Устройство для намыва наполнителей в скважину

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАШВА НАПОЛНИТЕЛЕЙ В СКВАЖИНУ,содержащее корпус с патрубком для подвода жидкости , воронкой и цилиндром, расположенный соосно цилиндру насадок и подвижную камеру смешения с поршнем, установленную в цилиндре, о т л и-. , ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью повышения его производительности и безопасности работы при переменных режимах намлва наполнителей, подвижная камера смешения со.стороны насадка выполнена по наружной поверхности с проточкой, а корпус - с выступом под проточку, образующими кольцевую полость, сообщенную с полостью патрубка для подвода жидкости, причем геометрические параметры камеры смешения и касадка выполнены при следующем соотношении St f Ч Т л 2 Р где 0| - площадь торца проточки камеры смешения по наружной поверхности, мм , Sj активная площадь сечения камеры смааения со стороны , противоположной насад-§ Лв ку, мм f, (Л к - опытный безразмерный коэффициент , t и F - площади сечения каналов насадка и камеры смеюег ния, мм, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено трансформаторами давления, установленными в канале связи кольцевой ел полости с патрубком для подвода жидкости . ;о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ogl Of) 3{59 Е 21 В 33 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНЧЙ. И (ЛНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (21) 3460121/22-03 (22) 29.06.82 (46) 07,12.83. Бюл, 9 45 (72) A.H. Фурманов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Сухенко Н.Н. и др. Агрегат для ввода наполнителей в буровой и тампонажный растворы.-В кн ° Технология крепления скважин, тр.

ВНИИКРнефть, вып. 15, Краснодар, 1978, с. 128-133.

2. Авторское свидетельство СССР

9 939726, кл. Е 21 В 33/13, 1980. (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ЦЛЯ НАМЫВА

НАПОЛНИТЕЛЕЙ В СКВАЖИНУ, содержащее корпус с патрубком для подвода жидкости, воронкой и цилиндром, расположенный соосно цилиндру насадок и подвижную камеру смешения с поршнем, установленную в цилиндре, о т л и-. ч а ю щ е.е с я- тем, что, с целью повышения его производительности и безопасности работы при переменйых режимах намаза наполнителей, подвижная камера смешения со. стороны насадка выполнена по наружной поверхности с проточкой, а корпус - с выступом под проточку, образующими кольцевую полость, сообщенную с полостью патрубка для:подвода жидкости, причем геометрические параметры камеры смешения и насадка выполнены при следующем соотношении

- 41 (К вЂ” 9 5г где б - площадь торца проточки камеры смешения по наружной поверхности, мм, 5 - активная площадь сечения камеры смешения со стороны, противоположной насад-Е ку, мм .

К - опытный безразмерный коэф фициент, f и - площади сечения каналов насадка и камеры смеше". ния, мм .

2. Устройство по п. 1, о т л нч а юще е с я тем, что оно снабжено трансформаторами давления, уста новленными в канале связи кольцевой полости с патрубком для подвода жидкости.

1059131

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам. для изоляции зон поглощений путем намыва в них инертных наполнителей.

Известно устройство для намыва наполнителей в скважину, содержащее корпус с патрубком для подвода жидкости и воронкой, насадок, камеру смещения и обводную линию с системой кранов f1), Недостатком данного устройства 10 является низкая производительность иэ-за низкой степени механизации пе реходов с режима намыва наполнителя .в скважину на режим продавки его по бурильным трубам в случае забивания их наполнителем и обратно.

Наиболее близким к изобретению является устройство, для намыва наполнителей в скважину, содержащее корпус с патрубком для подвода жидкости, воронкой и цилиндром, расположенный 20 соосно цилиндру насадок и подвижную .камеру смешения с поршнем, установ" ленную в цилиндре.

Камера смешения подпружинена относительно корпуса, а пружина .снаб- 25 жена регулирующим механизмом (21 .

Недостатками известного устройства являются низкие производительность и безопасность работы при переменных режимах намыва наполнителей,:у)

При повышенном (от исходного давления жидкости на входе работа устройства характеризуется преждевременными автоматическими переходами на режим продавки из-за недостаточности сопротивления пружины, предварительно отрегулированной,на мень" шее давление на входе, что снижает производительность намыва наполнителей. А при пониженном (от исходного) давлении на входе работа уст- @ ройства характеризуется запаздыванием автоматических переходов на. режим продавки из-за черезмерного сопротивления пружины, предварительно отрегулированной на большее давле- 45 ние на входе, что приводит к выбросам смеси из воронки и снижает безопасность работы, При внезапном пре" кращении подачи жидкости в устройст во и обратном движении жидкостй из 5( скважины происходит выброс смеси из .воронки, так как пружина препятствует: надвиганию камеры смешения на насадок, что также снижает безопасность работы, 55

Целью изобретения является повышение прои з води тел ьности и безопасности работы устройства при переменных режимах намыва наполнителей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для наьива наполнителей в скважину, содержащим корпус с патрубком для подвхода жидкости, воронкой и цилиндром, расположенной соосно цилиндру насадок и подвижную камеру смешения с порш- 65 нем, установленную в цилиндре, подвижная камера смешения со стороны насадка по наружной поверхности с проточкой, а корпус — с выступом под протсч ку, образующими кольцевую полость, сообщенную с полостью патрубка для подвода жидкости, причем геометрические параметры камеры смешения и касадка выполнены при следующем соотношении

5„ — ск —

Á2 к где 51 - площадь торца проточки камеры смешения по наружной поверхности, мм

2.

6 - активная площадь сечения камеры смешения со стороны, противоположной насадку, мм, К - опытный безразмерный коэффициент, т и F — площади сечения каналов насадка и камеры смеше ния мм

Устройство снабжено трансформа;тором давления, установленными" в канале связи кольцевой полости с патруб ком для подвода жидкости, Такое выполнение устройства обеспечивает при изменении (от исходного) .давления жидкости на входе автоматическое соответствующее изменение давления в кольцевой полости, удерживающего камеру смешения, что позволяет автоматически поддерживать .оптимальный режим работы устройства и ведет к повышению производительнос-. ти и безопасности работы. При внезапном прекращении подачи жидкости в устройство и обратном движении жидкости иэ скважины камера смешения беспрепятственно подвигается на насадок и предотвращает выброс смеси из воронки, что также повышает безопасность работы.

Для обеспечения возможности регулирования в зависимости от массового расхода наполнителя в канале связи кольцевой полости с патрубком для подвода жидкости параллельно установлены трансформаторы давления с разными кожффициентами трансформации, оснащенные запорными элементами для их раздельного включения..

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид на фиг, 2 - разрез A-A на фиг, 1, Устройство для намыва налолнителей в скважину (фиг. 1} содержит корпус 1 с патрубком 2 для подвода жидкости воронкой 3 и цилиндром 4, расположенный соосно цилиндру насадок

5 и подвижную камеру б смешания с поршнем 7, установленную в цилинд- . ре 4.

Подвижная камера б смешения со стороны насадка выполнена- по на,ружной поверхности с проточкой 8, а корпус - с выступом 9 под проточ1059131 (Ц

Р

Э избыточное давление в кольцевой полости Б,хПа, — предельное избыточное давление на выходе уст" ройства, кПа. 5й

Остальные обозначения прежние.

Значение РБ находят по формуле

p -p —

5q

6 94 (2)

55 ку, образующими кольцевую полость Б, сообщенную с полостью патрубка 2 каналом связи 10, в котором параллельно размещены несколько понижающих трансформаторов 11 давления с разными коэффициентами трансформации 5

Я.. 4(показан один, фиг. 1)) с запорнйми элементами 12, обеспечивающими их раздельное включение.

6 и 54, - площади поршня трансформатора давления (фиг. 1) . Геоме,трические параметры камеры смешения и насадка выполнены при следующем соотношении <= — сК вЂ”

Р

15 .где 5 . - площадь торца проточки камеры смешения по наружной поверхности,мм

Ябд - активная площадь сечения камеры смешений со стороны, проти воположной 2О насадку (разность площадей кругов поршня 7 и канала камеры смеше-..-. ния 6), мм, - опытный безразмерный 25 коэффициент, 1 и F — площади. сечения каналов насадка и камеры смешения, мм

Чем ближе численное значение лЬвой 3О части неравенства к численному значению правой, тем эффективнее устройство, Устройство работает следующим образом, 35

При намыве, включающем закачивание жидкости через насадок 5 и подачу наполнителя через воронку 3, на подвижную камеру смешения действуют противоположно направленные силы, удовлетворяющие в момент надви-40 гания камеры смешения. на насадок неравенству где — избыточное давление в патрубке 2, кПа, б и 54 — площади поршня транс- . форматора давления,мм

Значение Ря находят по формуле рf

Р =КР- (3) где К вЂ” опытный безразмерный коэффициент, 1 и Р - площади сечения каналов насадка 5 и камеры б смешения, мм2.

Значение К находят по формуле

> Рв к= где в правой части данные экспериментальных исследований.

После подстановки (2) и 3) в (1) и упрощения получают математическое выражение связи параметров устройствава

Б, — — сК вЂ” ° (4) 4

Выражение (4) не включает параметра Р, следовательно предварительно настроенное на оптимальный режим работы устройство сохраняет его и при изменении давления на входе, Изменение параметра 5> F4 (коэффициента трансформации) меняет вид неравенства (4 ), т.е. обеспечивает регулирование работы устройства.

Большему массовому расходу наполнителя должен соответствовать меньший коэффициент трансформации.

Настройка устройства на оптимальный режим работы состоит в подключении к устройству трансформатора

l давлейия, обеспечивающего с учетом массового расхода наполнителя максимальные давления ча выходе и производительность намыва.

Трансформатор 11 давления подключается к устройству и отключается, с помощью запорных элементов 12.

Использование предложенного устройства для намыва наполнителей в скважины позволяет снизить затраты времени и средств на изоляционные работы за счет повышения произ. водительности труда на 15%, Ожидае .мый годовой экономический эффект от одного устройства составляет

31,2 тыс. руб. Кроме того, при пе,ременных режимах намыва наполнителей ,устройство повышает безопасность работ.

1059131

Составитель A„Фурманов

Редактор П. Коссей Техред N. Костик Корректор 3Ь Повх

Заказ 9775/31 Тираж 603 Подпи сное

ВНИИПИ Росударствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4