SU1629476A1 - Вибратор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и предназначено дл  ликвида- щ:и прихвата колонны в скважине. . Цель - обеспечение возможности использовани  вибратора дл  освобождени  прихваченных в скважине груб за счет получени  гидроимпулъслв и повышени  мои(ности механических колебаний. Полый корпус 1 вибратора состоит из нагревательной полости (НП) 1, основной и р да дополнительных, расположенных под основной,гидравбнческих каг 8 / / 1

Description

мер (ГК) 3 с радиально расположенными внутренними рабочими поверхност ми (РП) 4 и входным дл  св зи с НП 2 и выходным каналами. В ГК 3 размещены подпружиненные относительно них удар ники 5 со сферическими РП дл  взаимодействи  с РП 4. В корпусе 1 размещен струйный переключающий учел в виде расположенной в стенке корпуса 1 емкости 6 с дросселем 7 в ее верхней части, гидравлически св занной ка - налом 8 управлени  с НП 2 корпуса 1 и каналом 9 обратной св зи с предпоследней снизу ГК 3 и канала 10 с обратным клапаном 11. Последний выполнен в корпусе 1 дл  св зи в рабо

чем положении ВД1 2 и полости корпуса 1 под ГК 3. В стенке корпуса 1 под ГК 3 расположен перепускной клапан 14. Входной канал каждой последующей за основной дополнительной ГК 3 св зан с выходным каналом предыдущих ГК 3. При протекании жидкости через ГК 3 ударники 5 создают поперечные колебани  корпуса 1. Через него эти колебани  передаютс  колонне бурильных труб. Последние, соверша  поперечные колебани , способствуют освобождению колонны бурильных труб от прихвата и восстановлению циркул ции промывочной АИДКОСТИ. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобрегение относитс  к бурению скважин и может быть использовано дл  ликвидации прихвата колонны в скважине.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности использовани  v вибратора дл  освобождени  прихваченных в скважине труб.

Ч а чертеже представлена конструкци  вибратора.

Вибратор состоит из полого корпуса 1, нагнетательной полости 2, осноной и р да дополнительных, последовательно расположенных под основной гидравлических камер 3 с радиально расположенными внутренними рабочими поверхност ми 4, ударников 5, подпружиненных относительно гидравлических камер и имеющих сферическую рабочую поверхность дл  взаимодействи  с рабочей поверхностью гидравли- ческих камер.

В корпусе размещен струйный переключающий узел, выполненный в виде расположенной в стенке корпуса емкости 6 с дросселем 7 в ее верхней части, гидравлически св занной с нагнетательной полостью каналом управлени  8 и с предпоследней снизу гидравлической камерой каналом обратной св зи 9, Струйный переключающий узел содержит также канал 10 с обратным клапаном 11 дл  св зи в рабочем положении нагнетательной полости с полостью 12 корпуса под гидравлическими камерами.

Кажда  из гидравлических камер имеет входной и выходной каналы.

5

0

5

0

5

0

5

Входной канал 13 основной гидравлической камеры св зывает ее с нагнетательной полостью, при этом входной канал каждой следующей за основной дополнительной гидравлической камеры св зан с выходом предыдущей гидравлической камеры.

Дл  обеспечени  работоспособности устройства при отсутствии циркул ции в скважине оно имеет перепускной клапан 14, расположенный в стенке корпуса под гидравлическими камерами.

Вибратор работает следующим образом .

Промывочна  жидкость от насоса подаетс  во входной канал 15 нагнетательной полости 2 и далее попадает в канал 13 основной гидравлической камеры, из которой промывочна  жидкость попадает в последующие гидравлические камеры и далее поступает в полость 12, т.е. на забой скважины. При протекании жидкости через гидравлические камеры ударники создают поперечные колебани  корпуса 1, через который эти колебани  передаютс  колонне бурильных труб, которые, соверша  поперечные колебани , способствуют эффективному освобождению колонны бурильных труб от прихвата , и создают услови  восстановлени  циркул ции промывочной жидкости, если нарушение циркул ции имело место .

Ударники 5 предназначены дл  создани  поперечных, гармонических колебаний колонны бурильных труб.

Ударник работает следующим образом. Жидкость из канала 13 поступает в гидравлическую камеру 3 н обтекает ударник 5, при этом за ним возникает строго периодический срыв вихрей, вызывающий силовое воздействие на ударник в поперечном движению потока направлении.

Поскольку при протекании жидкости через гидравлическую камеру ударник имеет две степени свободы в перпендикул рном оси корпуса направлении,

Наличие канала , обратной св зи 9,

то гармоническое силовое воздействие

вызывает поперечные вынужденные коле- 5 емкости 6 и дроссел  7 позвол ет гебани  ударника.нерировать колебани  потока промывочАмплитуда этих колебаний пропор - циональна величине зазора между ударником и ограничивающей его движению рабочей поверхностью гидравлической камеры 3, а частота этих колебаний

ной жидкости, что создает пульсирую-л щий поток промывочной жидкости и одновременно возбуждение поперечных

20 колебаний колонны бурильных труб.

Расположение канала обратной св зи 9 предотвращает попадание жидкости из полости 12 в канал 8 управлени . Обратный клапан 11 предназнаопредел етс  частотой срыва вихрей, котора  находитс  по следующей зависимости :

ShV Q - ,

где Sh - число Струхал  дл  данного устройства, ориентировочно равное 0,22; V - скорость потока жидкости

обтекающей ударник: d - миделевое сечение ударника. Из приведенной формулы видно, что частота срыва вихрей пропорциональна скорости течени  жидкости, а следовательно , и расходу. Измен   расход жикости , поступающей в корпус, можно

1 .Вибратор,включающий полый корпус с нагнетательной полостью и основной

создать резонансный режим колебаний

колонны бурильных труб, что существен-40 гидравлической камерой с внутренней

но вли ет на уменьшение времени ликви- рабочей поверхностью и каналами дации прихвата.

При отсутствии циркул ции через забой скважины давление в полости 16 повышаетс  и срабатывает перепускной клапан 14, через который промывочна  жидкость подаетс  в затрубное пространство и далее выноситс  на поверхность .

При протекании жидкости через гидравлические камеры часть потока поступает по каналу обратной св зи 9 в емкость 6 и через дроссель 7 течет по

входным дл  св зи с нагнетательной полостью и выходным, размещенный в гидравлической камере и подпружннен- 45 ный относительно нее ударник со сферической рабочей поверхностью, установленный с возможностью взаимодействи  с рабочей поверхностью гидравлической камеры, отличающий- с   тем, что, с целью использовани  вибратора дл  освобождени  прихваченных в скважине труб за счет получени  гидроимпульсов и повышени  мощности механических колебаний, он

каналу 8 управлени . Вытекающий из канала 8 поток жидкости отклон ет струю 55 снабжен размещенными в корпусе струй- вытекающую из канала 15 и суммарный ным переключающим узлом и р дом после- поток поступает в канал 10, струй- довательно расположенных под основной ного переключающего узла. Из канала дополнительных гидравлических камер

10 через обратный клапан 11 поток жидкости подаетс  в полость 2 и далее на забой скважины или через клапан 14 в затрубное пространство 16 - Так как в канале 9 обратной св зи давление снизитс , то уменьшитс  и давление в канале 8 управлени  струйного переключающего,узла, при этом поток из канала 15 снова будет поступать в канал 13 и далее через гидравлические камеры 3 в полость 12. В последствии цикл повторитс .

Наличие канала , обратной св зи 9,

ной жидкости, что создает пульсирую-л щий поток промывочной жидкости и одновременно возбуждение поперечных

колебаний колонны бурильных труб.

Расположение канала обратной св зи 9 предотвращает попадание жидкости из полости 12 в канал 8 управлени . Обратный клапан 11 предназначен дл  предотвращени  возникновени  обратного тока жидкости из полости 12 в канал 10.

Создание пульсирующего потока промывочной жидкости в непосредственной близости от места прихвата су- - щественно вли ют на восстановление циркул ции, а наличие поперечных колебаний бурильной колонны с частотой, близкой к резонансной, позвол ет более эффективно устранить прихват.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 .Вибратор,включающий полый корпус с нагнетательной полостью и основной

   входным дл  св зи с нагнетательной полостью и выходным, размещенный в гидравлической камере и подпружннен- ный относительно нее ударник со сферической рабочей поверхностью, установленный с возможностью взаимодействи  с рабочей поверхностью гидравлической камеры, отличающий- с   тем, что, с целью использовани  вибратора дл  освобождени  прихваченных в скважине труб за счет получени  гидроимпульсов и повышени  мощности механических колебаний, он

   снабжен размещенными в корпусе струй- ным переключающим узлом и р дом после- довательно расположенных под основной дополнительных гидравлических камер

   716294768

   с расположенными в них ударниками,емкости с дросселем в ее верхней входным и выходным каналами, причемчасти, гидравлически св занной с наг- входной канал каждой последующей занетательной полостью корпуса и пред- основной дополнительной камеры св занпоследней снизу гидравлической каме- с выходным каналом предыдущей, каж-рой, и канала с обратным клапаном, да  из дополнительных гидравличес-выполненного в корпусе дл  св зи в ких камер имеет внутреннюю рабочуюрабочем положении нагнетательной поверхность, а размещенный в нейполости и полости корпуса под гидрав- ударник - сферическую рабочую поверх- ...лическими камерами, ность, установлен с возможностью взаимодействи  в рабочем положении с
2. 2. Вибратор поп.1. отличаю- рабочей поверхностью камеры и подпру-щ и и с   тем, что он снабжен пере- жинен относительно последней, струй-пускным клапаном, расположенным в ный переключающий узел выполнен в стенке корпуса под гидравлическими виде расположенной в стенке корпусакамерами