Установка для исследования транспортирующей способности потока бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОТОКА БУРОВОГО РАСТВОРА ЧАСТИЦ ШЛАМА В КОЛЬЦЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ, содержащая две коаксиально расположенные трубы - внутреннюю и внешнюю с имитируемой каверной, сое. диненные с центробежным шламовым насосом , и регистрирующий прибор, отличающаяся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей установки, имитируемая каверна выполнена в виде патрубка , расположенного на внешней трубе, причем патрубок снабжен датчиком индуктивности , который соединен с входом дополнительно введенного в установку усилителя , выход которого соединен с регистрирующим прибором. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 (51) G 01 N 15 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3560574/18-25 (22) 28.02.83 (46) 23.07.84. Бюл. 27 (72) Ф. А. Ахундов, P. И. Кулиев, Я. И. Сафаров и P. М. Мамедов (71) Ордена Трудового Красного Знамени азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 535.61 (088.8) (56) 1. Каган Е. В. и др. Исследование выноса из скважины крупных частиц породы.—

«Нефтяное хозяйство», 1959, № 4, с. 112—

113.

2. Губерман Я. М. и др. Экспериментальное изучение процесса шламонакопления в кавернах при проводке скважины в эффузивно-осадочных породах.— дБурение,>r, 1973, № 9, с. 12 — 15 (прототип) .

„,SUÄÄ 1104397 A (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕР СПОСОБНОСТИ ПОТОКА БУРОВОГО PACTВОРА ЧАСТИЦ ШЛАМА В КОЛЬЦЕВОМ

ПРОСТРАНСТВЕ, содержащая две коаксиально расположенные трубы — внутреннюю и внешнюю с имитируемой каверной, сое диненные с центробежным шламовым насосом, и регистрирующий прибор, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки, имитируемая каверна выполнена в виде патрубка, расположенного на внешней трубе, причем патрубок снабжен датчиком индуктивности, который соединен с входом дополнительно введенного в установку усилителя, выход которого соединен с регистрирующим прибором.

1104397

Изобретение относится к учебным пособиям и может быть использовано в качестве лабораторной установки для исследования транспортирующей способности потока бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве.

Известно устройство для наблюдения частиц в жидкости, состоящее из трубы, катушек индуктивности, регистрирующих приборов (1) .

Недостатком устройства является невозможность определения на нем продолжительности накопления шлама и факта обвала частиц в кольцевое пространство из каверны.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для исследования транспортирующей способности потока бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве, содержащая две коаксиально расположенные трубы — внутреннюю и внешнюю, с имитируемой каверной, центробежный шламовый насос с шламоподдающим устройством, нагнетательную линию и регистрирующий прибор (2).

Недостатком известной установки является ее ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей установки.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для исследования транспортирующей способности потока бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве, содержащей две коаксиально расположенные трубы — внутреннюю и внешнюю с ими— тируемой каверной, соединенные с центробежным шламовым насосом со шламоподающим устройством, нагнетательную линию и регистрирующий прибор, имитируемая каверна выполнена в виде патрубка, расположенного на внешней трубе, причем патрубок снабжен датчиком индуктивности, который соединен с входом дополнительно введенного в установку усилителя, выход которого соединен с регистрирующим прибором.

На чертеже изображена установка для исследования транспортирующей способности потока бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве.

Установка состоит из внешней (рабочей) трубы 1, внутренней трубы 2, съемного патрубка 2.1, имитирующего каверну; катушек индуктивности 3, 3.1; 3.2; образцовых манометров 4, 4.1; гибкого шланга 5; малого бачка 6; шламоуловителя 7; шламоподающего устройства 8; сливного устройства из рабочей трубы 9; вентилей-кранов 10 — 12; шламового насоса 13; всасывающей линии

14; приемного бака 15; сливного устройства из бака 16; нагнетательной линии 17, тен5

3О

50 зометрического многоканального усилителя

18, самопишущего многоканального прибора 19, пространства для подачи нагретой жидкости 20, термостата 21, электромотора для вращения внутренней трубы 22.

Установка работает следующим образом.

Перед пуском насоса 13 вентили-краны

10, 12, расположенные на нагнетательной линии 17 должны быть открыты, а вентилькран 11 закрыт. После чего производится циркуляция бурового раствора насосом 13.

Затем через шламоподающее устройство 8 подаются частицы шлама определенного диаметра и формы имитирующей выбуренную породу. Буровой раствор вместе со шламом движется в кольцевом пространстве при определенном давлении, регистрируемым образцовыми манометрами 4, 4.1. Через гибкий шланг 5 и через шламоуловитель 7, оставляя на нем частицы шлама глинистый раствор сливается в бачок малого объема

6, а оттуда через шланг он попадает в бак

15 и циркуляция продолжается до нового введения шлама в систему. С помощью вентиля-крана 12, установленного на выкиде насоса 13 регулируется расход жидкости.

По этой схеме циркуляции бурового раствора с частицами регистрируется как скорость выноса частиц, так и степень критического накопления шлама в каверне и обвал его в кольцевое пространство. Регистрация аккумуляции шлама в каверне 2.1, факта обвала и времени обвала его происходит следующим образом: при попадании частицы шлама обладающей ферромагнитными свойствами в каверну 2.1 изменяется индуктивность катушки 3.2. Этот сигнал усиливается тензометрическим усилителем 18 и передается самопишущему многоканальному прибору 19, перо которого всегда отклоняется в одну сторону. Таким образом, записывается накопление частиц шлама пером самописца, до того как создастся критическая степень аккумуляции шлама, после чего происходит выпадение всего объема аккумулированного шлама из каверны, что также регистрируется как тензоусилителем 18, так и многоканальным самопишущим прибором 19 — импульс в виде большой пики в обратную сторону. После того, как накопившийся шлам упав в кольцевое пространство достигает нижнего датчика индуктивности 3.1 происходит регистрация опять как тензометрическим 18, так и самопишущим многоканальным прибором 19, но только теперь — большой пикой в обратную сторону.

По полученным пикам, которые записываются на одном из каналов самопишущего прибора с большой точностью можно определить продолжительность накопления шлама в каверне, факт обвала и время его обвала в кольцевое пространство.

104397

0,5

1,4

1,0

2,2

2,0

Составитель Е. Карманова

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 5025/30 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 з

На другом же канале самопишущего прибора записывается скорость выноса частиц в процессе промывки.

На установке можно проводить соответствующие измерения при различной температуре бурового раствора, создаваемого с помощью термостата 21, и при различ ных скоростях вращения внутренней трубы, достигаемому с помощью электродвигателя 22.

Для исследований применяются частицы шлама двух типов: первый тип — частицы горной породы, в которых высверливается несквозное отверстие, которое заполняется ферромагнитным материалом с плотностью, равной плотности частицы горной породы; второй тип — искусственные частицы из пластмассы с наполнителем из ферромагнитного материала. Для этой цели удобным для работы являются быстротвердеющие

Полученные данные на установке для исследования транспортирующей способ-. ности бурового раствора частиц шлама в кольцевом пространстве позволят с большой точностью для практических условий пластик стиракрил и синма, используемые в зубоврачебном деле. Чалая плотность их позволяет использовать большое количество ферромагнитного наполнителя, в качестве которого используются опилки из мягкой стали. Разное количество стальных опилок, вводимых в пластмассу, варьирует плотность частицы шлама, имитирующего горную породу.

Указанные компоненты после перемешивания образуют массу. которая может быть задавлена в формочки. После некоторого загустевания массы можно формовать руками частицы желаемой формы и размера.

Этой же массой заполняются полости в частицах из естественных горных пород.

15 Через определенное время происходит полное затвердение пластмассы.

В приведенной таблице показаны несколько вариантов состава предлагаемых веществ. выдать рекомендации по предупреждению возможных осложнений, а именно прихвата бурильного инструмента путем соответ35 ствующего расхода и реологических параметров бурового раствора.