PL193399B1 - Układ sterowania płynem - Google Patents

Abstract

1. Uklad sterowania plynem, zawierajacy obudowe majaca otwór wlotowy i otwór osiowy, którego czesc stanowi otwór wylotowy, komore, osadzony przesuwnie w obudowie blok dlawia- cy, sterujacy przeplywem plynu z otworu wloto- wego do otworu wylotowego, i napedzany przez plyn w jednym kierunku, oraz polaczony z ko- mora kanal doplywu plynu sterujacego, nape- dzajacego blok dlawiacy w przeciwnym kierunku i wywierajacego cisnienie wsteczne na plyn w otworze wylotowym, znamienny tym, ze z bloku dlawiacego (30, 34, 35, 36) wystaje promieniowo na zewnatrz czlon wystajacy (40c, 66), którego zewnetrzna powierzchnia przesuwa sie w komo- rze (46a, 46b), a powierzchnia obudowy (12, 18) odpowiadajaca powierzchni czlonu wystajacego (40c, 66) wyznacza ograniczony obszar dla plynu w komorze (46a, 46b). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania płynem.

Istnieje wiele zastosowań, gdzie występuje potrzeba sterowania ciśnieniem wstecznym płynu przepływającego w układzie. Na przykład, przy wykonywaniu odwiertów naftowych, zazwyczaj zawiesza się rurę płuczkową w odwiercie, z wiertłem na jej dolnym końcu. Kiedy wiertło obraca się, płyn z odwiertu, np. ił wiertniczy, dostaje się na dół wnętrza rury płuczkowej, i wypływa na powierzchnię, na zewnątrz wiertła, przez ujście otworu odwiertu. Obieg płynu utrzymuje się w celu usuwania gruzu z odwiertu, w celu chłodzenia wiertła i w celu zachowania ciśnienia hydrostatycznego w odwiercie, aby kontrolować powstawanie gazów, zapobiegać wybuchom itp. W takich przypadkach, kiedy ciężar iłu wiertniczego jest niewystarczający aby utrzymać ciśnienia na dnie otworu, niezbędne jest przyłożenie w odwiercie dodatkowego ciśnienia wstecznego na ił wiertniczy przy powierzchni, dla skompensowania braku ciśnienia hydrostatycznego odpowiedniej wielkości, a co za tym idzie utrzymania odwiertu pod kontrolą. Z tego powodu, w niektórych przypadkach, urządzenia do sterowania ciśnieniem wstecznym umieszcza się w powrotnej linii przepływu, w płuczce wiertniczej.

Urządzenia do sterowania ciśnieniem wstecznym są także niezbędne do kontrolowania „odrzutów”w układzie, spowodowanych nagłym wtargnięciem słonej wody ze złoża do płuczki wiertniczej lub wytworzeniem się gazów, co może doprowadzić do wybuchu. W takich sytuacjach musi być przyłożone dodatkowe ciśnienie wsteczne na płyn wiertniczy tak, aby wytwarzanie płynu zostało powstrzymane, a odwiert był pod kontrolą do czasu aż cięższy płyn lub ił będzie mógł spłynąć w dół odwiertu i z powrotem w górę, aby ustabilizować odwiert. Pożądane jest także unikanie wytwarzanie nadmiernego ciśnienia wstecznego, które mogłoby spowodować zatkanie rury wiertniczej, albo uszkodzenie obudowy studni czy wyposażenia głowicy wiertniczej.

Jakkolwiek utrzymanie optymalnego ciśnienia wstecznego płynu wiertniczego jest skomplikowane ze względu na zróżnicowane właściwości płynu wiertniczego, kiedy przepływa on przez urządzenie sterujące ciśnieniem wstecznym. Na przykład gęstość płynu może ulec zmianie poprzez wprowadzenie gruzu lub wytwarzanie gazów. Także temperatura i objętość płynu wpływającego do urządzenia sterującego może się zmieniać. Dlatego też żądane ciśnienie wsteczne nie zostanie osiągnięte dopóty, dopóki nie zostaną dokonane odpowiednie zmiany w dławieniu płynu wiertniczego, w odpowiedzi na te zmieniające się warunki. Zazwyczaj stosowane urządzenia wymagają ręcznego sterowania ustawieniami otworu urządzenia dławiącego, by utrzymać żądane ciśnienie wsteczne. Jednakże, ręczne sterowanie urządzenia dławiącego pociąga za sobą czas martwy i zwykle jest niedokładne.

W opisie patentowym US 4 335 784 został ujawniony sposób i urządzenie do sterowania ciśnienia wstecznego płynu wiertniczego w opisanym wyżej środowisku. W rozwiązaniu tym zrównoważone urządzenie dławiące przemieszcza się w obudowie, by sterować przepływem i ciśnieniem wstecznym płynu wiertniczego. Jeden koniec urządzenia dławiącego jest wystawiony na działanie ciśnienia płynu wiertniczego, zaś drugi jego koniec jest wystawiony na działanie ciśnienia płynu sterującego. Jednakże, w tym rozwiązaniu, gdy urządzenie dławiące przechodzi od pozycji zamkniętej do pozycji otwartej, w odpowiedzi na zarówno zwiększenie ciśnienia płynu w odwiercie jak i na zmniejszenie ciśnienia płynu sterującego, przemieszcza się ono zbyt szybko i zbyt daleko, zwykle przekraczając swoje normalne położenie robocze. Może to powodować impulsy ciśnienia i/lub może umożliwiać ulatnianie się z urządzenia dużej objętości gazu znajdującego się przy powierzchni odwiertu. Obydwie te sytuacje są niepożądane.

Układ sterowania płynem, zawierający obudowę mającą otwór wlotowy i otwór osiowy, którego część stanowi otwór wylotowy, komorę, osadzony przesuwnie w obudowie blok dławiący sterujący przepływem płynu z otworu wlotowego do otworu wylotowego i napędzany przez płyn w jednym kierunku, oraz połączony z komorą kanał dopływu płynu sterującego, napędzającego blok dławiący w przeciwnym kierunku i wywierającego ciśnienie wsteczne na płyn w otworze wylotowym, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że z bloku dławiącego wystaje promieniowo na zewnątrz człon wystający, którego zewnętrzna powierzchnia przesuwa się w komorze, a powierzchnia obudowy odpowiadająca powierzchni członu wystającego wyznacza ograniczony obszar dla płynu w komorze.

Układ zawiera ponadto człon dławiący połączony z tłokiem.

W obudowie jest zamocowany trzpień rozszerzony w drugiej części otworu osiowego, a tłok jest osadzony przesuwnie w dalszej części otworu osiowego.

Korzystnie, człon wystający z tłoka stanowi wycierak.

Korzystnie, człon wystający z tłoka stanowi integralną część tłoka.

PL 193 399 B1

Korzystnie, człon wystający z bloku dławiącego stanowi wycierak.

Korzystnie, człon wystający z bloku stanowi integralną część tłoka.

Korzystnie, powierzchnia obudowy wystaje promieniowo do wewnątrz w kierunku członu wystającego.

Blok dławiący jest przesuwany w obudowie pomiędzy pozycją pełnego zamknięcia a pozycją pełnego otwarcia.

Człon wystający stanowi tłumik ruchu bloku dławiącego od pozycji pełnego zamknięcia.

W pozycji zamknięcia i w pozycji pracy blok dławiący jest napędzany przez płyn sterujący w kierunku wywierania ciśnienia wstecznego na płyn.

Zaletą układu, według wynalazku, jest to, że zastosowany w nim blok dławiący automatycznie steruje przepływem płynu w układzie i umożliwia zachowanie żądanego ciśnienia wstecznego, płynu, niezależnie od zmian warunków przepływu pojawiających się w układzie.

Regulacja ciśnienia wstecznego do jego pożądanej wartości podczas zamykania i otwierania przepływu płynu przez układ, jest bardzo dokładna. Ponadto impulsy ciśnienia i/lub początkowego uderzenia płynu i ulatnianie się gazu, w trakcie, gdy blok dławiący zmienia swoje położenie z zamkniętego do otwartego, zostały wyeliminowane.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ sterowania płynem, w pozycji zamknięcia, w przekroju; fig. 2 - układ sterowania płynem z fig. 1, w przekroju cząstkowym; fig. 3 - układ sterowania płynem z fig. 1 w pozycji maksymalnego otwarcia, w przekroju; fig. 4 - układ sterowania płynem z fig. 1 w standardowej pozycji roboczej, w przekroju, zaś fig. 5 - drugi przykład wykonania fragmentu układu z fig. 2, w przekroju cząstkowym.

Przedstawiony na fig. 1 przykład wykonania układu sterowania płynem 10, według wynalazku, zawiera obudowę 12 z osiowym otworem, którego część stanowi otwór wylotowy 14 mający zakończenie odpływowe 14a. W obudowie 12 jest uformowany także otwór wlotowy 16, poprzecznie przecinający otwór wylotowy 14. Zrozumiałym jest, że kołnierze łączące, albo coś w tym rodzaju (nie pokazane na rysunku), są zapewnione na zakończeniu odpływowym 14a otworu wylotowego 14 oraz na zakończeniu otworu wlotowego 16, do łączenia ich z odpowiednimi rurociągami przepływowymi. Płyn wiertniczy wprowadzany z dołu odwiertu do otworu wlotowego 16, przepływa przez obudowę 12 i jest usuwany przez zakończenie odpływowe 14a otworu wylotowego 14, do recyrkulacji.

Na końcu obudowy 12, przeciwnym do zakończenia odpływowego 14a otworu wylotowego 14, jest zamocowana pokrywa 18. Pokrywa 18 ma zasadniczo w przekroju poprzecznym kształt litery T, ale ma też część cylindryczną 18a wchodzącą do wnętrza otworu osiowego obudowy 12. W rowku uformowanym na zewnętrznej powierzchni części cylindrycznej 18a pokrywy 18 jest osadzony pierścień uszczelniający 19 przylegający do odpowiadającej mu części wewnętrznej powierzchni obudowy 12. Pokrywa 18 posiada również część poprzeczną 18b, umieszczoną prostopadle do części cylindrycznej 18a i przymocowaną do odpowiedniego końca obudowy 12 w dowolny konwencjonalny sposób.

W końcowej części pokrywy 18 jest umieszczony trzpień 20 i uszczelniony pierścieniem uszczelniającym 22 umieszczonym pomiędzy zewnętrzną powierzchnią trzpienia 20 i wewnętrzną powierzchnią pokrywy 18. W otworze osiowym przechodzącym przez trzpień 20 jest osadzony przesuwnie pręt 30 a drugi pierścień uszczelniający 32 jest osadzony w rowku na wewnętrznej powierzchni trzpienia 20. Drugi pierścień uszczelniający 32 uszczelnia zewnętrzną powierzchnię pręta 30, kiedy przesuwa się on w otworze wewnątrz trzpienia 20. Jeden koniec pręta 30 wystaje z jednej strony trzpienia 20 i pokrywy 18, a drugi koniec pręta 30 wystaje z drugiej strony trzpienia 20 do wnętrza otworu wylotowego 14.

Na końcu pręta 30 jest zamocowana przekładka 34, umieszczona pomiędzy sprężynującymi pierścieniami zabezpieczającymi 35a i 35b. Cylindryczny człon dławiący 36 jest osadzony w otworze wylotowym 14, a jeden z jego końców opiera się o przekładkę 34. Na fig. 1 człon dławiący 36 jest pokazany w pozycji pełnego zamknięcia i znajduje się na przecięciu otworu wylotowego 14 i otworu wlotowego 16, aby sterować przepływem płynu.

Na trzpieniu 20, w sposób przesuwny, jest umieszczony cylindryczny tłok 40, a między powierzchnią zewnętrzną trzpienia 20 a wewnętrzną powierzchnią cylindrycznego tłoka 40 znajduje się pierścień uszczelniający 42 osadzony w rowku na powierzchni trzpienia 20. Drugi pierścień uszczelniający 44 wystaje z rowka w zewnętrznej powierzchni tłoka 40 i uszczelnia ją w styku z wewnętrzną powierzchnią obudowy 12. Cylindryczny tłok 40 ma końcową część 40a o mniejszej średnicy. Między powierzchnią zewnętrzną końcowej części 40a tłoka 40, a wewnętrzną powierzchnią obudowy 12 znajduje się jedna komora płynu 46a. Druga komora płynu 46b jest ograniczona zewnętrzną powierzchnią trzpienia 20 i wewnętrzną powierzchnią części cylindrycznej 18a pokrywy 18. Komory 46a

PL 193 399 B1 i 46b są połączone i odbierają płyn sterujący przez kanał dopływowy 48a uformowany w pokrywie 18. Kanał dopływowy 48a jest połączony z systemem hydraulicznym (nie pokazanym) zapewniającym cyrkulację płynu sterującego do i z kanału. W związku z tym, płyn sterujący jest doprowadzany do kanału dopływowego 48a, a zatem w komorach 46a i 46b jest uprzednio określona żądana wartość ciśnienia, co zostało określone przez regulator żądanej wartości ciśnienia i zmierzone za pomocą przyrządu umieszczonego na dołączonej konsoli. Regulator ciśnienia, przyrząd pomiarowy i konsola są konwencjonalne i nie zostały pokazane.

Płyn sterujący wpływa do komór 46a i 46b i działa na odpowiednie człony wystające 66 na końcu tłoka 40 (fig. 2). Tłok 40 jest wykonany w sposób umożliwiający poruszanie tak, że siła wywołana przez ciśnienie płynu sterującego z komór 46a i 46b, przy określonej wartości żądanej ciśnienia, działająca na odpowiedni człon wystający 66 tłoka 40, jest równa sile wywołanej przez ciśnienie płynu wiertniczego w otworze wlotowym 16, działającej na odpowiedni człon wystający na drugim końcu tłoka 40i na element ustalający 50. Zatem, tłok 40 znajduje się zwykle w pozycji równowagi.

W pokrywie 18 jest także uformowany kanał 48b, umożliwiający odprowadzenie powietrza z układu przez zawór upustowy (nie pokazany), przed uruchomieniem układu.

Tłok 40 ma nagwintowaną zewnętrznie część końcową 40b o mniejszej średnicy, która obejmuje z zewnątrz cylindryczny człon dławiący 36. W rowku na wewnętrznej powierzchni części końcowej 40b umieszczony jest pierścień uszczelniający 49, stykający się z zewnętrzną powierzchnią członu dławiącego 36. Nakrętka ustalająca 50 jest połączona, za pomocą gwintu, z końcową częścią 40b tłoka 40 i wystaje poza kołnierz pierścieniowy 36a uformowany na członie dławiącym 36, dociskając ten człon dławiący 36 do tłoka 40. Tłok 40 posiada dwa, odległe od siebie, rowki wykonane na wewnętrznej powierzchni tłoka 40 wzdłuż średnic, do kontaktu ze sprężynującymi pierścieniami zabezpieczającymi 35a i 35b. W związku z tym, osiowy ruch tłoka 40 poza trzpień 20 powoduje odpowiedni ruch osiowy członu dławiącego 36, a co za tym idzie przekładki 34 i pręta 30.

W otworze wylotowym 14, poza jego przecięciem z otworem wlotowym 16, znajdują się dwie cylindryczne prowadnice 54a i 54b oraz gniazdo dławiące 56, z pierścieniem uszczelniającym 58, umieszczonym w rowku na powierzchni zewnętrznej gniazda dławiącego 56, a uszczelniającym zewnętrzną powierzchnię gniazda i wewnętrzną powierzchnię obudowy 12. Gniazdo dławiące 56, a co za tym idzie prowadnice 54a i 54b są utrzymywane w otworze wylotowym 14 za pomocą członu wyrównującego 60, który jest osadzony w rowku uformowanym w wewnętrznej powierzchni obudowy 12, przez pierścień sprężynujący zabezpieczający 61. Tuleje 54a i 54b oraz gniazdo dławiące 56 stanowią kanał odpływowy 62 otworu wylotowego 14 obudowy 12, rozpoczynający się w miejscu przecięcia otworu wylotowego 14 i otworu wlotowego 16 a kończący się zakończeniem odpływowym 14a otworu wylotowego 14. Wewnętrzna średnica gniazda dławiącego 56 jest dopasowana do zewnętrznej średnicy członu dławiącego 36, aby uzyskać szczelne połączenie.

Jak przedstawiono na fig. 2 końcowa część 40a tłoka 40 ma schodkowo zmniejszoną średnicę, a człon wystający 66, stanowiący wycierak, opiera się o tak uformowany występ. W pierścieniowym rowku uformowanym w tym występie jest osadzony sprężynujący pierścień zabezpieczający 68 przytrzymujący człon wystający 66. Zewnętrzna radialna część członu wystającego 66 wystaje na zewnątrz wzdłuż obwodu zewnętrznej powierzchni końcowej części 40a tłoka 40. Pierścieniowa krawędź 18c wystaje promieniowo do wewnątrz po obwodzie na krańcu części cylindrycznej 18a pokrywy 18 i ma takie wymiary, aby wyznaczyć ograniczoną przestrzeń pomiędzy nią a członem wystającym 66, ale jednak umożliwić przesuwanie się go po pierścieniowej krawędzi 18c z odpowiednio małym prześwitem.

Kiedy tłok 40 przesuwa się względem trzpienia 20 i pokrywy 18, człon wystający 66 przechodzi przez kołową przestrzeń utworzoną przez pierścieniową krawędź 18c pokrywy 18. Ponieważ płyn sterujący znajduje się w przestrzeni pierścieniowej pomiędzy zewnętrzną powierzchnią członu wystającego 66 i wewnętrzną powierzchnią krawędzi 18c pokrywy 18, ruch tłoka 40 jest tłumiony, tzn. powstaje efekt tłumika tłokowego. To zapobiega zbyt szybkiemu przemieszczaniu się tłoka 40.

Podczas pracy, zakładamy, że człon dławiący 36 znajduje się w położeniu maksymalnego otwarcia, co jest przedstawione na fig. 3. W tym położeniu obszar „dławienia”, to jest obszar pomiędzy końcem członu dławiącego 36 i gniazdem dławiącym 56, jest większy niż obszar kanału odpływowego 62. Zatem nie jest wywierane ciśnienie wsteczne na płyn wiertniczy, kiedy przepływa on przez otwór wlotowy 16 i kanał odpływowy 62 i wypływa z obudowy 12 do recyrkulacji.

Kiedy niezbędne jest wywarcie ciśnienia wstecznego na płyn wiertniczy w otworze wlotowym 16, z powodów opisanych wcześniej, wprowadza się płyn sterujący ze źródła zewnętrznego, pod ciśnieniem o ustalonej wcześniej wartości, przez kanał dopływowy 48a do komór 46a i 46b. Kiedy płyn

PL 193 399 B1 wiertniczy dopływa z odwiertu przez otwór wlotowy 16 do obudowy 12, efektywne otwarcie pomiędzy wlotem 16 i kanałem odpływowym 62 jest sterowane przez osiowy ruch członu dławiącego 36 względem gniazda dławiącego 56. Konstrukcja jest taka, że przyłożone ciśnienie porusza człon dławiący 36 z pozycji maksymalnego otwarcia, przedstawionej na fig. 3, do standardowej pozycji pracy, przedstawionej na fig. 4. W tej ostatniej pozycji człon dławiący 36 wtłacza płyn do otworu wlotowego 16, wywierając ciśnienie wsteczne na wspomniany płyn, który wycofuje się do odwiertu. Tak dzieje się dopóty, dopóki ciśnienie płynu w otworze wlotowym 16 działa na odpowiedni koniec tłoka 40 z tą samą siłą, z jaką działa płyn sterujący w komorach 46a i 46b na drugi koniec tłoka 40. Stan równowagi członu dławiącego 36 jest standardową pozycją pracy, przedstawioną na fig. 4. W tej pozycji pomiędzy końcami członu dławiącego 36 i gniazda dławiącego 56 jest utrzymywana bardzo niewielka szczelina, co pozwala stosunkowo niewielkiej ilości płynu wiertniczego przejść do kanału odpływowego 62, przy utrzymaniu wspomnianego wyżej ciśnienia wstecznego.

W stanie równowagi tłoka 40, a co za tym idzie członu dławiącego 36, jakiekolwiek zmiany warunków płynu wiertniczego, (takie jak szybkość cyrkulacji, gęstość czy temperatura) wywołują odpowiednią zmianę ciśnienia wspomnianego płynu działającego na tłok 40, powodując jego ruch, aż do powtórnego osiągnięcia stanu równowagi. Zatem, układ sterowania płynem 10 zachowuje ustalone ciśnienie wsteczne płynu wiertniczego niezależnie od zmian parametrów tego płynu.

Oczywiście tłok 40, a z nim człon dławiący 36, mogą przesunąć się do pozycji całkowitego zamknięcia, uwidocznionego na fig. 1, przez zwykły wzrost ciśnienia płynu sterującego w komorach 46a i 46b do wartości przekraczającej ustaloną wartość ciśnienia. Spowoduje to przesunięcie tłoka 40 i członu dławiącego 36 w kierunku z prawa na lewo, według widoku na rysunku, dopóki człon dławiący 36 nie osiągnie swojej pozycji pełnego zamknięcia, w której przepływ płynu wiertniczego z otworu wlotowego 16 do kanału odpływowego 62 zostanie zablokowany.

Jeżeli zaistnieje potrzeba przesunięcia tłoka 40 i członu dławiącego 36 z pozycji pełnego zamknięcia (fig. 1) do standardowej pozycji pracy (fig. 4), zmniejsza się ciśnienie płynu sterującego w komorach 46a i 46b do ustalonej wartości (albo zwiększa się ciśnienie płynu wiertniczego w otworze wlotowym 16). Powoduje to przesunięcie tłoka 40 w kierunku z lewa na prawo, według widoku na rysunku, i utworzenie połączenia otworu wlotowego 16 z kanałem odpływowym 62, co umożliwia przepływ płynu wiertniczego. Przepływ ten zmniejsza ciśnienie płynu wiertniczego, aż do chwili, gdy osiągnie ono poziom ciśnienia płynu sterującego w komorach 46a i 46b, a układ znajdzie się w standardowej pozycji równowagi. Zatem, jeżeli ciśnienie zostanie raz ustalone, system sterowania konsoli automatycznie dostarcza płyn do, lub odbiera płyn z, układu sterowania płynem 10, umożliwiając ruch tłoka 40 w odpowiednie położenie by sterować wielkością ciśnienia.

Podczas tego ruchu tłoka 40 i członu dławiącego 36 z pozycji pełnego zamknięcia (fig. 1) do standardowej pozycji pracy (fig. 4), człon wystający 66 przechodzi przez kołową przestrzeń wyznaczoną przez pierścieniową krawędź 18c pokrywy 18. Ponieważ płyn sterujący znajduje się w ograniczonej pierścieniowej przestrzeni pomiędzy zewnętrzną powierzchnią członu wystającego 66 i wewnętrzną powierzchnią pierścieniowej krawędzi 18c części cylindrycznej 18a pokrywy 18, ruch tłoka 40 i członu dławiącego 36 jest tłumiony tj. powstaje efekt tłumika tłokowego. Zapobiega to nadmiernej szybkości ruchu tłoka 40, a co za tym idzie eliminuje impulsy i/lub początkowe udary ciśnienia płynu, które występują bardzo często, jeżeli ruch ten nie jest tłumiony.

Wszystkie wspomniane wcześniej ruchy tłoka 40 powodują odpowiedni ruch przekładki 34 i pręta 30. Zatem, długość tej części pręta 30, która wystaje z obudowy 12, zmienia się odpowiednio, wskazując tym samym położenie członu dławiącego 36 w stosunku do gniazda dławiącego 56, a co za tym idzie wskazuje stopień tłumienia płynu i ciśnienie wsteczne.

W sytuacjach, gdy wystąpi znaczący spadek ciśnienia w otworze wlotowym 16 albo, gdy jest potrzebne wyłączenia cyrkulacji płynu wiertniczego, człon dławiący 36 przesuwa się, albo jest przesuwany, do pozycji z fig. 1, celem zamknięcia całego przepływu przez obudowę 12.

Z powyższego wynika kilka zalet. Na przykład, układ sterowania płynem 10 działa automatycznie, utrzymując ustalone ciśnienia wsteczne niezależnie od zmian właściwości płynu wiertniczego. Poza tym, osiągnięta została wysoka dokładność sterowania ciśnienia wstecznego, przy żądanej wartości ciśnienia podczas zamknięcia i otwarcia członu dławiącego 36. Ponadto, zredukowano impulsy i/lub początkowe udary ciśnienia płynu wiertniczego podczas ruchu członu dławiącego 36 z pozycji pełnego zamknięcia do pozycji otwarcia. Co więcej, jakiekolwiek gruz skalny, który mógłby zatkać otwór wlotowy 16, zwiększy ciśnienie płynu wiertniczego i spowoduje ruch tłoka 40 i członu dławiącego 36, aby zwiększyć komunikację między otworem wlotowym 16 i otworem wylotowym 14, utrzymać

PL 193 399 B1 ustaloną wartość ciśnienia i usunąć przynajmniej części gruzu. Poza tym, wymiary członu wystającego 66 mogą się zmieniać zgodnie z parametrami tłumienia.

Na fig. 5 jest przedstawiony alternatywny przykład wykonania przedmiotu wynalazku. W tym przykładzie człon wystający 66, stanowiący wycierak, został zastąpiony innym członem wystającym 40c uformowanym na końcowej części 40a tłoka 40. Człon wystający 40c stanowi integralną część tłoka 40 i jest wykonany z tego samego materiału, co tłok 40. Człon wystający 40c wystaje na zewnątrz wzdłuż obwodu zewnętrznej powierzchni końcowej części 40a tłoka 40 i działa identycznie jak wycierak, to jest współpracuje z pierścieniową krawędzią 18c pokrywy 18, celem tłumienia ruchu tłoka 40.

Reasumując, układ według wynalazku reguluje przepływ płynu wiertniczego z otworu wlotowego do otworu wylotowego poprzez regulację ciśnienia wstecznego płynu. Ruch członu dławiącego od położenia w pełni zamkniętego do otwartego jest tłumiony.

Wynalazek może być stosowany nie tylko do regulowania obiegu płynu wiertniczego w odwiertach naftowych, ale wszędzie tam, gdzie potrzebne jest sterowanie przepływu płynu i dozowanie ciśnienia wstecznego.

Claims (12)

1. Układ sterowania płynem, zawierający obudowę mającą otwór wlotowy i otwór osiowy, którego część stanowi otwór wylotowy, komorę, osadzony przesuwnie w obudowie blok dławiący, sterujący przepływem płynu z otworu wlotowego do otworu wylotowego, i napędzany przez płyn w jednym kierunku, oraz połączony z komorą kanał dopływu płynu sterującego, napędzającego blok dławiący w przeciwnym kierunku i wywierającego ciśnienie wsteczne na płyn w otworze wylotowym, znamienny tym, że z bloku dławiącego (30, 34, 35, 36) wystaje promieniowo na zewnątrz człon wystający (40c, 66), którego zewnętrzna powierzchnia przesuwa się w komorze (46a, 46b), a powierzchnia obudowy (12, 18) odpowiadająca powierzchni członu wystającego (40c, 66) wyznacza ograniczony obszar dla płynu wkomorze (46a, 46b).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ponadto człon dławiący (36) połączony z tłokiem (40).

3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że w obudowie (12, 18) jest zamocowany trzpień (20) rozszerzony w drugiej części otworu osiowego, a tłok (40) jest osadzony przesuwnie w dalszej części otworu osiowego.

4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że człon wystający (40c, 66) wystaje z tłoka (40).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że człon wystający (40c, 66) z tłoka (40) stanowi wycierak.

6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że człon wystający (40c) stanowi integralną część tłoka (40).

7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że człon wystający (40c, 66)z bloku dławiącego (30, 34, 35, 36) stanowi wycierak.

8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że człon wystający (40c) stanowi integralną część tłoka (40).

9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścieniowa krawędź (18c) obudowy (12, 18) wystaje promieniowo do wewnątrz w kierunku członu wystającego (40c, 66).

10. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że blok dławiący (30, 34, 35, 36) jest przesuwany w obudowie (12, 18) pomiędzy pozycją pełnego zamknięcia a pozycją pełnego otwarcia.

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że człon wystający (40c, 66) stanowi tłumik ruchu bloku dławiącego (30, 34, 35, 36) od pozycji pełnego zamknięcia.

12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że w pozycji zamknięcia i w pozycji pracy blok dławiący (30, 34, 35, 36) jest napędzany przez płyn sterujący w kierunku wywierania ciśnienia wstecznego na płyn.