Способ образования газожидкостной смеси и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин. Цель - повышение качества приготовления газожидкостной смеси. Подают жидкость и сжатый газ в напорную магистраль (НМ) 2 и в последуюш,ем смесь закачивают в скважину. Создают в НМ 2 периодически два смежных участка, расположенных последовательно с разным расходом и давлением. Во второй смежный участок периодически вводят сжатый газ в тот момент, когда расход жидкости в нем больше, чем в первосмежном участке, а давление меньше. Устр-во для реализации способа содержит установленный в НМ 2 прерыватель 3 потока жидкости KvianaHHoro типа. Прерыватель 3 разделяет НМ 2 на два смежных участка - надклапанный 5 и подклапанный 6. Связан с НМ 2 узел сжатия и подачи газа, выполненный в виде цилиндра 10 с размещенным в нем поршнем 11 с образованием рабочей полости 12. Поршень 11 имеет шток, свободный конец которого снабжен плунжером 13. Он помешен в гидравлическую камеру 14. Последняя связана с участком 5 НМ 2. Поршень 1 1 подпружинен пружиной 15 в направлении своего холостого хода. Полость 12 имеет всасываюший 16 и нагнетательный 17 клапаны для связи с источником газа и участком 6. Наличие камеры 14 позволяет перемещать поршень 11 в тот момент, когда в участке 6 давление меньше, чем в участке 5. При этом поршень 1 1 двигаясь, выталкивает порцию газа в участок 6. Это позволяет получить качественную газожидкостную смесь. 2 с. п. ф-лы, Гил. Ф (Л 4 о: 00 а оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<511 4 Е 21 В 21/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4207339/22-03 (22) 09.03.87 (46) 28.02.89. Бюл. № 8 (71) Центрально-Казахстанское производственное геологическое объединение (72) Ю. Б. Лигай, Г. К. Шокаев и С. К. Сабиев (53) 622.243.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1101540, кл. Е 21 В 21/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 142150, кл. F 04 В 23/06, 1961. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин. Цель — повышение качества приготовления газожидкостной смеси.

Подают жидкость и сжатый газ в напорную магистраль (НМ) 2 и в последующем смесь закачивают в скважину. Создают в НМ 2 периодически два смежныхучастка, расположенных последовательно с разным расходом и давлением. Во второй смежный участок периодически вводят сжатый газ в тот момент, когда расход жид„„SU„„1461863 д 1 кости в нем больше, чем в первосмежном участке, а давление меньше. Устр-во для реализации способа содержит установленный в НМ 2 прерыватель 3 потока жидкости клапанного типа. Прерыватель 3 разделяет НМ 2 на два смежных участка— надклапанный 5 и подклапанный 6. Связан с НМ 2 узел сжатия и подачи газа, выполненный в виде цилиндра 10 с размещенным в нем поршнем 11 с образованием рабочей полости 12. Поршень 11 имеет шток, свободный конец которого снабжен плунжером 13. Он помещен в гидравлическую камеру 14. Последняя связана с участком 5 НМ 2. Поршень 11 подпружинен пружиной 5 в направлении своего холостого хода. Полость 12 имеет всасывающий 16 и нагнетательный 17 клапаны для связи с источником газа и участком 6. Наличие камеры 14 позволяет перемещать поршень 11 в тот момент, когда в участке 6 давление меньше, чем в участке 5. При этом поршень 11 двигаясь, выталкивает порцию газа в участок 6. Это позволяет получить качественную газожидкостную смесь. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

1461863

Формула изобретения

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано для создания газожидкостной смеси, используемой в качестве очистного агента при бурении скважин.

Целью изобретения является повышение качества приготовления газожидкостной смеси.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа образования газожидкостной смеси.

Способ образования газожидкостной смеси может быть осуществлен устройством, содержащим насос 1 для создания потока жидкости, соединенный с напорной магистралью 2, в которую включен прерыватель 3 потока клапанного типа. Внутри прерывателя 3 потока расположен клапан 4, образующий два смежных участка, расположенных последовательно: надклапанный 5 и подклапанный 6. Клапан 4 опирается на пружину 7, внутри которой установлен с возможностью продольного перемещения поршень 8, имеющий отверстие и опирающийся на пружину 9. С напорной магистралью 2 связан узел сжатия и подачи газа, выполненный в виде цилиндра 10 с размещенным в нем поршнем 11, который образует в цилиндре 10 рабочую полость 12. Свободный конец штока поршня 11 снабжен плунжером 13 и помещен в гидравлическую камеру 14, которая связана с надклапанным участком 5 напорной магистрали 2. Для холостого хода поршня 11 предназначена пружина 15 сжатия, установленная в рабочей полости 12. Рабочая полость 12 цилиндра 10 связана с источником газа (атмосферой) всасывающим клапаном 16 и с подклапанным участком 6 напорной магистрали 2 нагнетательным клапаном 17.

Способ осуществляют следующим образом.

Насосом 1 жидкость подается через напорную магистраль в прерыватель 3 потока.

При подаче жидкости клапан 4 перекрывает отверстие в поршне 8 и движется вместе с поршнем 8, сжимая пружины 7 и 9, преодолевая их упругие сопротивления. При этом движении давление в надклапанном участке 5 увеличивается, а расход жидкости уменьшается по сравнению с расходом жидкости в подклапанном участке 6, в котором давление в этот момент уменьшается. Увеличение давления в надклапанном участке 5 приводит к увеличению давления в гидравлической камере 14, так как они гидравлически связаны. При увеличении давления в гидравлической камере 14 плунжер 13 начинает перемещаться с поршнем 11, сжимая пружину 15. В результате этого газ (воздух) из рабочей полости 12 вытесняется поршнем 11 через нагнетательный клапан 17 в подклапанный

55 участок 6 напорной магистрали 2, так как давление на этом участке меньше, а расход жидкости больше, чем в надклапанном участке 5. Так как прерыватель 3 потока вырабатывает периодическую подачу жидкости, поэтому давление и расход жидкости в надклапанном участ- ке 5 будет периодически меняться. При этом, как только давление в надклапанном участке 5 уменьшится, поршень 11 под действием пружины 15 возвратится в исходное положение. В это время всасывающий клапан 16 открывается, и газ (атмосферный воздух) поступает в рабочую полость 12 цилиндра 10. Далее цикл повторяется.

Периодическое изменение расхода жидкости на смежных участках вдоль напорной магистрали обеспечивает периодическое снижение давления на одном из участков, а это позволяет периодически вводить порцию газа в участок с пониженным давлением. Так как газ (воздух) вводится периодически с минимальным промежутком времени в момент понижения давления на участке напорной магистрали, то газожидкостная смесь получается качественной, однородной, а это позволяет избежать аварии из-за прижога коронки и, тем самым, увеличить производительность бурения.

Прерыватель потока жидкости, включенный в разрыв напорной магистрали, обеспечивает изменение расхода жидкости на смежных участках, что позволяет периодически снижать давление на одном из участков, в который вводится периодически газ, образуя, таким образом, качественное перемешивание газа с жидкостью.

Наличие гидравлической камеры, связанной с надклапанным участком прерывателя потока и рабочей полости, соединенной с подклапанным участком прерывателя потока, позволяет перемещать поршень в тот момент, когда в подклапанном участке прерывателя потока давление меньше, чем в надклапанном участке, при этом поршень, двигаясь, выталкивает порцию газа в подклапанный участок, обеспечивая тем самым равномерное перемешивание газа с жидкостью, а это позволяет получить качественную газожидкостную смесь.

1. Способ образования газожидкостной смеси, включающий подачу жидкости и сжатого газа в напорную магистраль с последующей закачкой полученной смеси в скважину, отличающийся тем, что, с целью повышения качества приготовления газожидкостной смеси, в напорной магистрали создают периодически два смежных участка, расположенных последовательно с

1461863

Составитель A. Меньшиков

Реда кто р М. Ба нда р а Техред И. Верес Корректор М. Макспмишшп и

Заказ 582/25 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ië. Гагарина, 1О! разным расходом и давлением жидкости, во второй смежный участок периодически вводят сжатый газ в тот момент, когда расход жидкости в нем больше, чем в первом смежном участке, а давление меньше.

2. Устройство для образования газожидкостной смеси, содержащее соединенные с напорной магистралью насос для создания потока жидкости, узел сжатия и пода«. чи газа и источник газа, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в 1О напорной магистрали прерывателем потока жидкости клапанного типа, разделяющим напорную магистраль на два смежных участка — надклапанный и подклапанный соответственно, узел сжатия и подачи газа выполнен в виде цилиндра с размещенным в нем поршнем с образованием рабочей полости, свободный конец штока поршня снабжен плунжером, помещенным в гидравлическую камеру, связанную с надклапанным участком напорной магиСтрали, при этом поршень подпружинен в направлении своего холостого хода, а рабочая полость цилиндра снабжена всасывающим и нагнетательным клапанами для связи с источником газа и с подклапанным участком напорной магистрали соответственно.