Устройство для создания обратной местной промывки скважины

 

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - обеспечение стабильности обратной промывки при алмазном бурении независимо от того, вращается бурильная колонна или нет, за счет повышения гидродинамического сопротивления пакера. Устройство содержит корпус 1 с каналами прямого 2 и обратного 3 потоков, распределитель 4 и переходник 5 для связи с бурильной колонной 6. С верхней частью корпуса 1 последовательно соединены каналы 2 и 3, распределитель 4 и переходник 5. На корпусе 1 установлен пакер в виде лабиринтного уплотнителя 7 и винтового импеллера 8 с левой нарезкой. На выходе из канала 2 установлены сопла 10. Импеллер 8 установлен ниже уплотнителя и выполнен с кольцевой проточкой 9. Сопла 10 размещены в проточке 9 и ориентированы по касательной к импеллеру 8 в сторону, противоположную направлению вращения корпуса 1. При вращении колонны 6 возникает взаимное скольжение жидкости и витков импеллера 8 с направлением эжекции и инжекции. При остановке вращения колонны движение потока жидкости и импеллера не исчезает, а формируется за счет эжекции и инжекции нагнетаемой жидкости через сопло 10 в проточку 9 по касательной к импеллеру 8. Данное устройство обеспечивает увеличение длины рейса и рост механической скорости бурения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0931 А1 (19) (11) 1511 E 21 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4277415/23-03 (22) 06.07.87 (46) 07.04. 89. Бил. N"- 13 (71) Свердловский горный институт им. В. В. Вахрунева (72) Л. Г.Шолохов и И.А, Бердов (5 3) 622.? 4 3. 13 (0 88. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 817203, кл. E 21 В 21/08, 1978, Авторское свидетельство СССР

М 1208174, кл. Е 2 1 В 21/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОБРАТНОЙ МЕСТНОЙ IIPOKIBKH СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горной пром-сти. Цель — обеспечение стабильности обратной промывки при алмазном бурении независимо от того вращается бурильная колонна или нет за счет повьпд ения гидр один амичес ко го сопротивления пакера. Устр-во содержит корпус 1 с каналами прямого 2 и обратного 3 потоков, распределитель 4 и переходник 5 для связи с бурильной колонной 6. С верхней частью корпуса

Изобретение от но сит ся к горной промьш ленности, в частности к устройствам для промывки скважин в процессе бурения, и может быть использовано для создания обратной местной промывки скважины, .

Цель изобретения — обеспечение стабильности обратной промывки при апмаэном бурении независимо от того вращается бурильная колонна или нет за счет повыщения гидродинамического сопротивления пакера.

1 последовательно соединены каналы

2 и 3, распределитель 4 и переходник

5. На корпусе 1 установлен пакер в виде лабиринтного уплотнителя 7 и винтового импеллера 8 с левой нарезкой. На выходе иэ канала 2 установлены сопла 10. Импеллер 8 установлен ниже уплотнителя и выполнен с кольцевой проточкой 9, Сопла 10 размеще ны в проточке 9 и ориентированы по касательной к импеллеру 8 в сторону, противоположную направлению вращения корпуса 1. При вращении колонны 6 возникает взаимное скольжение жидкости и витков импеллера .8 с направлением эжекции и инжекции. При останов- ф ке вращения колонны движение потока жидкости и имнеллера.:не исчезает, а формируется за счет эжекции и инжек- ю ции нагнетаемой жидкости через сопла

10 в проточку 9 по касательной к импеллеру 8. Предлагаемое устр-во обеспечивает увеличение длины рейса и рост механической скорости бурения.

3 ил. 4ь

На фиг. I изображено устройство дпя создания обратной местной промывки скважины, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б Б на дяг, I, Устройство содержит корпус I в котором выполнены каналы прямого 2 и обратного 3 потока, К корпусу I в верхней части последовательно присоединены распределитель 4 и переходник

5. Последний служит дпя связи с бу-.

1470931 рильной колонной 6. На корпусе 1 ус-. тановлен пакер, выполненный в виде лабиринтного уплотнителя 7 и расположенного нижнего винтового импелле5 ра 8 с левой нарезкой. На винтовом импеллере 8 выполнена кольцевая проточка 9, в котором размещены сопла .10, установленные на выходе иэ канала 2 прямого потока в скважинное 10 пространство 11 и ориентированные по касательной к импеллеру 8 в .сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны 6. Дпя фиксации взаимного положения импеллера 8 и !5 корпуса 1 имеется стопорный палец 12.

Канал 3 обратного потока оснащен обратным клапаном 13 и гидравлически связан со скважинным пространством

11 посредством боковых отверстий 14, 20 выполненных в распределителе 4. В переходнике 5 имеется фильтр 15.

Устройство работает следующим образ ом.

Промывочная жидкость, з акачивае- 25 мая насосом с поверхности по бурильной колонне 6 через переходник 5, фильтр 15 и систему отверстий в распределителе 4, попадает в канал 2 прямого потока, а затем через сопла 30

10 выходит в скважинное пространство

11 по касательной к импеллеру в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны.

Создание значительного гидравлического сопротивления в импеллере 8 препятствует проходу нагнетаемой жидкости через пакер. Поэтому, основной объ ем нагнет аемой жидко сти напр авлен на забой скважины и от него по кана- 40 лу 3 обратного потока и через боковые отверстия 14 распределителя 4 выходит в скважинное пространство 11 выше пакера. Так образуется обратная местная промывка скважины, которая 45 благодаря высокому гидродинамическому сопротивлению пакера имеет более стабильный и устойчивый характер, Выход жидко сти из со пл а 10 с высокой скоростью (10-,20 м/с) в кольцевую проточку 9 по касательной к импеллеру 8 в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны, создает в зоне импеллера

8 эффект эжекции и иикекции с на55 правлением потока жидкости по виткам импеллера 8 вниз и в направлении забоя скважины. В верхней части импеллера 8 относительно кольцевой проточки 9 создается эффект эжекции (всасывание жидкости за счет увлечения соприкасаемой с потоком слоев жидкости с меньшей скоростью движения) благодаря тому, что направление потока и винта импеллера имеет тупой угол.

В нижней части импеллера 8 направле-, ние потока и винта имеет острый угол, что создает эффект инже кции, т, е. совместное нагнетание двух потоков жидкости — основного и эжектируемого — в направлении забоя скважины.

По аналогии с элементами водоструйного насоса при взаимодействии сопла и импеллера линия всасывания водоструй но ro насо са соответствует верхней части винтового импеллера, а камера смешения — нижней части импеллера.

При вращении бурильной колонны возникает вз аимное скольжение жидко сти и витков импеллера 8 с направлением эжекции и инжекции. Остановка вращения бурильной колонны 6 в данном случае уже не влияет на снижение гидродинамическо го сопротивления, так как относительность движения потока жидкости и им 8 не исчезает, а формируется за счет эжекции и инжекции нагнетаемой жидкости через сопло 10 в кольцевую проточку 9 по касательной к импеллеру 8, Таким образом, предлагаемое техническое решение создает повьппенное и устойчивое гидродинамическое сопротивление пакера, которое обеспечит повьппенную стабильность обратной промывки скважины в процессе бурения и предотвращает эашлакование забоя.

Кроме того, устройство для создания обратной местной промывки повьппает эксплуатационную надежность его применения, обеспечивает увеличение длины рейса и рост механической скорости бурения.

Формул а из об рет ения

Устройство для создания обратной местной промывки скважины, включающее корпус с каналами прямого и обратного потока, распределитель и переходник для связи с бурильной колонной, соединенные последовательно с верхней частью корпуса, пакер, ус. тановленный на корпусе и выполненный в виде лабиринтного уплотнителя и винтового импеллера с левой нарезкой, 147093 ) сопла установленные на выходе иэ канала прямого потока в скважинное пространство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности обратной промывки при алмазном бурении независимо от того вращается бурильная колонна или нет за счет повышения гидродинамического сопротивления пакера, импеллер установлен ниже лабиринтного уппотнителя и выполнен с кольцевой проточкой, а сопла размещены в кольцевой проточке и ориентированы по касательной к импеллеру в сторону, противоположную направлению вращения корпуса.

14 70931

Составитель А.Меньшиков

Редактор И, Дербак Техред M.Äèäûê Корректор С.01екмар

Заказ 1566/ 37 Тираж 514 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101