Устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости

 

Изобретение относится к горной пром.и предназначено для бурения скважин. Цель - повышение надежности и эффективности работы устройства. Для этого оно имеет указатель хода рабочего органа глубинного пульсационного насоса. Указатель выполнен в виде установленного в промывочном сальнике штока 18 с поршнем 16 из эластичного элемента. Верхний конец штока 18 выполнен с контактной пластиной 24 и размещен в диэлектрической трубке 26,прикрепленной к сальнику. В трубке 26 выполнены отверстия для расположения в них на расстоянии длины хода рабочего органа контактных элементов 32 и 33. Последние соединены проводниками 34 и 35 с источником тока 37 и сигнализаторами перемещения штока 18. На последнем установлены демпфирующие пружины 22 и 23 для гашения ударов в крайних положениях поршня 16. Трубка 26 выполнена из прозрачного материала. При перемещении поршня 16 со штоком 18 будет мигать лампочка, связанная с элементом 32. При перемещении элементов 32 и 33 по высоте трубки 26 можно по началу вспыхивания лампочек определить длину хода плунжера насоса. Этим же путем можно установить любое другое расстояние при работе насоса. Пластина 24 может быть перемещена по штоку 18 с фиксацией положения. Во избежании слома от многократного соприкосновения пластины 24 с элементами 32 и 33 ее делают из тонколистовой пружинной стали. Благодаря тому, что трубка 26 изготовлена из прозрачного материала, длину хода плунжера насоса можно наблюдать визуально. Для гашения ударов при перемещении поршня 16 со штоком 18 служат пружины 22 и 23. 1 з.п.ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

С01 1ИАЛ ИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (у 4 E 21 В 21 08

j g3Ii: ..

1 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4252772/23-03 (22) 01. 04, 87 (46) 15.04. 89. Вюл. 11> 14 (71) Производственное геологическое объединение Центральных районов РСФСР (72) Н.Г.Егоров (53) 622 .243 . 13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 802512, кл,. Е 21 В 21/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 1323694, кл . Е 2 1 В 21/00, 1984 .

„„80„„1472634 д1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,СОЗДАПИЯ ПРИЗАВ01111ОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ПРОИВО ШОЙ ЖИД-.

КОСТИ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения скважин. Цель — повышение надежности и эффективности работы устр-ва. Для этого оно имеет указатель хода рабочего органа глубинного пульсационного насоса. Указатель выполнен в виде установленного в промывочном сальни1472634 ке штока 18 с поршнем 16 из эластичного элемента. Верхний конец штока

18 выполнен с контактной пластиной

24 и размещен в диэлектрической трубке 26, прикрепленной к сальнику. В трубке 26 выполнены отверстия для расположения в них на расстоянии длины хода рабочего органа контактных элементов 32 и 33. Последние соединены проводниками 34 и 35 с источником тока 37 и сигнализаторами перемещения штока 18. На последнем установлены демпфирующие пружины 22 и 23 для гашения ударов в крайшгх положениях поршня 16. Трубка 26 выполнена из прозрачного материала. Прд перемещении поршня 16 со штоком 18 будет мигать лампочка, связанная с элеменИзобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано ! для создания Й скважине призабойной (местной) циркуляции промывочной жидкости, Цель изобретения — повышение на дежности и эффективности работы устройства.

На фиг.1 изображено устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости в комплекте с указателем хода плунжера глубинного насоса; на фиг.2 - указатель хода плунжера, разрез, Устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости состоит из встроенного в колонну бурильных труб 1 глубинного пульсационного насоса 2 и гидравлического привода глубинного насоса, включающего буровой насос 3 с пульсатором 4. Буровой насос 3 нагнетательным шлангом

5 связан с промывочным сальником 6, установленным на верхнем конце колонны бурильных труб 1, а посредством всасывающего шланга 7 — с емкостью 8, заполненной промывочной жидкостью.

Буровой насос 3 оснащен рабочим плунжером 9, вса !вающим клапаном 10, матом 32. При перемещении элементов 32 и 33 по высоте трубки 26 можно по началу вспыхивания лампочек определить длину хода плунжера насоса ° Этим же путем можно установить любое другое расстояние при работе насоса.

Пластина 24 может быть перемещена по штоку 18 с .фиксацией положения. Во избежание слома от многократного соприкосновения пластины 24 с элементами 32 и 33 ее делают из тонколистовой пружинной стали. Благодаря тому что трубка 26 изготовлена из прозрачного материала, длину хода плунжера насоса можно наблюдать .визуально, Для гашения ударов при перемещении поршня 16 со штоком 18 служат пружины 22 и 23.

1 з,п. A-лы. 2 ил.

1 нометром 11, установленным на нагнетательной линии.

Указатель 12 хода плунжера глубинного насоса размещен на промывочном сальнике 6.

Колонковый набор 13 на колонне бурильных труб 1 с встроенным в нее глубинным насосом 2 погружается в скважину 14, заполненную промывочной

10 жидкостью 15.

Указатель хода плунжера состоит иэ поршня 16 установленного на штоке (17) 18, который через герметизиро-. ванное манжетами 19 в пробке 20 отверстие выходит наружу. Поршень 16 снабжен эластичным элементом в виде, например, кожаной манжеты, которая крепится к утолщенной части штока 18, например, винтом 21. На штоке 18 выше и ниже пробки 20 установлены демпфирующие пружины 22 и 23, На верхней части штока 18 с возможностью перемещения по штоку установлена контактная пластина 24, фиксируемая по высоте, например, гайками 25, На пробке 20 промывочного сальника 6 размещена диэлектрическая трубка 26, крепление которой к пробке 20 промывочного сальника 6 может быть выполнено (как . один из вариантов) с помощью металли1472634 ческого кольца 27 и винта 28. По высоте диэлектрическая трубка 26 имеет ряд отверстий 29, через которые с использованием вспомогательных металлических колец 30 и. 31 пропущены контактные элементы (винты) 3? It 33, соединенные проводниками 34 и 35 с сигнализаторами перемещения штока (электрическими лампочками 36) и источни- 10 ком 37 тока, размещенными в составе пульта 38. С помощью проводник» 39 электрическая сеть замыкается Eta винт 28 и пробку 20, играющие роль

"массы". Металлические кольца 27, 30 и 31 служат для надежного крепления контактных элементов (винтов) 28, 32 и 33.

Пульт 38 с размещенными в нем электролампочками 36 и источником 37 тока (батарейкой) устанавливается на буровой в месте, удобном.для наблюдения, при этом проводники 34, 35 и 39 в составе единого кабеля (соединенные в пучек) могут быть прове- 25 дены в буровую по нагнетательному шлангу 5, что снижает вероятность их повреждения, так как шланг перемещается вместе с промывочным сальником

6, который имеет полость 40 и вводной канал 41.

Устройство работает следующим образом.

Буровой насос 3, засосав при обратном ходе плунжера 9 воду из емкос35 ти 8 через всасывающий шланг 7, вытесняет ее при рабочем ходе плунжера 9 через пульсатор 4 H нагнетатель?IblH шланг 5 и далее через промывочный сальник 6 и бурильные трубы 1 в 40 глубинный пульсационный насос 2. При обратном ходе плунжера 9 жидкость из нагнетательной системы вютесняется под действием возвратной пружины глубинного насоса 2 через обратный кла- 45 пан пульсатора 4. Создаваемые описанным образом пульсации приводят в работу глубинный пульсационный насос 2, который создает в скважине l4 замкнутую призабойную (местную) циркуляцию промывочной жидкости 15.

Указатель 12 показывает длину хода рабочего органа (плунжера) глубинного пульсационного насоса .2 и, тем самым, в любой момент времени позволяет не только убедиться в том работает ли в скважине глубинный насос, но и дает возможность судить объек тивно о его производительности, которая зависит прн»?»»реде » > иом tl! <".?1(i ходов лишь от цли»а. х:..;»луч;ьои:., Устанавливается у»,.tçàòàëü ЕЕ;Е E:,?о мывочный сальник 6 после спуска» урового снаряда в скважин it заполнения водой бурильных тр" i » на и Et»tта гель— ного шланга 5 ат u?; . «E-b? насоса 3, Для этого BbIBHii. EERëñ i гя !»ë ельника штатная пробка и i::»ес ., и.:. в- ttt ttIRB ется пробка 20 н сбор; — с ",,яз» е-»ем, после чего к .-.»::,:.,;.. .,". . »?»;о-торого подсоед. »; лютея iiро»..:, гик» 3,, 35 и 39. Зат р» гы вре .Ее и i:на установку указателя мшн»мальиы так как он сцслан в вице одного уэ:»а. соединенного с промывочным сань»»»»кс?» 6 посредством единственного сосни и; -. .. -..

БлагОДаРЯ нал»и»ttl». У To?It!it »EEE(?EI EtttiK ней части 17 штока 18 хорошо размещается íà штоке д»-.-.:.ë!I?èðóêè!t. .Et пружина

23, а поршень 16 размещается во внутренней полости 40 промывочного сальника 6 всегда ниже вводного канала

41, Кроме того, благодаря большей площади нижнего основания поршня в сравнении с верхней кольцевой площадью поршень и связанный с ним шток при отсутствии в канале 41 потока жидкости и при наличии некоторого избыточного давления сверх атмосферного, создаваемого иульсатаром, всегда занимает исходное верхнее йоложение (всегда ниже вводного канала 41).

При подаче через канал 41 в полость 40 единичного объема жидкости, вытесняемого из бурового насоса 3 при каждом рабочем ходе его плунжера 9, поршень 16 вместе со штоком 17, 18 перемещается вниз вместе с жидкостью, перемещающей приводной плунжер глубинного пульсационного насоса 2.

Поскольку жидкость несжимаема, перемещение приводного плунжера глубинного пульсационного насоса сопровождается соответствующим перемещением, поршня со штоком.

При снятии импульса (при обратном ходе плунжера 9 бурового насоса 3) столб жидкости в бурильных трубах t под действием возвратной пружины глубинного пульсационного насоса 2 и гидростатического давления промывочной жидкости 15 на рабочий орган (плунжер) глубинного насоса 2 приподнимается на величину единичного объема жидкости, вытесненной из бурового насоса 3 при рабочем ходе плунжера 9.

Этим обратным ходом жидкости в полос- .

1472634 ти 40 поршень 16 увлекается вверх в исходное положение. Возврату поршня в исходное положение способствует и большее давление на него снизу в свя5 зи с большей площадью нижнего основания поршня в сравнении с верхней кольцевой площадью. Контактная пластина 24 при ходе вниз замыкает цепь через контактный элемент (винт) 33 и 1ð проводник 35, вызывая вспыхиваиие одной из лампочек 36, при ходе вверх через контактный элемент (виит) 32 и проводник 34 замыкается цепь, вызывая вспыхивание другой лампочки. Если, например, лампочки (или окна .пульта, в котором они размещены) сделать разноцветными, то поочереди6е вспыхивание лампочек разных цветов будет очень наглядно сигнализировать 2р о том, что глубинный иульсациоиный насос 2 работает с полной производительностью, так как осуществляется полный рабочий и полный обратный ход.

Для гашения ударов, возникающих 25 при перемещениях поршня со штоком, на штоке 18 установлены по обе стороны от пробки 20 демпфирующие пружины 22 и 23, благодаря чему повышается эксплуатационная надежность ука- Зр зателя и устройства в целом.

В случае если в бурильных трубах

1 в связи с иеплотностью соединений имеются утечки жидкости, то поршень

16 со штоком (17) 18 вниз перемеща1 ется полностью (подача единичного г объема жидкости из бурового насоса 3 постоянна), а вверх перемещается не полностью, а лишь на величину, соответствующую объему жидкости, равному разности между единичным объемом жидкости от бурового насоса 3 и объемом жидкости, потерянной через неплотные соединения в бурильных трубах 1. Б этом случае ход плуижера глубинного пульсациоииого насоса будет неполный, производительность его уменьшится, о чем указатель сигнализирует миганием лишь одной лампочки, связанной с нижним контактным элементом (винтом)

33. Чтобы исключить возможность полной остановки глубинного насоса изэа утечек жидкости через ие1глотиые соединения бурильных труб, предусмотрена компенсация утечек путем пополнения жидкости в бурильных трубах через зазор между металлической частью поршня и.стенками трубки сальника, для чего металлическая часть поршня имеет диаметр иа несколько миллиметров меньше, чем диаметр трубки, а скрепленный с металлической частью поршня эластичный элемент, например кожаная манжета, хотя и имеет диаметр, приблизительно равный диаметру полости 40, позволяет прокачать дефицит жидкости в зазор благодаря эластичным свойствам манжеты.

В случае если нагнетательный шланг

5 имеет свойство изменять объем внутренней полости (раздуваться) под деАствием периодически возрастающего давления, то через полость 40 будет перемещаться объем жидкости, равный разности между единичным, объемом жидкости от бурового насоса 3 и приращением объема внутренней полости нагнетательного шланга 5, что приведет к неполному перемещению вниз поршня

i6 со штоком 18, в результате чего мигать будет только лампочка, связан-, ная с верхним контактным элементом (винтом) 32.

Перемещая контактные элементы (винты) 32 и 33 вместе с вспомогательными металлическими кольцами 30 и 31 rio высоте диэлектрической трубки 26, имеющей для пропуска винтов

32 и 33 ряд отверстий 29, можно по началу вспыхивания лампочек 36 определить фактическую длину хода плунжера глубинного насоса 2, уменьшившуюся в связи с утечками или расширением нагнетательного шланга. Зтим же путем можно установить любое другое расстоl яние между контактными винтами при работе с другим глубинным пульсационным насосом, имеющим иной ход рабочего органа. Контактная пластчиа 24 при необходимости более точной под- .

4 гонки под ход плунжера может быть перемещена по штоку с фиксацией положения с помощью, например, гаек 25. Во избежание слома и остаточных деформаций от многократного соприкосновения с контактными элементами (винтами) контактную пластину целесообразно делать из тонколистовой пружинной стали. 11аблюдать и измерять длину хода плунжера можно и визуально, если диэлектрическую трубку 26 сделать из прозрачного материала, например из пластмассы. Однако при большом количестве ходов плунжера 9 бурового насоса 3 более надежен вариант с использованием электрической схемы со вспыхивающими лампочками. Визуальный

1472634 контроль служит дублирующим на случай выхода из строя световой индикации.

Имея сведения о фактической длине хода плунжера глубинного пульсацион5 ного насоса при необходимости прини" мают меры к его увеличению до полного. С этой целью могут быть приняты меры к устранению утечек из бурильных труб, может быть применен нераз- 10 дувающийся нагнетательный шпанг, Формула изобретения

1. Устройство для создания приза- 15 бойной циркуляции промывочной жидкости, включающее глубинный пульсационный насос, предназначенный для установки в колонну бурильных труб, и гидравлический привод глубинного пуль-20 сационного насоса, выполненный в виде бурового насоса с пульсатором, шланг и промывочный сальник для создания гидравлической связи пульсатора насоса с колонной бурильных труб, 25 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности рабо ы уст1 о.:;с .:. л з снабжено указателем хода ра:."г., о органа глубинного пульсационпогс насоса> выполненным в виде уста о-.. снного в промывочном сальникс шт:-;а с. поршнем из эластичного элс.;сига, чри этом верхний конец шток,.;ь:.... .с:, с контактной пластиной и раэ.-;"",с . в диэлектрической трубк „ .iр ..-,рс;:ленной

K сальнику, а в диэлект.-. :. — ской трубке выполнены отверстия ;.,лэ расположения в них на расстоянии д. и:ны хода рабочего органа глубинного насоса контактных элементов, соеднленных проводником с источником тока и сиг— нализаторами перемещения штока.

2. Устройство по и.!, о т л и ч аю щ е е с я теы, что на штоке установлены демпфнрующие пружи.*. ы для гашения ударов в крайних положениях поршня.

3. Устройство по и.1, о л и ч аю щ е е .с я тем, что диэлектрическая трубка выполнена из прозрачного материала.

1472б34

Составитель А.Меньшиков

Техред M. Ходанич Корректор Л. Зайцева

Редактор А.Долинич

Заказ 1б84/34 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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