Центрирующий переходник с деформируемым рукавом - RU2707833C1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение в целом относится к центрированию компонентов скважинного инструмента и, в частности, к центрирующему переходнику, применяемому для корректировки относительной ориентации двух компонентов скважинного инструмента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Углеводороды, такие как нефть и газ, обычно добывают из подземных пластов, которые могут располагаться на суше или в море. Разработка подземных операций и процессы, задействованные в извлечении углеводородов из подземных пластов, как правило, включают большое число разных этапов, таких как, например, бурение скважины на необходимой буровой площадке, обработку ствола скважины для оптимизации выработки углеводородов и проведение необходимых этапов для выработки и извлечения углеводородов из подземных пластов.

После бурения скважины, которая пересекает подземный углеводородный пласт, в стволе скважины можно размещать различные скважинные инструменты во время операций по завершению, выработке или доработке. Иногда целесообразно иметь возможность вращательно или азимутально ориентировать компонент скважинного инструмента на буровом снаряде относительно другого компонента скважинного инструмента на буровом снаряде. Например, первый компонент инструмента на буровом снаряде можно ориентировать в определенном направлении относительно второго компонента инструмента на буровом снаряде так, чтобы когда первый компонент инструмента погружался в скважину и фиксировался на месте посредством защелочного соединения, второй компонент инструмента фиксировался бы в необходимой ориентации.

Разгрузочные кольца иногда используют для центрирования и ориентирования двух компонентов скважинного инструмента на буровом снаряде. Разгрузочное кольцо обеспечивает некоторую величину зазор между двумя частями, которые соединены вместе посредством резьбового соединения. Если величина зазора слишком велика, чтобы можно было надлежащим образом ориентировать второй компонент инструмента, соединение разъединяют так, чтобы можно было подрезать разгрузочное кольцо на необходимую величину. Затем соединение между компонентами скважинного инструмента восстанавливают так, чтобы второй компонент инструмента находился в необходимой ориентации относительно первого компонента инструмента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Для более полного понимания данного изобретения, а также его признаков и преимуществ, далее приводится ссылка на описание в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, на которых:

на Фиг. 1 представлен боковой вид центрирующего переходника с деформируемым рукавом в соответствии с вариантом реализации данного изобретения;

на Фиг. 2 представлен вид в разрезе центрирующего переходника по Фиг. 1 в соответствии с вариантом реализации данного изобретения;

на Фиг. 3 представлен вид в перспективе деформируемого рукава по Фиг. 1 в соответствии с вариантом реализации данного изобретения; и

на Фиг. 4 представлен вид в перспективе бурового снаряда с применением центрирующего переходника по Фиг. 1 в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном документе подробно описаны иллюстративные варианты реализации данного изобретения. С целью ясности не все признаки фактического осуществления описаны в этом описании. Конечно, очевидно, что при разработке любого такого фактического варианта реализации необходимо осуществление многочисленных специальных решений для достижения конкретных целей разработчика, таких как соответствие ограничениям, связанным с системой и связанным с бизнесом, которые будут варьироваться для разных вариантов осуществления. Кроме того, очевидно, что такие усилия по разработке могут быть комплексными и затратными по времени, но несмотря на это, будут представлять рутинные действия для специалистов в данной области техники, для которых предназначено данное изобретение. Более того, нижеприведенные примеры никоим образом не следует воспринимать как ограничивающие или определяющие объем изобретения.

Как более подробно описано ниже, предложены системы и способы для вращательного ориентирования двух компонентов скважинного инструмента на буровом снаряде относительно друг друга без разъединения соединения между компонентами инструмента. Эти системы могут содержать центрирующий переходник скважинного инструмента, который является простым в работе и позволяет осуществлять быструю корректировку относительной ориентации компонентов инструмента. Центрирующий переходник можно применять для ориентирования любых необходимых типов или схем компонентов скважинного инструмента, расположенных на буровом снаряде, предназначенном для размещения в забое скважины. Употребляемый в данном документе термин «компоненты скважинного инструмента» может относиться к двум разным частям одного скважинного инструмента или может относиться к двум разным скважинным инструментам, которые соединены вместе вдоль бурового снаряда.

Описанный центрирующий переходник может содержать первый трубчатый компонент с одной стороны и второй трубчатый компонент с другой стороны, причем эти трубчатые компоненты соединены вместе. В центрирующем переходнике используется аксиально деформируемый и имеющий переменную длину рукав, присоединенный к концевой части первого трубчатого компонента и прилегающий к оконечности концевой части второго трубчатого компонента. Деформируемый рукав может быть выполнен с необходимой геометрией и/или толщиной, чтобы обеспечивать достаточную деформацию для ориентирования одного конца центрирующего переходника азимутально по отношению к другому концу. Деформируемый рукав может характеризоваться жесткостью при кручении, которая позволяет деформируемому рукаву обеспечивать соответствующую величину зазора между противоположными трубчатыми компонентами, при этом обеспечивая возможность вращения компонентов относительно друг друга по меньшей мере на один полный (360 градусов) оборот вокруг оси центрирующего переходника.

Центрирующий переходник может быть подсоединен (например, посредством резьб) между двумя компонентами скважинного инструмента на буровом снаряде и использоваться для корректировки относительной ориентации этих компонентов инструмента. Один деформируемый рукав может быть сконструирован для каждого конкретного размера центрирующего переходника, вне зависимости от типа резьбового соединения, используемого для подсоединения двух компонентов инструмента к центрирующему переходнику. Центрирующий переходник с деформируемым рукавом может облегчать ориентирование компонентов инструмента относительно друг друга без необходимости разъединения соединения между компонентами инструмента. Это позволяет сберегать время и расходы, связанные со сборкой и установкой бурового снаряда.

В соответствии с графическими материалами на Фиг. 1 и 2 проиллюстрирован вариант реализации описанного центрирующего переходника 10, который можно использовать для соединения двух компонентов 11A и 11B скважинного инструмента в необходимой ориентации относительно друг друга. Как проиллюстрировано, центрирующий переходник 10 может содержать три основные части: первый трубчатый компонент 12; второй трубчатый компонент 14; и аксиально деформируемый рукав 16, расположенный вокруг первого трубчатого компонента 12 и крепящийся между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14.

Первый трубчатый компонент 12 может быть соединен в дистальном конце 13 с первым компонентом 11A инструмента посредством резьб 15, а второй трубчатый компонент 14 может быть соединен в дистальном конце 17 со вторым компонентом 11B инструмента посредством резьб 19. Таким образом, два компонента 11A и 11B инструмента могут быть соединены вместе в рамках бурового снаряды с помощью центрирующего переходника 10. Центрирующий переходник 10 может обеспечивать возможность вращения соединенных компонентов 11A и 11B скважинного инструмента относительно друг друга на величину, по меньшей мере до одного полного оборота вокруг продольной оси 18 центрирующего переходника 10, при этом поддерживая соединение в пределах заданного диапазона значений крутящего момента посредством рукава 16. Таким образом, компоненты 11A и 11B инструмента можно располагать в любой необходимой ориентации вокруг продольной оси 18 относительно друг друга без необходимости разъединения соединения.

Как проиллюстрировано на Фиг. 2, трубчатые компоненты 12 и 14 центрирующего переходника 10 соединены вместе, когда центрирующий переходник 10 полностью собран. Эти трубчатые компоненты 12 и 14 могут быть соединены вместе посредством внутреннего резьбового соединения 20. Первый трубчатый компонент 12 может содержать концевую часть 22 (например, ниппель), которая входит в концевую часть 24 (например, муфту) второго трубчатого компонента 14. Концевая часть 22 расположена на противоположном конце первого трубчатого компонента 12 от дистального конца 13, соединенного с компонентом 11A инструмента. Аналогично, концевая часть 24 расположена на противоположном конце второго трубчатого компонента 14 от дистального конца 17, соединенного с компонентом 11B инструмента. Внешняя поверхность 26 концевой части 22 имеет набор резьб, тогда как внутренняя поверхность 28 концевой части 24 имеет комплементарный набор резьб. Эти резьбы стыкуются с образованием внутреннего резьбового соединения 20 между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14 центрирующего переходника 10.

Как проиллюстрировано, деформируемый рукав 16 может располагаться вокруг и быть присоединенным к концевой части 22 в положении, указанном номером элемента 30. Деформируемый рукав 16 может располагаться вокруг и быть присоединенным к концевой части 22 в аксиальном положении (взятом вдоль оси 18), прилегающем к оконечности 34 концевой части 24 второго трубчатого компонента 14. Таким образом, деформируемый рукав 16 присоединен к концевой части 22 первого трубчатого компонента 12 и при этом не окружен концевой частью 24 второго трубчатого компонента 14.

Деформируемый рукав 16 может располагаться между и находиться в контакте с двумя противоположными контактными поверхностями (32 и 34) первого и второго трубчатых компонентов 12 и 14. Например, деформируемый рукав 16 может располагаться между и находиться в контакте с наружной кромкой 32, образуемой на концевой части 22 первого трубчатого компонента 12, и оконечностью 34 концевой части 24 второго трубчатого компонента 14. Таким образом, деформируемый рукав 16 идет вдоль между противоположными контактными поверхностями первого и второго трубчатых компонентов 12 и 14. Когда первый и второй трубчатые компоненты 12 и 14 вращаются, образуя соединение друг с другом, кромка 32 концевой части 22 и оконечность 34 концевой части 24 оказывают сжимающее усилие на деформируемый рукав 16 в направлении продольной оси 18.

Как проиллюстрировано, резьбовое соединение 20 центрирующего переходника 10 может быть гидравлически герметизировано одним или более круглыми уплотнительными кольцами 36 или аналогичными уплотнителями, расположенными между концевой частью 22 первого трубчатого компонента 12 и концевой частью 24 второго трубчатого компонента 14. Уплотнители 36 могут быть расположены между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14 с одной стороны резьбового соединения 20, а деформируемый рукав 16 может быть присоединен к первому трубчатому компоненту 12 с противоположной стороны (в направлении оси 18) резьбового соединения 20.

Центрирующий переходник 10 опирается на деформируемый рукав 16 для корректировки ориентации первого трубчатого компонента 12 (и подсоединенного компонента 11A инструмента) относительно второго трубчатого компонента 14 (и подсоединенного компонента 11B инструмента). Деформируемый рукав 16, трубчатые компоненты 12 и 14 и резьбовое соединение 20 могут иметь такие размеры, чтобы рукав 16 сжимался и начинал аксиально деформироваться (т. е. менять длину рукава 16) вблизи заданного значения крутящего момента, прилагаемого посредством резьбового соединения 20. Деформируемый рукав 16 может быть выполнен с возможностью деформации и изменения в длине в достаточной степени, чтобы обеспечить возможность по меньшей мере одного полного оборота между стыкующимися компонентами 12 и 14, если резьбовое соединение 20 завинчивают в пределах необходимого диапазона значений крутящего момента. Таким образом, деформируемый рукав 16 может облегчать надлежащее ориентирование соединенных компонентов 11A и 11B скважинного инструмента, в то же время поддерживая необходимое значение крутящего момента, прикладываемого к резьбовому соединению 20. Проиллюстрированный деформируемый рукав 16 является всего лишь одним примером такого рукава, который можно использовать для корректировки относительной ориентации первого и второго трубчатых компонентов 12 и 14 центрирующего переходника 10, но также можно использовать другие варианты компоновки или конструкции.

Деформируемый рукав 16 может быть выполнен с возможностью совершения по меньшей мере одного полного оборота резьбы с мелким шагом резьбового соединения 20, поддерживая при этом значение крутящего момента резьбового соединения 20 между минимальным и максимальным допустимыми значениями крутящего момента. Рукав 16 может быть сконструирован путем подбора его толщины и/или общей геометрии, чтобы обеспечить возможность желаемой аксиальной деформации, необходимой для облегчения относительной ориентации первого трубчатого компонента относительно второго трубчатого компонента 12. Резьбовое соединение 20 центрирующего переходника 10 просто можно завинчивать (посредством вращения между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14) до тех пор, пока один конец центрирующего переходника 10 не окажется в необходимой вращательной ориентации относительно другого конца. Деформируемый рукав 16 может функционировать аналогично пружине, расположенной между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14, во время такого вращения.

Так как деформируемый рукав 16 обеспечивает возможность ориентирования первого и второго трубчатых компонентов 12 и 14, поддерживая при этом необходимое значение крутящего момента резьбового соединения 20, нет необходимости в разборке центрирующего переходника 10 с целью надлежащего центрирования соединенных компонентов 11A и 11B инструмента. В этом состоит отличие от систем, в которых используются разгрузочные кольца для обеспечения необходимого зазора между двумя компонентами, которые соединены в пределах необходимого диапазона значений крутящего момента. В системах, в которых используется разгрузочное кольцо, оно расположено между резьбовым соединением, корректировку ориентации определяют после установления соединения, а затем соединение разъединяют так, чтобы можно было изменить размеры разгрузочного кольца, чтобы обеспечить необходимую корректировку ориентации. Однако при применении описанного центрирующего переходника 10 нет необходимости в разъединении соединения 20 для корректировки относительной ориентации компонентов 11A и 11B скважинного инструмента. Рукав 16 аксиально деформируется для корректировки длины рукава 16 (и, следовательно, величины зазора), когда первый и второй трубчатые компоненты 12 и 14 вращаются относительно друг друга для корректировки их ориентации.

Как указано выше, противоположные концы центрирующего переходника 10 могут быть соединены, соответственно, с двумя компонентами 11A и 11B инструмента, которые необходимо разместить в желаемой вращательной ориентации относительно друг друга. Первый трубчатый компонент 12 может содержать резьбы 15 в дистальном конце 13 для соединения первого компонента 11A инструмента с центрирующим переходником 10, а второй трубчатый компонент 14 может содержать резьбы 19 в дистальном конце 17 для соединения второго компонента 11B инструмента с центрирующим переходником 10.

Один деформируемый рукав 16 может быть выполнен для каждого конкретного размера (т. е. диаметра 50) и типа соединения 20 центрирующего переходника 10, вне зависимости от размера, типа или формы резьб 15 и 19, используемых для соединения концов 13 и 17 центрирующего переходника 10 с компонентами 11A и 11B инструмента. Например, деформируемые рукава 16, используемые на центрирующих переходниках 10, имеющих разные диаметры 50 (например, 9 5/8”, 10 3/4” и 7”), могут быть выполнены в раной геометрии. При этом деформируемые рукава 16, имеющие одинаковую геометрию, можно использовать на центрирующих переходниках 10, имеющих одинаковый диаметр 50 и одинаковые внутренние резьбы с крупным шагом (для резьбового соединения 20), вне зависимости от размера и типа резьб 15 и 19, используемых для подсоединения центрирующего переходника 10 между компонентами 11A и 11B скважинного инструмента. Таким образом, можно конструировать и испытывать ограниченное число вариантов геометрии деформируемого рукава 16 для применения с центрирующими переходниками 10 для подсоединения различных компонентов 11 скважинного инструмента. Это может снизить затраты на производство, связанные с центрирующим переходником 10, так как можно производить только два или три варианта деформируемых рукавов 16 разного размера.

Описанный деформируемый рукав 16 может быть выполнен таким образом, чтобы вся аксиальная деформация, возникающая в пределах доступного диапазона значений крутящего момента, представляла собой упругую деформацию. Это может обеспечить возможность повторного использования деформируемого рукава 16 для центрирования другой пары компонентов 11A и 11B инструмента впоследствии. После того, как происходит упругая деформация рукава 16 и он используется для приложения необходимого крутящего момента, обеспечивая при этом надлежащую ориентацию двух компонентов 11A и 11B инструмента, буровой снаряд можно использовать в стволе скважины. Затем буровой снаряд можно извлекать из скважины, отсоединять центрирующий переходник 10 от первого и второго компонентов 11A и 11B инструмента и впоследствии использовать центрирующий переходник 10 с рукавом 16 на другом буровом снаряде.

Деформируемый рукав 16 может быть выполнен так, чтобы по меньшей мере часть деформации при вращении в определенном диапазоне представляла собой пластическую деформацию. В таких случаях деформируемый рукав 16 был бы одноразовым и его нельзя было бы повторно использовать в последующих применениях. Следовательно, деформируемый рукав 16 может быть включен в ремонтный набор для центрирующего переходника 10. Таким образом, после того, как происходит пластическая деформация рукава 16 и он используется для приложения необходимого крутящего усилия, обеспечивая при этом надлежащую ориентацию двух компонентов 11A и 11B инструмента, буровой снаряд можно использовать, а затем извлекать из ствола скважины, разбирать центрирующий переходник 10 и снимать рукав 16 с концевой части 22 центрирующего переходника 10 и утилизировать его. Затем центрирующий переходник 10 можно повторно использовать с другим деформируемым рукавом 16.

Центрирующий переходник 10 можно использовать для соединения компонентов 11 скважинного инструмента, которые являются частями бурового снаряда для технического обслуживания. Буровой снаряд для технического обслуживания может представлять собой снаряд оборудования для технического обслуживания скважины, которое погружается через ствол скважины, используется для проведения одной или более операций в забое скважины и извлекается на поверхность для последующего использования. Когда центрирующий переходник 10 используют в таком буровом снаряде для технического обслуживания, деформируемый рукав 16 можно либо повторно использовать (если деформация является упругой), либо снимать с центрирующего переходника 10 и заменять перед проведением другой операции по техническому обслуживанию скважины с использованием инструмента для технического обслуживания. При замене уплотнительного рукава 16 можно также заменять круглые уплотнительные кольца 36 или другие уплотнительные средства на центрирующем переходнике 10.

Центрирующий переходник 10 можно использовать для соединения компонентов 11 скважинного инструмента, которые являются частью освоенной скважины, выполненными с возможностью оставаться в забое скважины постоянно или в течение длительного периода времени. Например, центрирующий переходник 10 можно использовать для соединения длин обсадных труб или другого стационарного оборудования, которое необходимо надлежащим образом центрировать. В таких случаях центрирующий переходник 10 может не подлежать повторному использованию.

На Фиг. 3 представлен более подробный вид деформируемого рукава 16, который можно использовать в описанном центрирующем переходнике. Как проиллюстрировано, рукав 16 может иметь цилиндрическую форму с внутренним радиусом, подобранным так, чтобы рукав 16 можно было надевать на концевую часть (например, 22 на Фиг. 2) соответствующего центрирующего переходника (например, 10 на Фиг. 2). Рукав 16 может содержать первый конец 70 с одной стороны для вхождения в контакт с кромкой (например, 32 на Фиг. 2) первого трубчатого компонента центрирующего переходника и второй конец 72, противоположный первому концу 70, для вхождения в контакт с оконечностью (например, 34 на Фиг. 2) второго трубчатого компонента (например, 14 на Фиг. 2) центрирующего переходника. Рукав 16 также содержит центральную деформируемую секцию 74 с несколькими сделанными в ней прорезями 76 для обеспечения возможности аксиальной деформации рукава 16 в ответ на вращение первого и второго трубчатых компонентов относительно друг друга. Центральная деформируемая секция 74 идет продольно между двумя концами 70 и 72. Два конца 70 и 72 могут иметь большую толщину, чем центральная деформируемая секция 74 рукава 16. Толщина деформируемого рукава 16 может быть меньше толщины каждого из первого и второго трубчатых компонентов (например, 12 и 14 на Фиг. 2). Рукав 16 может симметрично размещаться между двумя концами 70 и 72 так, чтобы рукав 16 мог располагаться вокруг и присоединяться к первому трубчатому компоненту в любом направлении, чтобы обеспечивать такую же деформацию.

Каждая из прорезей 76, образованных в центральной секции 74, могут иметь удлиненную форму и располагаться по кругу вокруг рукава 16. Прорези 76 могут располагаться в виде множества кольцевых рядов 78. Прорези 76 в каждом ряду 78 могут находиться на одинаковом расстоянии друг от друга и прорези 76 в каждом ряду (например, 78А) могут быть сдвинуты относительно прорезей 76 в соседнем ряду (например, 78B). Это означает, что прорези 76 в одном ряду 78А могут быть расположены по кругу в позициях, соответствующих промежуткам между двумя прорезями 76 в соседнем ряду 78B.

Прорези 76 могут представлять собой разрезы, идущие от начала до конца центральной секции 74. Материал центральной секции 74 между прорезями 76 в общем случае действует как гибкий шарнир, обеспечивающий необходимую аксиальную деформацию рукава 16 в ответ на приложенный крутящий момент. Свойства и геометрия материала содержащей прорези центральной части 74 могут определять силу, необходимую для сжатия деформируемого рукава 16. Рукав 16 может быть выполнен с возможностью обеспечения достаточной упругой силы между первым и вторым трубчатыми компонентами центрирующего переходника для поддержания достаточных значений крутящего момента, действующего на соединение. При конструировании деформируемого рукава 16 можно учитывать прогнозируемые температуры в забое скважины, так как упругая сила в результате упругой деформации может снижаться при повышении температуры в забое скважины.

Рукав 16 может быть выполнен из такого же материала, что и обе составляющие части соединения центрирующего переходника (т. е. первый и второй трубчатые компоненты 12 и 14 на Фиг. 1 и 2). Однако для создания деформируемого рукава 16 можно использовать любой материал (например, сталь, алюминий, пластик и т. д.). Выбор материала для деформируемого рукава 16 может основываться на определенных требованиях для соединения центрирующего переходника.

Конкретная толщина и общая геометрия деформируемого рукава 16 могут иметь большее влияние, чем материал рукава, на крутящее усилие и сжатие, возможные при использовании данного рукава 16. Геометрия центральной секции 74 рукава 16 выбрана так, чтобы действовать как нечто промежуточное между пружиной и фрагментом твердой трубы. Размер прорезей 76 (например, ширина и длина) может варьироваться для изменения упругой силы и сжатия, обеспечиваемых деформируемым рукавом 16. Кроме того, число, профиль, форму и расположение прорезей 76 центральной деформируемой части 74 можно корректировать, чтобы обеспечить необходимую деформацию. Более того, толщину центральной секции 74 можно варьировать, чтобы корректировать деформацию, обеспечиваемую рукавом 16. Рукав 16, имеющий большее количество прорезей 76 или уменьшенную толщину, может облегчать осуществление большей деформации центральной части 74 рукава 16 при приложении дополнительного крутящего момента к соединению центрирующего переходника.

На Фиг. 4 проиллюстрирован пример скважинного бурового снаряда 110, в котором используется описанный центрирующий переходник 10 для центрирования двух компонентов 112 и 114 скважинного инструмента на буровом снаряде 110. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения буровой снаряд 110 может представлять собой скважинный отклонитель. Однако центрирующий переходник 10 можно использовать в других типах буровых снарядов 110 аналогичным образом. Первый компонент 112 инструмента бурового снаряда 110 может содержать ориентирующий выступ 116, который при нажиме входит в защелочное соединение, фиксируемое внутри обсадной трубы в стволе скважины. Таким образом, буровой снаряд 110 можно погружать на необходимую глубину через обсадную трубу в стволе скважины, а затем вращать до тех пор, пока ориентирующий выступ 116 не войдет в контакт с защелочным соединением на обсадной трубе. Это фиксирует буровой снаряд 110 в необходимом положении внутри ствола скважины.

Второй компонент 114 инструмента бурового снаряда 110 может содержать торец отклонителя 118, выполненный с возможностью обеспечения наклонной поверхности для направления скважинного инструмента в отклоненном от скважинной обсадной трубы направлении. Может существовать необходимость центрирования торца отклонителя 118 с ориентирующим выступом 116, как проиллюстрировано. Таким образом, когда буровой снаряд 110 зафиксирован в определенном положении в забое скважины посредством ориентирующего выступа 116, торец отклонителя 118 автоматически фиксируется в положении, обращенном в необходимом направлении.

Центрирующий переходник 10 можно использовать для корректировки относительной ориентации между первым и вторым компонентами 112 и 114 инструмента перед размещением бурового снаряда 110 в забое скважины. В частности, центрирующий переходник 10 можно использовать для ориентирования компонентов 112 и 114 инструмента, чтобы отцентрировать торец отклонителя 118 с ориентирующим выступом 116. Второй компонент 114 инструмента можно вращать относительно первого компонента 112 инструмента так, чтобы второй трубчатый компонент 14 центрирующего переходника 10 вращался относительно первого компонента 12 центрирующего переходника 10. В ответ на это вращение происходит аксиальная деформация рукава 16, облегчая корректировку ориентации между первым и вторым трубчатыми компонентами 12 и 14 (и, соответственно, компонентами 112 и 114 скважинного инструмента), поддерживая при этом соответствующее значение крутящего момента, действующего на внутреннее резьбовое соединение центрирующего переходника.

Описанные в данном документе варианты реализации изобретения включают:

A. Центрирующий переходник, содержащий первый трубчатый компонент, имеющий концевую часть, и второй трубчатый компонент, имеющий концевую часть, которая соединена с концевой частью первого трубчатого компонента. Центрирующий переходник также содержит аксиально деформируемый и имеющий переменную длину рукав, расположенный вокруг и присоединенный к концевой части первого трубчатого компонента и прилегающий к оконечности концевой части второго трубчатого компонента.

B. Устройство, содержащее аксиально деформируемый и имеющий переменную длину рукав, размер которого подобран так, чтобы он располагался вокруг концевой части первого трубчатого компонента. Рукав содержит первый конец для вхождения в контакт с первым трубчатым компонентом и второй конец, противоположный первому концу, для вхождения в контакт с оконечностью концевой части второго трубчатого компонента, соединенного с первым трубчатым компонентом. Рукав также содержит центральную деформируемую секцию, расположенную между первым и вторым концами, при этом центральная деформируемая часть содержит образованные в ней прорези.

C. Способ, включающий соединение концевой части первого трубчатого компонента с концевой частью второго трубчатого компонента. Способ также включает вращение второго трубчатого компонента относительно первого трубчатого компонента для вращательного центрирования первого и второго трубчатых компонентов. Способ дополнительно включает аксиальную деформацию рукава переменной длины, расположенного вокруг и присоединенного к концевой части первого трубчатого компонента и прилегающего к оконечности концевой части второго трубчатого компонента, в ответ на вращение так, чтобы поддерживать соединение между первым и вторым трубчатыми компонентами в пределах заданного диапазона значений крутящего момента, центрируя при этом первый и второй трубчатые компоненты.

Каждый из вариантов реализации изобретения A, B и С может иметь один или более следующих дополнительных элементов в комбинации: Элемент 1: отличающийся тем, что рукав содержит множество образованных в нем прорезей. Элемент 2: отличающийся тем, что каждая из множества прорезей имеет удлиненную форму и располагается кольцами вокруг рукава в одном из множества рядов прорезей, при этом прорези в каждом из множества рядов расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и при этом прорези в каждом из множества рядов сдвинуты относительно прорезей в соседнем ряду. Элемент 3: отличающийся тем, что рукав характеризуется жесткостью при кручении, которая позволяет рукаву аксиально деформироваться между первым и вторым трубчатыми компонентами в ответ на поворот, составляющий до одного полного оборота, первого и второго трубчатых компонентов относительно друг друга. Элемент 4: отличающийся тем, что первый трубчатый компонент содержит дистальную концевую часть, противоположную концевой части для соединения центрирующего переходника с первым компонентом скважинного инструмента на буровом снаряде, а второй трубчатый компонент содержит дистальную концевую часть, противоположную концевой части для соединения центрирующего переходника со вторым компонентом скважинного инструмента на буровом снаряде. Элемент 5: дополнительно включающий уплотнительное кольцо, расположенное между концевой частью первого трубчатого компонента и концевой частью второго трубчатого компонента. Элемент 6: отличающийся тем, что рукав можно снимать с концевой части первого трубчатого компонента. Элемент 7: отличающийся тем, что концевая часть второго трубчатого компонента соединена с концевой частью первого трубчатого компонента посредством резьбового соединения. Элемент 8: отличающийся тем, что рукав выполнен из такого же материала, что и первый и второй трубчатые компоненты. Элемент 9: отличающийся тем, что толщина рукава меньше, чем толщина каждого из первого и второго трубчатых компонентов.

Элемент 10: отличающийся тем, что каждая из множества прорезей имеет удлиненную форму и располагается кольцами вокруг рукава в одном из множества рядов прорезей, при этом прорези в каждом из множества рядов расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и при этом прорези в каждом из множества рядов сдвинуты относительно прорезей в соседнем ряду. Элемент 11: отличающийся тем, что прорези идут через всю толщину рукава. Элемент 12: отличающийся тем, что как первый конец, так и второй конец имеют большую толщину, чем центральная деформируемая секция.

Элемент 13: дополнительно включающий: соединение концевой части первого трубчатого компонента с концевой частью второго трубчатого компонента посредством резьбового соединения; и поддержание резьбового соединения в пределах заданного диапазона значений крутящего момента посредством рукава при вращении второго трубчатого компонента относительно первого трубчатого компонента. Элемент 14: дополнительно включающий: соединение первого компонента скважинного инструмента с первым трубчатым компонентом; соединение второго компонента скважинного инструмента со вторым трубчатым компонентом; и вращательное центрирование первого и второго компонентов скважинного инструмента посредством вращения второго трубчатого компонента относительно первого трубчатого компонента. Элемент 15: дополнительно включающий отсоединение первого и второго компонентов скважинного инструмента от первого и второго трубчатых компонентов, соответственно, и повторное использование первого и второго трубчатых компонентов с рукавом. Элемент 16: отличающийся тем, что деформация рукава включает пластическую деформацию рукава. Элемент 17: дополнительно включающий отсоединение первого трубчатого компонента от второго трубчатого компонента, снятие рукава с концевой части первого трубчатого компонента и повторное использование первого и второго трубчатых компонентов с другим аксиально деформируемым и имеющим переменную длину рукавом.

Хотя данное изобретение и его преимущества были подробно описаны, следует понимать, что возможно осуществление различных изменений, замен и модификаций без отступления от сущности и объема изобретения, которые определяются нижеприведенной формулой изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к центрированию компонентов скважинного инструмента, в частности к центрирующему переходнику. Технический результат - возможность вращения компонентов относительно друг друга по меньшей мере на один полный оборот вокруг оси центрирующего переходника. Центрирующий переходник содержит первый трубчатый компонент, имеющий концевую часть, второй трубчатый компонент, имеющий концевую часть, которая соединена непосредственно с концевой частью первого трубчатого компонента посредством резьбового соединения, и аксиально деформируемый и имеющий переменную длину рукав, расположенный вокруг и присоединенный к концевой части первого трубчатого компонента и прилегающий к оконечности концевой части второго трубчатого компонента. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула