Устройство для установки фильтра в скважину

 

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить эффективность гидровмыва фильтра за счет снижения металлои энергоемкости используемого оборудования и инструмента , повысить надежность его установки и обеспечить автономное вращение конусообразного гидромониторного наконечника (КГН). Устройство включает фильтр 1, жестко связанный с ним конусоообразный башмак 3 с отражающими лопастями (ОЛ) 15 и осевым отверстием . В нем подвижно установлен конусообразный КГН 7 с осевым насадк;ом (Н) 12 и выходными каналами в виде реактивных сопл 13. По образующей конуса КГН 7 размещены породоразрушающие с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ.(ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (5Н 4 E 21 В 43/10

ВГР ((, Р "" !

l3 „,13 ЩЛ11(1 .. МА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4105244/22-03 (22) 30.07.86 (46) 30 ° 01.88. Бюл. ((4 (71) Сургутское отделение ЗападноСибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения и Производственное геологическое объединение "Пурнефтегазгеология" (72) И.И. Христюк, И,В. Тур и Г.К.Ешимов (53) 622.245(088.8) (56) Башкатов Д.Н. Справочник по бурению скважин на воду. М.: Недра, 1979, с. 502.

Авторское свидетельство СССР

У 1231212, кл. Е 21 В 43/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ФИЛЬТРА

В СКВАЖИНУ (57) Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить эффективность гидровмыва фильтра за счет снижения металло- и энергоемкости используемого оборудования и инструмента, повысить надежность его установки и обеспечить автономное вращение конусообразного гидромониторного наконечника (КГН). Устройство включает фильтр 1, жестко связанный с ним конусоообразный башмак 3 с отражающими лопастями (ОЛ) 15 и осевым отверстием ° В нем подвижно установлен конусообразный КГН 7 с осевым насадком (Н)

12 и выходными каналами в виде реактивных сопл 13. По образующей конуса

КГН 7 размещены породораэрушающие

137023 ребристые выступы 14.Вершины конусов

КГН 7 и башмака 3 совпадают, Подпружиненная втулка 8 устройства связывает через подшипник 11 качения КГН

7 с телескопической в пределах длины фильтра 1 трубой 4, имеющей захватную головку 18 пад овершот и отверстия ° К КГН 7 подают промывочную жидкость и в Н 12 формируется гидромони1 торная струя. Далее жидкость поступает к соплам 13 и взаимодействует с

ОЛ 15. При этом КГН 7 приобретает крутящий момент и разрушает выступами 14 породу забоя. Одновременно порода разрушается струей из Н 12. Восходящие потоки жидкости, отраженные от ОЛ 15, выносят шлам с забоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для установки скважинных фильтров, и может быть использовано при

5 скважинной добыче жидких полезных ископаемых, в частности воды, нефти и т.д.

Цель изобретения — повышение эффективности гидровмыва фильтра за счет снижения металло- и энергоемкости используемого оборудования и инструмента и повышение надежности его установки, а также обеспечение автономного вращения конусообразного гид- 15 ромонитарного наконечника.

На фиг. 1 изображено устройство для установки фильтра, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, аксонометрическая проекция; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для установки фильтра состоит из фильтра 1, присоединенного одним торцом к бурильной трубе 2, а на другом закрытого конусообразным башмаком 3. Внутри фильтра 1 установлены телескопическая труба 4, состоящая из двух или более секций, расположенных коаксиально, имеющих на концах сальниковые уплотнения 5 и торцовую втулку 6, связанную с конусообразным гидромониторным съемным наконечником 7, располагающимся в центральном осевом отверстии конусообразного башмака 3 посредством ци- Ç5 линдрической втулки 8, на которой с помощью демпферной пружины 9 смонтирована опорная втулка 10. Конусообразный гидромониторный наконечник 7 кон40 тактирует через подшипник 11 качения со втулкой 8 и имеет центральный осевой насадок 12 и реактивные сопла

13, расположенные по касательной к окружности поперечного сечения гидрамониторного наконечника

Последний выполнен конусообразным, причем по образующей конуса выполнены породоразрушающие ребристые выступы 14, а вершина конуса совпадает с вершиной конусообразного башмака 3, имеющего, в свою очередь, по образующей отражающие лопасти 15, Шарнирный узел наконечника 7, представленный подшипником 11 качения закрыт опорно) изолирующей втулкой 16, имеющей внутренний кольцевой выступ,взаимодействующий с внешним кольцевым выступом цилиндрической втулки 8. В бурильной трубе 2 установлена муфта 17 с отверстием для головки 18 под овершот и прохода устройства в процессе установки в рабочее положение.

Головка 18 под овершот выполнена полусферической для герметичности посадки в гнездо, причем в срезе сферы проточены отверстия 19 для прохода промывочной жидкости в полость телескопической бурильной трубы 4.

Соединения бурильной трубы 2 с фильтром 1, телескопической трубы 4 с цилиндрической втулкой 8 и торцовой втулкой 6, конусообразного башмака 3 с фильтром 1, опорно-изолирующей втулки 16 с гидромониторным наконечником 7 выполнены реэьбовыми.

Породоразрушающие ребристые выступы 14 и отражающие лопасти 15 выполнены посредством, например, фрезеравания соответствующих поверхнос70231

10

30 з 13 тей конусообразного гидромониторного наконечника 7 и конусообразного башмака 3. Породоразрушающие ребристые выступы 14 наконечника 7 могут быть армированы твердосплавными резцами. Реактивные сопла 13 и центральный осевой насадок 12 выполняются в теле наконечника 7, например, сверлением.

Устройство работает следующим образом.

В предварительно подготовленную скважину, разбуренную на глубину, превышающую высоту конусообразного башмака 3, устанавливают в вертикальном положении фильтр 1. Затем вводят в его полость через муфту 17 телескопическую трубу 4 с конусообразным гидромониторным наконечником до тех пор, пока он не войдет в центральное осевое отверстие башмака 3 и достигнет забоя скважины. Для осуществления процесса гидровмыва фильтра 1 производят подачу промывочной жидкости от насоса через бурильную колонну

2 труб, отверстия 19 в головке 18, телескопическую трубу 4, цилиндрическую подпружиненную втулку 8 к насадку 12 гидромониторного наконечника 7.

При этом в насадке 12 формируется гидромониторная струя, которая в первоначальный момент обладает максимальной энергией, так как реактивные сопла 13 еще не вышли из отверстия башмака 3.

Формирование струи происходит еще и за счет того, что под действием реактивной силы струи гидромониторный наконечник 7 несколько приподнимается над забоем и в этом промежутке будет набирать кинетическую энергию породоразрушающая гидромониторная струя. Под ее воздействием гидромониторный наконечник 7 углубится и позволит занять реактивным соплам 13 рабочее положение эа пределами вершины конусообразного башмака 3. По реактивным соплам 13 со скоростью устремляется промывочная жидкость, которая взаимодействует с отражающими лопастями 15, гидромониторный наконечник

7 приобретает крутящий момент. Под действием крутящего момента и при помощи подшипника 11 качения он проворачива&тся вокруг своей оси, при этом на забое происходит разрушение размытой породы за счет воздействия на нее скалывающе-истирающих усилий

55 породоразрушающих выступов 14 наконечника 7., Направленные восходящие радиальные потоки промывочной жидкости, создаваемые отражающими лопастями 15 башмака 3, подхватывают шлам из призабойной зоны, выносят его за пределы зоны гидромониторного наконечника 7, не допуская распыления энергии струи на дополнительное его перемалывание.

Таким образом, процесс гидровмыва характеризуется одновременно работой гидромониторной струи, выбрасываемой из насадка 12, и породоразрушающих выступов 14.

При чередовании пород различной степени твердости (пески, супеси,суглинки) кинематическая энергия гидромониторной струи будет изменяться.

Так, при подходе гидромониторного наконечника 7 к породе большей твердости он будет вдавливаться в отверстие башмака 3 реактивные сопла 13 будут перекрыты и вся промывочная жидкость поступит в насадок 12, вследствие чего энергия гидромониторной струи возрастет на время преодоления трудного участка породы.

Реактивные сопла 13 также играют роль породоразрушающего элемента, Дело в том, что при продвижении сопла 13 от одной отражающей лопасти 15 к другой струя, выбрасываемая из него, попадает на стенки скважины в призабойной зоне и размывает их. Кроме того, отражающие лопасти 15, опирающиеся своими дальними от вершины конусообразного башмака 3 концами на образующуюся в процессе гидровмыва воронкообразную призабойную зону,cosдают каналы между основанием и ребром отражающей лопасти 15, что в свою очередь создает условия для направленного эффективного размыва верхней части воронкообразной призабойной зоны.

Интенсивность гидровмыва фильтра

1 будет зависеть от давления закачиваемой промывочной жидкости и геологических характеристик породы. Втулка 8 передает усилие реактивного момента гидромониторной струи на присоединенную к ней торцовую втулку 6 и телескопическую трубу 4, заставляя ее складываться до тех пор, пока давление струи не превысит прочность горных пород, слагающих забой. Опор231

1370 ная втулка 10 изолирует полость фильтра от промывочной жидкости.

Разглинизирование фильтра 1 по окончании процесса гидровмыва происходит в результате подъема телеско5 пической трубы 4 с одновременной подачей промывочной жидкости, В этом случае струи жидкости, выбрасываемые иэ реактивных сопел 13 очистят окна

Ф 10 и фильтрующие элементы фильтра (на фиг.2 показаны условно) за счет направленного воздействия струй и создания избыточного давления внутри фильтра 1.

15 формула изобретения

1. Устройство для установки фильтра в скважину, включающее опускаемый

20 на бурильных трубах фильтр с установленным на нем с возможностью вращения конусообразным гидромониторным наконечником с выходными каналами,о т— л и ч а ю щ е е с я тем что с

У Э 25 целью повышения эффективности гидровмыва фильтра за счет снижения металло- и энергоемкости используемого оборудования и инструмента и повышения надежности его установки оно

1 30 снабжено конусообразным башмаком с осевым отверстием и отражающими лопастями по образующей конуса, жестко связанным с фильтром, и телескопической в пределах длины фильтра трубой с эахватной головкой под овершот с отверстиями для прохода промывочной жидкости в полость телескопической трубы, связанной с воэможностью вращения с конусообразным гидромониторным наконечником, установленным в осевом отверстии конусообразного башмака с возможностью осевого перемещения и перекрытия выходных каналов в верхнем его положении, причем выходные каналы выполнены в виде реактивных сопл, а вершина конуса гидромониторного наконечника совпадает с вершиной конусообразного башмака.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что конусообразный гидромониторный наконечник выполнен с осевь м насадком, а по образующей его конуса выполнены породораэрушающие ребристые выступы.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. обеспечения автономного вращения конусообразного гидромониторного наконечника, оно снабжено подпружиненной цилиндрической втулкой, связывающей через подшипник качения конусообразный гидромониторный наконечник с телескопической трубой.

1370231

A-A

Составитель А. Кондратенков

Редактор А. Долинич Техред 1.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 381/28 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4