Металлоуловитель

 

МЕТАЛЛОУЛОБИТЕЛЬ, содержащий корпус с камерами на наружной поверхности и постоянные магниты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы металлоуловителя путем более полного улавливания ферромагнитных частиц при ограничении попадания в камеры обломков породы, он снабжен лопастями, расположенными над камерами , и установленной с возможностью осевого перемещения втулкой, имеющей примыкающие к лопастям пластины с отверстиями , при этом магниты размещены на боковых поверхностях лопастей в зоне перемещения пластин втулки. (Л со со ;о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зад Е 21 В 3106

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3643665/22-03 (22) 15.07.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) Т. Г. Старцева и Ю. М. Гержберг (71) Ухтинский индустриальный институт (53) 622.248.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 599055, кл. Е 21 В 21/00, 1976.

2. Патент США № 2965406, кл. 294 — 655, опублик. 1960 (прототип). (54) (57) МЕТАЛЛОУЛОВИТЕЛЬ, содержащий корпус с камерами на наружной,.SU„„11 1999 А поверхности и постоянные магниты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы металлоуловителя путем более полного улавливания ферромагнитных частиц при ограничении попадания в камеры обломков породы, он снабжен лопастями, расположенными над камерами, и установленной с возможностью осевого перемещения втулкой, имеющей примыкающие к лопастям пластины с отверстиями, при этом магниты размещены на боковых поверхностях лопастей в зоне перемещения пластин втулки.

1131999

45 (О. 6 - 0,8) (юд .

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для улучшения очистки призабойной зоны от обломков металла в процессе бурения.

Из находящихся в призабойной зоне обломков частицы металла в наибольшей степени снижают работоспособность долот.

Источником таких частиц является вооружение долот, обломки металла, ранее вдавленные в стенки скважины и вновь выпадающие на забой. Очистка призабойной зоны от обломков металла в процессе бурения в связи с широким применением долот, вооруженных твердым и сверхтвердым материалом, становится все более актуальной задачей.

Известен шламоуловитель, в котором шлам переносится потоком промывочной жидкости в камеры, ступенчато расположенные на наружной поверхности корпуса 11).

Недостатком указанного устройства является быстрое заполнение камер частицами породы. Поэтому для сохранения работоспособности шла моуловителя в период всей работы долота требуется значительный объем камер ловителя. Это, в свою очередь, приводит к снижению прочности и жесткости шламоуловителей, что наряду с малой эффективностью является причиной их ограниченного применения в промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является металлоуловитель, содержащий корпус с камерами на наружной поверхности и постоянные магниты 12).

Данный металлоуловитель осуществляет более избирательный сбор шлама, однако в случае попадания на магниты частиц породы магниты не могут эффективно притягивать в камеры металлические частицы.

Цель изобретения — повышение эффек тивности работы металлоуловителя путем более полного улавливания ферромагнитных частиц при ограничении попадания в камеры обломков породы.

Указанная цель достигается тем, что металлоуловитель, содержащий корпус с камерами на наружной поверхности и постоянные магниты, снабжен лопастями, расположенными над камерами, и установленной с возможностью осевого перемещения втулкой, имеющей примыкающие к лопастям пластины с отверстиями, при этом магниты размещены на боковых поверхностях лопастей в зоне перемещения пластин втулки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение

А---А на фиг. i.

На корпусе 1 выполнены лопасти 2, в которых заподлицо их поверхности закреплены иостоянные магниты 3. Под лопастями установлены камеры 4 для сбора уловленных частиц. Над лопастями 2 соосно корпусу 1

35 установлена втулка 5 с пластинами 6. Посадка втулки 5 обеспечивает возможность ее осевого перемещения относительно корпуса 1 и лопастей 2.

Пластины 6 примыкают к боковым поверхностям лопастей 2 и препятствуют проворачиванию втулки 5 относительно корпуса 1.

На пластинах 6 выполнены сквозные отверстия, форма которых соответствует расположению магнитов 3 на лопастях 2. В нижней части отверстий сделаны скосы для облегчения съема ферромагнитных частиц с магнитов 3. Между втулкой 5 и уступом корпуса 1 может быть .установлена пружина

7, служащая для увеличения амплитуды осевых колебаний втулки.

В процессе бурения устройство вместе с долотом вращается в стволе скважины и может выполнять функции центратора или калибратора. Тяжелые частицы в вихревом восходящем потоке движутся преимущественно в периферийной зоне скважины с угловой скоростью, несколько меньшей скорости вращения долота. Эти частицы приближаются к лопастям 2 и притягиваются магнитами 3.

Длина лопастей 2 должна быть достаточной для перехвата ферром агнитных частиц, движущихся в восходящем потоке в зоне расположения устройства. Для улавливания ферромагнитных частиц время их перемещения в поперечном направлении межлопастн ого простр анства до встречи с лопастью 2 должно быть не больше времени движения частицы в осевом направлении вдоль лопастей. Исходя из этих условий длина активной части лопастей может быть определена из зависимости

25 V — О-(Ф.=.Ж где Я вЂ” расстояние между лопастями;

% — скорость осевого движения частиц;

Р— диаметр долота;

Ыд и Ж вЂ” соответственно угловая скорость вращения долота и скорость вращения частиц.

По материалам ранее проведенных исследований

Под действием колебаний долота и бурильной колонны подпружиненная втулка 5 с пластинами 6 совершает возвратно-поступательное движение относительно лопастей 2. Колеблющиеся пластины 6 периодически открывают и перекрывают магниты 3.

При перекрытии магнитов 3 притянутые ими ферромагнитные частицы сдвигаются из участков наиболее сильного магнитного поля в камеры 4.

Для непрерывной работы устройства в любом положении пластины 6 часть магни1 131999 (n-s) . Ь+а с= n?

А-А вериг. 2

Составитель А. Симецкая

Редактор Ю. Ковач Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 9404/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тов 3 должна быть открыта. При одинаковой с магнитами ширине отверстий расстояние между ними должно отличаться от расстояния между магнитами. Расстояние между отверстиями при условии совпадения как минимум двух отверстий с магнитами на длине, соответствующей расположению и магнитов, может быть определено из зависимости где Ь вЂ” расстояние между магнитами; а. — ширина магнитов и отверстий.

Установка магнитов на лопастях и система их очистки от притянутых ферромагнитных частиц позволяют эффективно улавливать ферромагнитные частицы, движущиеся во всех частях скважины, в том числе и у ее стенок.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает преимуществен5 ное улавливание ферромагнитных частиц, что позволяет уменьшить объем камер ловителя и повысить его жесткость и прочность.

Предлагаемое устройство оставляет большее свободное сечение скважины и лучше проходит по ее стволу.

1О

Наиболее эффективно применение устройства при бурении долотами уменьшенного и малого диаметра. В таких условиях преимущество предлагаемого устройства в жесткости, прочности и проходимости по стволу по сравнению с известными шламоуловителями наибольшее.