SU950897A1 - Устройство дл бурени скважин - Google Patents

Description

1

Данное изобретение относитс  к бурению скважин, в частности к устройствам дл  бурени  скважин, создающим нагрузку в процессе бурени .

Известно устройство дл  бурени  скважин , которое устанавливаетс  над забой- 5 ным двигателем или при роторном бурении над долотом, обеспечивает снижение гидростатического давлени  в призабойной зоне и одновременно позвол ет создать ,в процессе бурени  любую заданную нагрузку на за- Q бой давлением промывочной жидкости без применени  ут желенных бурильных труб 1.

Недостатками известного устройства  вл ютс  то, что оно не обеспечивает снижени  гидростат.ического давлени  в призабойной зоне в процессе движени  запакерован- 5 ного бурового инструмента в бур щейс  скважине и не дает возможности отключени  механизма с поверхности дл  проведени  обычных технологических операций.

Известно, устройство дл  бурени  сква- 20 жин, включающее корпус с внутренними полост ми, вал с поршн ми, механизм перекрыти  ствола скважины, золотники и насос. Данное устройство создает нагрузку давлением жидкости на поршень, перемещаютс  в скважине способом автоматического «щагани  2.

Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность отключени  механизма в скважине дл  проводки технологических операций, требующих беспреп тственных операций спуска и подъема инструмента.

Цель изобретени  - устранение указанных недостатков за счет автоматизации управлени  «шаганием устройства в скважине и обеспечени  возможности отключени  при вспомогательных операци х.

Цель достигаетс  тем, что устройство снабжено дополнительным подпружиненным дифференциальным золотником, гидравл чески св занным с золотниками.

На фиг. 1 показано устройство в процессе бурени  скважины, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство в процессе перезар дки , продольный разрез; на .фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство при расположении золотников, продольный разрез соответствующем процессу бурени  скважины; на фиг. 5 - развертка фигурного паза, выполненного в нижней части вала; на фиг. 6 - устройство при расположении золотников, продольный разрез , соответствующем процессу его перезар дки; на фиг. 7 - продольный разрез подпружиненного дифференциального золотника при расположении его шариков в длинных фигурных пазах, вала, когда пакер отключен.

Устройство состоит из толстостенного вала 1 с поршн ми 2 и 3, на наружной поверхности которого размещены золотники: исполнительный многокамерный дифференциальный 4, управл ющий 5 и подпружиненный дифференциальный 6 и подвижного относительно вала Корпуса 7 с пакером 8 и струйным насосом 9.

Расположенный под поршнем 3 исполнительный золотник 4 снабжен уплотнени ми 10, 11 и 12 разных диаметров и служит дл  впуска из центрального канала вала промывочной жидкости в процессе бурени  в полость камеры пакера А через проточный канал Бив сопло струйного насоса 9. Он же служит дл  одновременного выброса отработанной промывочной жидкости в затрубное пространство, как показано стрелками на фиг. 6.

Под золотником 4 расположен золотник 5 с уплотнением 13 равного диаметра, который в зависимости от взаимного расположени  вала 1 и корпуса 7 впускает в полость Д промывочную жидкость под высоким давлением из центрального канала вала или сбрасывает через канал Е отработанную промывочную жидкость в затрубное пространство. Впуск промывочной жидкости в полость Д золотник 5 может осуществл ть только при соответствующем положении подпружиненного золотника 6.

Золотник 6 расположен в нижней части вала и снабжен уплотнени ми 14 и 15 разного диаметра. Он отжимаетс  в верхнее положение пружиной 16, а полость между уплотнени ми посто нно сообщаетс  через канал Ж с центральным каналом вала. На нижнем конце золотника 6 имеетс  поворотное кольцо 17 с шариком 18, который при каждом осевом перемещении его, вызванном повышением давлени , занимает крайнее нижнее прложение попеременно в коротком или длинном фигурном пазе, определ   тем самым положение золотника относительно проточных каналов и самого устройства, наход щегос  в процессе работы или в состо нии отключени .

В верхнюю часть корпуса 7 вмонтированы уплотнени  19, которые перемещаютс  по наружному диаметру вала 1.

Нижн   часть корпуса снабжена двум  упорами 20 и 21, служащими дл  перемещени  золотника 5 в конце процесса бурени  и в конце процесса перезар дки устройства.

Пакер 8 предназначен дл  сцеплени  кор пуса 7 со стенками скважины и разобщени  верхней от нижней призабойной зоны скважины , в которой снижено гидростатическое давление. Дл  транспортировки выбуренной

породы через пакер 8, в корпусе 7 выполнен канал, сообщающий подпакерную зону с надпакерной , причем именно в этом канале размещен струйный насос 9.

Устройство работает следующим образом

При транспортном положении устройства - спуске его в скважину - корпус 7 занимает произвольное положение. Пакер 8 не выступает за габариты утолщенной

части корпуса. Многокамерный золотник 4 и золотник 5 могут находитьс  в одном из крайних положений их хода. Золотник 6 поддерживаемый пружиной 16, расположен в крайнем верхнем положении.

При пуске насосов промывочна  жидкость из центрального канала вала 1 через отверстие Ж поступает в золотниковые устройства .

Золотник 6 под действием перепада давлени  перемещаетс  и занимает одно из двух

положений: среднее - сообща  центральный канал вала 1 и полость Ж с полост ми И-Д золотников 5 и 4., или нижнее, при котором центральный канал вала 1 изолируетс  от полостей И-Д золотником 5 и 4. Среднее или нижнее расположение золотника 6 зависит от нахождени  поворотного кольца 17 с шариком 18.

Размещение шарика 18 поворотного кольца 17 в коротких пазах соответствует среднему положению золотника 6, а в длинных

пазах - нижнему.

При среднем положении золотника 6 промывочна  жидкость поступает через полость И золотника 6 в полость Д многокамерного золотника 4 и он автоматически переместитс  в крайнее верхнее положение.

При таком расположении его полость А корпуса 7 и полость камеры пакера 8 сообщаютс  через канал 6 с центральным каналом вала 1.

Под действием перепада давлени  в устройстве пакер 9 перекроет затрубное пространство и прижимаетс  к стенкам скважины, что обеспечивает герметизацию и создание осевой гидравлической нагрузки на долото, величина которой регулируетс  обычным путем. Одновременно приводитс  в действие

струйный насос 9, который обеспечивает снижение гидростатического давлени  с одновременным выносом выбурейной породы из зоны пониженного давлени  в зону повышенного (над пакером). По окончании . хода поршн  3 при нижнем положении

Claims (2)

1. золотника 6 полости И-Д золотников 5, .4 сообщаютс  с затрубным пространством, золотник 4 автоматически переместитс  в нижнее положение, а нижн   полость А сообщаетс  с затрубным пространством. Одновременно с этим прекращаетс  работа струйного насоса 9. При.нижнем положении золотника 4 пакер 8 переводитс  в транспорт ное псгложение, и корпус 7 с пакером перемещаетс  в крайнее нижнее положение. Устройство перезар жаетс . Перемещение золотника 5 осуществл етс  в конце каждого хода устройства упорными торцами нижнего корпуса-цилиндра 20 и 21. Причем верхнее располо сение золотника 5 вызывает автоматическое перемещение золотника 4 в нижнее положение и наоборот , при его нижнем положении, а также при среднем расположении золотника 6 - золотник 4 перемещаетс  в верхнее положение . В крайних своих положени х золотник 4 фиксируетс  действием тех же гидравлических нагрузок, которые его перемещают . Таким образом, при наличии перепада давлени  в колонне труб и при среднем положении золотника 6 устройство приводитс  в действие. Система золотников 5 и 4 автоматически осуществл ют перезар дку устройства путем попеременного включени  и выключени  пакера 8 и струйного наcoca 9 в процессе бурени  и подачи инструмента к забою. Благодар  работе устройства в призабойной зоне бур щейс  скважины устаналиваетс  пониженное гидростатическое давление , способствующее повыщению механической скорости и рейсовой проходки. Формула изобретени  Устройство дл  бурени  скважин, включающее корпус с внутренними полост ми, вал с порщн ми, механизм перекрыти  ствола скважины, золотники и насос, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности работы, оно снабжено дополнительными дифференциальным подпружиненным золотником, гидравлически св занным с золотниками. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 275924, кл. Е 2ГВ 19/08, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 1448857/03, кл. Е 21 В 19/08, 1970 (прототип).

   «W/

   А-А

   г-1

   (ЙЯ./

   Фиг-Ъ