SU791915A1 - Устройство дл создани призабойной циркул ции промывочной жидкости - Google Patents

Description

ратной промывки на пр мую без подъема бурильной колонны.

Указанна  цель достигаетс  тем, что поршень насоса выполнен дифференциальным с кольцевым выступом на боковой поверхности и имеет на нижнем торце т гу с гибкой св зью дл  открыти  всасывающего клапана при крайнем нижнем нерабочем положении поршн , а ЦИЛИНДР насоса имеет на внутренней

поверхности кольцевой выступ, в котором выполнен выхлопной канал, и Г-образный кронштейн, установленный ниже поршн , причем поршень установлен с возможностью взаимодействи  в крайнем нижнем нерабочем положении своим выступом с выступом цилиндра и перекрыти  им выхлопного канала, а нагнетательным клапаном - с кронштейном цилиндра и возможностью открыти  его в этом положении, а также тем, что привод выполнен в виде установленного на сальнике-вертлюге гидравлического поршневого двигател , с клапанно-дроссельным распределением рабочей жидкости и поршнем, соединенным с гибкой св зью дл  привода поршн  насоса, причем клапан поршневого двигател  имеет дросселирующий канал, а подпоршнева  полость его сообщена с бурильной колонной.

На фиг. 1 изображено устройство, в разрезе; на фиг. 2 - заглушка двигател  дл  перехода на пр мую промывку .

Устройство состоит из нижней части 1 колонны бурильных труб, поршневого дифференциального насоса И , верхней части iTi бурильных труб, гидродвигател  ly , установленного на сальнике-вертлюге.

Нижн   часть I колонны бурильных труб на одном конце снабжена колонковой трубой 1 с породоразрушающим инструментом, шламовой трубой 2 и ишамопровод щей трубкой 3, на другом конце - переходником 4 погружного насоса У .

Поршневой дифференциальный насос И представл ет собой цилиндрический корпус 5, внизу соединенный с переходником 4, а вверху - с переходником 6. Внутри корпуса концентрично размещен подвижной шток-поршень 7, который уплотнен в кольцевом приливе 8 корпуса. Иток-поршень снабжен стержнем 9 меньшего сечени , заканчивающегос  пикообразной головкой 10 и промывочными каналами 11. В средней части шток-поршень снабжен наружным кольцевым приливом 12, а в нижней - клапаном 13. К торцу штокпоршн  снизу приклеплена т га 14, соединенна  с одним концом гибкой св зи 15, навешенной на свободно вращающийс  ролик 16, ось которого скреплена с Корпусом 5. Другой конец гибкой св зи соединен с клапаном 17 насоса.

Корпус в средней части снабжен кольцевым приливом 18 с выхлопными промывочными каналами 19, а в нижней - г-образным кронштейном 20, скрепленным с ним.

Верхн   часть ш бурильных труб внизу соединена с переходником 6, а вверху с квадратной (ведущей) штангой 21. Эта часть бурильных труб должна иметь проходное отверстие, позвол ющее пропускать ловитель 22 чер бурильные трубы. Такими трубами могут быть бурильные трубы с приваренными замками диаметром 63,5 и 73 мм, а также трубы, примен емые при бурении со съемными керноприемниками, которые обеспечивают движение ловител  через бурильную колонну.

Ловитель 22 нижним концом соединен с пикообразной головкой 10, а верхним - с гибкой св зью (тросом) 23. Выше ловител  в створе троса устновлено шарнирное соединение 24. Далее трос проходит через бурильные трубы, квадратную штангу 21, сальниковую свечу 25 и скрепл етс  с поршнем 26.

Трос ниже штанги 21 снабжен быстроразъемным соединением 27.

Гидродвигатель W скреплен с корпусом сальника-вертлюга 28. Гидродвигатель представл ет собой цилиндрический корпус 29, внутри которого в кольцевом приливе 40 уплотнен шток 31, внизу заканчивающийс  поршнем 26. Выше кольцевого прилива 30 корпус 29 снабжен клапаном 32, на который он опираетс . Вверху тарельчатый клапан 32 заканчиваетс  штоком 33, уплотненным в крышке 34 корпуса 29. Дл  подачи промывочной жидкости от наземного насоса в гидродвигатель и последний снабжен ишангом 35,а дл  слива рабочей и откачиваемой жидкостей гидравлическа  полость корпуса сальника-вертлюга 28 снабжена сливным шлангом 36, заканчивающимс  дросселирующей насадкой 37 (или регулировочным краном дл  слива жидкости). В клапане 32 выполнен дросселирующий канал 38. Устройство содержит также заглушку 39 дл  перехода на пр мую промывку.

Принцип работы устройства заключаетс  в следующем.

При нагнетании воды поверхностным насосом через шланг 35 в верхнюю полость корпуса 29 гидродвигател  у жидкость поступает через кольцевой зазор, образованный тарельчатым клапаном и верхним торцом штока 31, в его внутреннюю полость, затем в полость сальника-вертлюга 28, свечу 25, штангу 21, бурильные трубы , переходник 6 и заполн ет верхнюю полость корпуса 5 насоса (выше кольцевого прилива 8). При этом прокачиваема  рабоча  жидкость изливаетс  через дросселирующий насадок 37. В полости корпуса гидродвигател  iv создаетс  давление, которое воздействует на клапан 32, перемеща  его в вер нее положение давлением снизу. Поршень 26 гидродвигател  оказываетс  нагруженным давлением сверху на площадь кольцевого сечени  штока 31 и снизу на площадь поршн  26. Создаетс  подъемна  сила, равна  разности площадей штока и поршн . Начинаетс  подъем штока 26, проис ход щий до соприкосновени  штока 31 с клапаном 32, при этом канал штока 31 перекрываетс . В то же врем  происходит перераспределение действи  усилий. Клапан 32, будучи прижат дав лением к торцу штока 31, оказываетс  под действием усили  вниз, равного давлению внутри верхней части корпуса гидродвигател  iv на разность пло щадей штока 33 и тарельчатого клапана 32. Действие усили  на клапан вверх прекращаетс . Шток 31 вместе с клапаном 32, получив нагрузку, действующую сверху, перемещаютс  вниз. При этом клапан проходит меньший путь, так как он задерживаетс  своими косы ками на кольцевом приливе 30, а шток 31 вместе с поршнем 26 по инерции проходит больший путь. В момент отры ва клапана от торца штока клапан и поршень получают нагрузку снизу, перемещаютс  вверх, и цикл работы по втор етс . Дл  уменьшени  гидравличе кого удара в корпусе 29 клапан 32 снабжен дросселирующим каналом (байпасом ) 38. возвратно-поступательное движение поршн  гидродвигател  передаетс  шток-поршню 7 дифференциального насоса: вверх - давлением жидкости внутри корпуса гидродвигател  на разность площадей шток-поршн  7, уплотненного в кольцевом приливе 8, и поршн  26 гидродвигател  (за вычетом сечени  штока 31) через гибкую св зь 23; вниз - давлением жидкости на верхнюю часть шток-поршн  7, вытесн емой поршнем 26 из корпуса гидродвигател  IV через дросселирующую насадку 37. При движении шток-поршн  7 вверх происходит всасывание жидкости из скважины в нижнюю полость корпуса насоса 1Г через клапан 17 и нагнетание наход щейс  над поршнем жидкости через каналы 19 в скважину. При движении шток-поршн  насоса вниз происходит также нагнетание жидкости через клапан 13, каналы 19 в скважину за счет вытеснени  верхней частью шток-поршн , погружающегос  через кольцевой прилив 8 в среднюю часть (полость) корпуса насоса. Таким образом , обеспечиваетс  непрерывна  циркул ци  промывочной жидкости в буровой скважине. При необходимости создани  пр мой промывки приподнимают буровую колонну до выхода из усть  скважины нижнего конца :ведущей: штанги, став т на кондуктор подкладную вилку дл  удержани  буровой колонны и отсоедин ют ведущую штангу. Затем в створе между ведущей трубой и верхней частью буровой колонны разъедин ют гибкую св зь на быстроразъемном соединении 27 и в створ гибкой св зи включают мерный тросик, после чего буровой снар д соедин ют с ведущей штангой и опускают на забой. Затем из корпуса 29 необходимо вывинтить крышку 34 вместе с штоком 33, и вместо крышки 34ввинчиваетс  в корпус 29 заглушка 39 (см. фиг. 2). При нагнетании жидкости гр зевым насосом через шланг 35шток-поршень 7 получает дополнительный ход вниз (за счет удлинени  гибкой св зи мерным тросиком), в результате чего в кольцевом приливе В образуетс  кольцевое сечение, через которое жидкость начинает поступать в верхнюю полость корпуса насоса , а оттуда через каналы 11 во внутреннюю полость шток-поршн  7, но так как при перемещении шток-поршн  вниз клапан 13 отрываетс  от своего посадочного места Г-образным кронштейном 20, а клапан 17 - т гой 14 через гибкую св зь, соедин ющую клапан и т гу , то жидкость из внутренней полости шток-поршн  через открытые клапаны 13 и 17 поступает в переходник 4, а оттуда по колонне бурильных труб I на забой скважины. Каналы 19 в это врем  перекрыты кольцевым приливом 12. При переходе вновь на обратную промывку все операции производ тс  в обратной последовательности, т.е. удал ютс  заглушка 39 и мерный тросик . В случае нapallЦ вaни  бурильной колонны на место мерного тросика включаетс  другой мерный тросик, равный длине наращиваемой трубы. Спуско-подъемные операции осуществл ютс  следующим образом. Спуск буровой колонны вместе с погружным насосом производитс  обычным способом. По окончании ее спуска она удерживаетс  на подкладной вилке , установленной на кондуктор обсадной трубы. Затем в буровую колонну |ff опускаетс  гибка  св зь с захватом ловителем ) 22, который соедин етс  с пикообразной головкой 10, после чего верхний конец гибкой св зи соедин ют с ее отрезком, наход щимс  посто нно в ведущей штанге, при помощи быстросъемного соединени  27, и в заключение ведущую штангу соедин ют с буровой колонной, устройство готово к работе. Подъем буровой колонны и гибкой,св зи производитс  в обратной последовательности с одной лишь разницей, состо щей в том, что после отсоединени  ведущей трубыfmTaHrHj21 от буровой колонны и отсоединени  от гибкой св зи 23 ее отрезка, наход щегос  в ведущей трубе, на гибкую св зь 23 одеваетс  освобождающа  труба 40 и сбрасываетс  в буровую колонну, котора , освободив захват от пикообразной головки, извлекаетс  на поверхность вместе с гибкой св зью и захватом . В дальнейшем приступают к извлечению всей буровой колонны в обычном пор дке.

Наращивание буровой колонны производитс  в обычном пор дке, причем одновременно с этим производ т наращивание гибкой св зи мерным отрезком каната, снабженного на концах соединительным элементом. Этот отрезок дол жен быть равным длине наращиваемой трбы . Отрезок троса наращивают в створе быстроразъемного соединени  27. Возможное несоответствие наращиваемого тросика длине наращиваемой трубы на нормальной работе устройства не отражаетс , так как ход штока-поршн  7 и поршн  26 в любом случае будет посто нным, а клапан 13 удален от Г-образного кронштейна 20 с учетом погрешностей, св занных с несоответствием нара1гдиваемого тросика и штанги .

Дл  спуска и подъема гибкой св зи 23 примен етс  ттебедка, используема  при бурении скважин со съемными карноприемниками .

Применение устройства дл  создани  призабойной циркул ции промывочной жидкости выгодно отличает его от прототипа, так как создаетс  возможность обеспечени  беспрерывной призабойной циркул ции промывочной жидкости без потерь рабочей жидкости и многократного перехода в случае возникновени  в скважине осложнений с обратной промывкой на пр мую и наоборот без подъема буровой колонны из скважины.

Claims (2)

1. Устройство дл  создани  призабойной циркул ции промывочной жид- .

кости, включающее одинарную бурильну колонну, сальник-вертлюг и погружной насос, св занный через гибкую св зь, например трос, с приводом на поверхности и содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и выхлопным каналом и поршень с нагнетательным клапаном, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  многократного перехода с обратной промывки на пр мую без подъема бурильной колонны, поршень насоса выполнен дифференциальным с кольцевым выступом на боковой поверхности и имеет на нижнем торце т гу с гибкой св зью дл  открыти  всасывающего клапана при крайнем нижнем нерабочем положении поршн , а цилиндр насоса имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ, в котором выполнен выхлопной канал, и Г-образный кронштейн, установленный ниже поршн , причем пораиень установлен с возможностью взаимодействи  в крайнем нижнем нерабочем положении своим выступом с выступом цилиндра и перекрыти  им выхлопного канала, а нагнетательным клапаном - с кронштейном цилиндра и возможностью открыти  его в этом положении.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что привод выполнен в виде установленного на сальнике-вертлюге гидравлического поршневого двигател  с клапанно-дроссельным распределением рабочей жидкости и поршнем, соединенным с«гибкой св зью дл  привода поршн  насоса , причем клапан поршневого двигател  имеет дросселирующий канал, а поршнева  полость его сообщена с бурильной колонной.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 150803, кл. Е 21/00, 1962.

2.Волков А.С. и Волокитенков А.А. Бурение скважин с обратной циркул цией промывочной жидкости. М., Недра , 1970, с. 110-112, рис. 44 (прототип ) .