной части 10 и продольных рифлей 11 позволяет обеспечить надежную фиксацию сменных лопастей в пазах направляющего или центрирующего узла за счет внедрения рифлей 11 в стенки паза направляющего или центрирующего узла без срезания материала затеканием вытесненного материала между рифлями 11.

В процессе спуска и работы в скважине буровой трубы с предлагаемым направляющим или центрирующим узлом происходит его деформация в соответствии с искривлением скважины. Благодаря наличию поперечной канавки 6, образующей зону изгиба, слой 2 повышенной твердости не препятствует деформации в соответствии с искривлением скважины. В случае снабжения направляющего или центрирующего узла буровой трубы твердосплавными вставками 8 при деформации сохраняются условия для надежного крепления вставок 8 в корпусе 1, так как канавка 6, образующая зону изгиба, расположена между вставками 8, слой 2 повышенной твердости обеспечивает надежное удержание твердосплавных вставок 8.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения как в первом, так и во втором варианте, позволяет упростить конструкцию направляющего или центрирующего узла, обеспечивающего возможность спуска и работы в искривленной скважине за счет деформации в соответствии с искривлением скважины, сохранив при этом работоспособность слоя повышенной твердости.