SU876954A1

SU876954A1 - Circulation system for drilling rigs

Info

Publication number: SU876954A1
Application number: SU792832491A
Authority: SU
Inventors: Борис Михайлович Курочкин; Владимир Кузьмич Ларионов; Николай Алексеевич Антонов; Владимир Иванович Масич; Рашат Хасанович Фаткуллин; Талгат Назметдинович Бикчурин; Виктор Георгиевич Жжонов; Николай Михайлович Охрименко; Михаил Васильевич Алексеев; Геннадий Евгеньевич Исаев; Петр Иванович Шарко; Ринат Гималдинович Сагадеев; Михаил Николаевич Александров
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1981-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, а именно к циркул ционным системам буровых установок, используемых дл приготовлени тампонажных смесей, примен емых в бурении при ликвидсщии поглощений п4)омывочной жидкости.The invention relates to the drilling of oil and gas wells, namely to the circulating systems of drilling rigs used for the preparation of cement mixtures used in drilling with liquid absorption of p4) washing liquid.

Известна циркул ционна система, включающа цементировочные в смесительные агрегаты, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, приемные емкости, позвол юща осуществл ть приготовление тампонажной смеси, примен емой при изол ционных работах в скважине.A known circulation system, including cementing units in mixing units, suction and discharge pipes, receiving tanks, which allow the preparation of the cement mix used in the insulation work in the well.

По этой схеме наполнитель ввод т в Тё1мпонг1жную смесь через малую тампонажную емкость цементировочного агрегата, а затем закачивают в скважину Ш .According to this scheme, the filler is introduced into the Tempong mixture through the small cementing capacity of the cementing unit, and then pumped into the well Sh.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс циркул ционна система буровых установок, содержаща буровой насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, манифольд приемную емкость, желоб и блок очистки, включакхций вибр1осито и сепаратор 123.Closest to the present invention, there is a circulation system of drilling rigs, comprising a mud pump, suction and discharge pipes, a manifold receiving tank, a chute and a cleaning unit, including vibrating screens and a separator 123.

Однако известные системы не позвол ют обеспечить закачку в скважину Т 1мпонажной смеси с высоким содержанием наполнител (более 5-10%), так как имеет место нарушение герметичности в клапанной коробке насоса.However, the known systems do not allow the injection of a T-bearing mixture with a high content of filler (more than 5-10%) into the well, as there is a leakage in the valve box of the pump.

Из-за малой концентрации наполнител в буровом растворе, получаемые тампонажные смеси обладают низкой закупоривающей способностью. Это ведет к большим затратам времени на ликвидацию поглощений и большим рас10 ходам носител наполнител - бурового раствора. Так, в среднем на изол цию одной зоны поглощени по данным ЛениногорскогоУБР расходуетс более 100-150 м бурового раствора.Due to the low concentration of the filler in the drilling fluid, the resulting cement mixtures have a low plugging capacity. This leads to a lot of time spent on the elimination of acquisitions and large expenses of the carrier of the filler - drilling mud. Thus, on average, according to the Leninogorsk UBR data, more than 100-150 m of mud is spent on isolating one absorption zone.

1515

Цель изобретени - повышение степени содержани наполнител в буровом растворе при ликвидации поглощени .The purpose of the invention is to increase the filler content in the drilling fluid while eliminating absorption.

поставленна цель достигаетс тем, что циркул ционна система снабжена The goal is achieved by the fact that the circulation system is equipped with

20 дополнительным сепаратором, установленным в нагнетательном трубопроводе, причем центргшьный выход сепаратора соединен с приемной емкостью, а бо25 ковой выход - с манифольдом.20 with an additional separator installed in the discharge pipeline, with the centrifugal outlet of the separator connected to the receiving tank, and the side outlet to the manifold.

Кроме того, сепаратор выполнен в виде двух концентрично расположенных груб со свободно размещенными между ними спиральными лопаст ми с лопатками , причем внутренн труба в зо30In addition, the separator is made in the form of two concentrically positioned coarse with spiral blades with blades freely placed between them, with the inner tube in the end

н-з лопаток имеет отверсти , а лопат .ки выгнуты в направлении вращени .The blades have holes, and shovels are curved in the direction of rotation.

На выходах из сепаратора установлены управл емые дроссели.At the outlets of the separator, controlled chokes are installed.

На фиг.1 изображена циркул дконна система, общий БИЛ; на фиг.2 сепаратор , разрез; на фйг.З - разрез А-А на фиг.2; нафиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2.Figure 1 shows a circulating system, a common BEAL; Fig.2 separator section; fig.Z - section aa in figure 2; nafig.4 - section bb in figure 2.

Циркул цион)ап система состоит из приемной емкости 1, буровых насосов 2, сепаратора 3, скважины 4, вибрационного сита 5, гидроциклонной установки б,.многопозиционного пробкового крана 7, управл емых дросселейThe circulation system consists of a receiving tank 1, a drilling pump 2, a separator 3, a well 4, a vibrating sieve 5, a hydrocyclone unit b, a multi-position cork valve 7, controlled chokes

8,а также всасывающего трубопровода8, as well as the suction pipe

9,нагнетательного трубопровода 10 и 11, линии 12 отвода бурозого раствора без наполнител , линии 13 отвода бурового раствора из скважины. Между трубопроводами 10 и 11 установлена байпасна лини 14 с задвижками 15 и 16. Многопозиционный пробковый кран 7 и батаре сменных штуцеров 8 позвол ют осуществл ть отбор необходимого количества бурового раствора без наполнител и поддерживать необходимое давление в нагнетательной линии буровых насосов Сепаратор, установленный в нагнетательном трубопроводе состоит из кррпуса 17 с двум крышками 18 и 19.9, the injection pipeline 10 and 11, a line 12 for withdrawing borass without filler, a line 13 for withdrawing drilling mud from a well. A bypass line 14 with valves 15 and 16 is installed between pipelines 10 and 11. The multi-position plug valve 7 and the battery of interchangeable fittings 8 allow the required amount of drilling mud to be withdrawn and maintain the required pressure in the discharge line of the mud pumps Separator installed in the discharge pipe consists of krrpusa 17 with two covers 18 and 19.

В корпусе 17 ввернуты входной патрубок 20 и выходной патрубок 21 с обратным клапаном 22. Внутри корпуса 17 неподвижно установлена труба 23, имеюща на противоположном конце от входного патрубка отверсти 24. Между корпусом- 17 м трубой 23 свободно установлена спиральна лопасть 25, скрепленна кольцами 26 и т гами 2-7. В зоне отверстий 24 трубы 23 спиральна лопасть, выполнена в виде лопаток 28, расположенных параллельно оси устройства с минимально возможным зазором с трубой 23, -причем лопатки 28 выгнуты в направлении вращени спиральной лопасти дл лучшего отделени наполнител . К торцу лопаток 28 приварено кольцо 29, на внешней стороне которого установлен упорный подшипник скольжени 30.An inlet pipe 20 and an outlet pipe 21 with a check valve 22 are screwed into the housing 17. Inside the housing 17, a pipe 23 is fixedly mounted, having an opening 24 on the opposite end of the inlet pipe 24. Between the housing is a 17 m freely mounted spiral vane 25 fastened with rings 26 and t gami 2-7. In the area of the holes 24 of the pipe 23, the spiral blade is made in the form of blades 28 parallel to the axis of the device with the least possible clearance with the pipe 23, and the blades 28 are curved in the direction of rotation of the spiral blade for better separation of the filler. A ring 29 is welded to the end of the blades 28, on the outside of which a thrust sliding bearing 30 is mounted.

Процесс разбуривани непроницаемых пород осуществл етс при открыто задвижке 15 и закрытых задвижке 16 и пробковом кране 7, т.е. циркул ционна система работает .по обычной схеме - буровой насос 2 всасывает буровой раствор из приемной емкости 1 и направл ет его по нагнетательному трубопроводу 10, 14 и 11 в скважину 4. Из скважины 4 раствор по жалобной системе возвращаетс в приемную емкость 1, пройд при этом через вибросито 5 и гидроциклон 6, где он очищаетс от выбуренной породы .The process of drilling impermeable rocks is carried out with the open valve 15 and the closed valve 16 and the cork valve 7, i.e. the circulating system operates according to the usual scheme - the drilling pump 2 draws the drilling fluid from the receiving tank 1 and sends it along the injection pipeline 10, 14 and 11 to the well 4. From the well 4 the solution returns to the receiving tank 1 through a vibrating screen 5 and a hydrocyclone 6, where it is cleaned of drill cuttings.

Вскрытие поглощаквдего горизонта п хзиздод т роторным способом бурени . При этом буровой раствор в приемной емкости 1 обрабатывают наполнителем , например опилками. Концентрацию наполнител в буровом раствора довод т до 5-10%, т.е. до предеjsa , выше которого невозможно прокаливать буровой раствор через насос J Закрывают задвижку 15, открывают задвижку 16 и осуществл ют прокачивание раствора с наполнителем через сепаратор 3. Открывают пробковый кра 7 и устанавливаютего в положение, при котором поток бурового раствора без наполнител направл етс через один из штуцеров 8 батареи, обеспечивающее поддержание необходимого давлени в нагнетательном трубопровйде 10 и 11 и требуемый отбор урового раствора без наполнител .The opening of the horizon p hzizdod t rotor drilling method. When this drilling fluid in the receiving tank 1 is treated with filler, for example sawdust. The concentration of the filler in the drilling mud is adjusted to 5-10%, i.e. to a degree above which it is impossible to calcine the drilling fluid through the pump J Close the valve 15, open the valve 16 and pump the fluid with the filler through the separator 3. Open the cork edge 7 and set it in a position in which the flow of drilling mud without filler passes through one from the battery fittings 8, which maintains the required pressure in the injection pipelines 10 and 11 and the required removal of the level solution without a filler.

При прокачивании бурового растйора через сепаратор 3 происходит разделение его потока (фиг.1) . Часть бурового раствора без наполнител , пройд в полость внутренней трубы 23 через отверсти 24 (фиг.2, направл етс по трубопроводу 12 через кран 7 и штуцера 8 в приемную емкость 1 дл вторичного использовани (фиг.1) Друга часть бурового раствора с. повышенной концентрацией наполнител из сепаратора 3 поступает в нагнетательный трубопровод 11 и далее в скважину 4 к зоне поглощени (фиг.1) Таким образом, концентраци наполнител в буровом растворе доводитс до 30-40%, т.е. до величины, при которой буровой раствор еще можно прокачивать по трубам. Из скважины буровой раствор по желобной системе 13 через вибросито 5 и гидроциклон 6 поступает 6 приемную емкость 1.When pumping the drilling solution through the separator 3 is the separation of its flow (figure 1). Part of the drilling fluid without filler, passed into the cavity of the inner pipe 23 through the holes 24 (figure 2, is directed through pipe 12 through the valve 7 and fitting 8 to the receiving tank 1 for reuse (figure 1) Another part of the drilling mud. the concentration of the filler from the separator 3 enters the injection pipe 11 and further into the well 4 to the absorption zone (Fig. 1). Thus, the concentration of the filler in the drilling mud is reduced to 30-40%, i.e., to the value at which the drilling fluid is still can be pumped through pipes. well drilling fluid through the gutter system 13 through the vibrating screen 5 and hydrocyclone 6 receives 6 receiving tank 1.

Циркул ционна система работает следующим образом.The circulatory system works as follows.

При ликвидации зоны полного поглощени бурового раствора буровые насосы закачивают в скважину раствор по бурильным трубам с пакером практически без давлени .With the elimination of the complete absorption zone of the drilling mud, the drilling pumps pump the mud through drilling pipes with a packer into the well with virtually no pressure.

Claims

In the separator, a drilling fluid with a 5-10% filler content is fed through the inlet nozzle 20 and passes between the housing 17 and the pipe 23 to the outlet nozzle 21 with a return valve 22. Some overpressure is maintained inside the separator for the implementation of the workflow separation. The drilling fluid passage between the housing 17 and the pipe 23 causes the free-standing alcohol blade 25 with blades 28 to rotate. Due to the centrifugal forces generated by the rotation of the shovel 28, the filler contained in the solution is dropped to the periphery to the housing 17, and at the surface of the pipe 23 will move the drilling fluid without filler. Thus, the drilling fluid without a filler enters the inside of the pipe 23 through the holes 24, and the solution with a high concentration of the filler (up to 30-40%) leaves through the pipe 21. During the filtration process of the solution through the holes 24, these holes close the filler crust. Shoulder blades. 28, which are installed with a small gap relative to the pipe 23, perform the function of scraping scrapers from pipe 23 from the crust to the feeder. During the operation of isolating the formation with a drilling fluid with a high concentration of filler, pressure will increase at the mud pumps. Therefore, to maintain the workflow in the separator, a multi-position plug valve 7 (Fig. 1) and controlled chokes 8 are installed at the outlet of the inner pipe. At low pressure in the circulating system, the flow of mud-free drilling fluid through the valve 7 is directed to a fitting with a large bore diameter . As the pressure increases, the cork valve 7 switches the flow of drilling fluid without filler to fittings with smaller diameters of through-holes. Thus, the required pressure in the circulating system is maintained and the required volume of drilling fluid without filler is selected. The technical and economic effect of the application of the invention in 6 tons is to prepare and inject the drilling fluid with a high concentration of filler into the absorption zone, which will reduce the time required for the operation. In addition, since the selected drilling fluid without the filament entering the receiving tank becomes the carrier of the filler again, the volume / mud required to isolate the absorption zone is significantly reduced. Claims 1. Circulating system of drilling rigs, comprising a mud pump, suction and discharge pipelines, a manifold, a receiving tank, a chute and a cleaning unit, including a vibrating screen and a separator, a tl and a che. In order to increase the filler content in the drilling fluid during elimination-absorption, it is equipped with an additional separator installed in the discharge pipe, the central outlet of the separator connected to the receiving tank, and the side outlet to the manifold. 2. The system according to claim 1, 1, 1 and 2, which is characterized by the fact that the separator is made in the vicinity of two concentrically arranged pipes with blades freely placed between them with blades in the lower part, and the inner pipe in the area of the blades is worn the blades curved in the direction of rotation. 3. The system is based on the fact that, in order to maintain the necessary pressure in a-. A pressure pipe is installed, controlled chokes are installed at the outlets of the separator. Sources of information taken into account in the examination 1. Instructions on the use of fillers for the prevention and elimination of the absorption of washing liquid. VNIIOENG, M., 1966.

2. Drilling engineer handbook. Ed. V.I. Mshtsevich. M., Nedra, 1973, v.1, p. 387-390 (prototype). BDROVO. paffneop / fa / TOffMt / mefb