Стенд для исследования гидравлического воздействия гидромониторной струи долота на поверхность забоя

 

Изобретение относится к бурению скважин и представляет собой стенд для исследований гидродинамики забоя от работы гидромониторного долота. Цель - повышение достоверности данных при исследовании касательной составляющей скоростного давления жидкости на поверхности забоя за счет непрерывного измерения значений исследуемого сигнала в разных точках забоя. Стенд включает в себя гидравлическую камеру с долотом 10, установленный в основании 5 эксцентрично оси корпуса 1 металлический стакан 7 с преобразователем (П) 12 и следящую систему для автоматической ориентации П 12 относительно центра забоя. Следящая система состоит из полого поводка 14, установленного внутри перевернутого стакана 7, планки 16, оси 17 и кронштейна 18. Нижний конец поводка 14 имеет параллельные лыски, которые входят в паз планки 16. Размещен П 12 на верхнем конце поводка 14. Для измерения касательной составляющей скоростного давления жидкости в разных точках поверхности забоя при аботе долота 10 вращают стакан 7. При этом П 12 перемещается по криволинейной траектории от периферии забоя к центру или в обратном направлении. Поводок 14, взаимодействуя лысками с пазом планки 16, разворачивают П 12 так, что приемные отверстия его чувствительных элементов одинаково ориентированы относительно центра забоя. Таким образом, следящая система позволяет производить непрерывные измерения вектора касательной составляющей скоростного напора жидкости в разных точках забоя. 3 ил.

СОЮЗ СОВБТСКИХ социАлистичксних

РЕСПУБЛИК (19) SU (и) А1 (5D 4 Е 21 В 10 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и отнРытиям пРи Гкнт сссР

1 (21) 4266683/23-03 (22) 23,06,87 (46) 30,10,89, Бюл, N - 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Б.Т.Агошашвили, И,Н,Буяновский, Г.Ф,Перлов, Ю,П.Кузнецов и Н,П,Рыков (53) 622,24, 05(088,8); (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1460178, кл, Е 21 В 10/18, 1986, < З

Иатюшин И.Н, Влияние шлама на разрушение породы и механизм очистки забоя скважины при бурении шарошечными долотами, Дисс. на соискание ученой степени канд, техн. наук. Уфа:

1972, (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГИДРОМОНИТОРНОЙ СТРУИ ДОЛОТА НА ПОВЕРХНОСТЬ ЗАБОЯ (57) Изобретение относится к буренино скважин и представляет собой стенд

1518478 ные лыски, которые входят:-в паз план" ки 16, Размещен П 12 на верхнем конце поводка 14, Для измерения касательной составляющей скоростного дав5 пения жидкости в разных точках поверхности забоя при работе долота 10 вращают стакан 7, При этом П 12 перемещается по криволинейной траектории от периферии забоя к центру или в обратном направлении„ Поводок 14, взаи.— модействуя лысками с пазом планки 16, разворачивают П 12 так, что приемные ( отверстия его чувствительных элементов одинаково ориентированы относительно центра забоя, Таким образом, следящая система позволяет производить непрерывные измерения вектора касательной составляющей скоростного напора жидкости в разных точках забоя, 3 ил, Изобретение относится к буровой технике, а именно к стендам для исследования воздействия гидромониторных струи„ истекающих из насадок бурового долота, на поверхнас: ь забоя скв ажины.

Целью пзабретения является повышение достоверности данных прн псслецо-. ванин,1»асательиой составля|ощеп скоростного давления »»и|п»ости Hp поверхностп забоя за счет непрерывного из-мерения значений исследуемого сигнала в разных точках абел, На фиг. изображен стенд для ис- АО сл едо в ания гидр один амиче ского в оз— действия гидромониторной струи на поверхность забоя., на фнг, 2 — вид Л на фиг. 1; на фиг, 3 — кинематическая схема углового ориентирования преобразователя (стрелками показаны направления приемных отверстий чувствительных элементов преобразователя).

Стенд состоит из гидравлической герметичной камеры, включающеи цилиндрический корпус 1, уплотнительную крышку 2, отводящий патрубок 3, оснащенный регулируемой задвижкой 4, забоя, состоящего из неподвижного основания 5, в котором на опорном под-шипнике 6 эксцентрично относительно оси корпуса 1 размещен перевернутыи металлический стакан 7, уплотненныи в основании резиновым кольцом 8, ве=для исследований гидродинамики забоя от работы гидромониторного долота, Цель изобретения — повышение досто,верности данных при исследовании касательной составляющей скоростного давления жидкости на поверхности за; боя за счет непрерывного измерения

; значений исследуемого сигнала в раз-! ных точках забоя, Стенд вкл|очает гидравлическую камеру с долотом 10, установленный в основании 5 эксцентФ рично оси корпуса 1 металлический стакан .7 с преобразователем (П) 12 и следящую систему для автоматической ориентации П 12 относительно центра з абоя. Следящая, система со стоит из полого поводка 14,. установленного внутри перевернутого стакана 7, план ки 16, оси 17 и кронштейна 18, Нижний конец поводка 14 имеет параллельдущеи 1олои штангч 9 и испытуемого долота 10, Перевернутый стакан 7 с помощью червячной передачи 11 мажет поворачиваться в основании вокруг своей оси, Преобразователь 12 скоростного давления струи насадки долота, с помощью которого измеряются составляющие гидродинамиче ского усилия, приложенного к поверхности забоя, смонтирован на подшипнике 13 в верхнем торце перевернутого металлического стакана 7, а следящая система угловой ориентации преобразователя относительно центра забоя состоит из поло го поводка 14, уст ановленно го внутри перевернутого стакана 7 с помощью шайбы 15, причем верхний конец поводка, выполненный B виде .вилки, напет на лыски корпуса преобразователя 12, а нижний конец поводка, имеющий параллельные лыски, вставлен в соответствующий паз подвюкной планки 16, связанной с осью 17, закрепленной соосно с забоем, с-помощью кронштейна 18, который смонтирован на основании 5 стенда, С помощь|о гибкой трубки 19 преобразователь сообщается с внутренней полостью гидравлической камеры. Через отверстие в поводке 14 проходит электрический канал ?О связи чувствительных элементов преобразователя 12 с вторичной электронной аппаратурой, Стенд для исследования гидравлического воздействия гидромониторной струи долота на поверхность забоя, включающий основание, корпус с отводящим патрубком, долото с. ведущей полой штангой, забой в виде установленного в основании эксцентрично оси корпуса металлического стакана с пре.образователем скоростного давления струи насадки долота, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности данных при исследовании касательной составляющей скоростного давления жидкости на поверхности забоя за счет непрерывного измерения значений исследуемого сигнала в разных точках забоя, стенд снабжен установленными в основании с возможностью вращения полым поводком с лысками на одном конце и планкой с пазом и с осью, закрепленной соосно с забоем, причем конец поводка с лысками размещен в пазу планки, а на,,его противоположном конце установлен преобразователь, 5 15!84

В качестве чувствительного элемента преобразователя 12 может применяться двухкоординатная трубка Престона, позволяющая измерять касательные напряжения трения на поверхность забоя в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Стенд работает следующим образом, Испытуемое гидромониторное долото 10 приводится во вращение с помощью штанги 9, через которую во внутреннюю полость долота прокачивается промывочная жидкость. В насадках долота происходит преобразование потен- !5 пиальной энергии потока промывочной жидкости в скоростной. напор истекаю- щих гидромониторных струй, которые, распространяясь в затопленном пространстве придолотной зоны, воздейст- 20 вуют на поверхность забоя, Это воздействие, характеризуемое распределением мгновенного значения нормальной со ст а вляющей скоро стно го давления струи и касательным напряжением тре 25 ния в отдельных точках поверхности забоя, определяет эффективность работы промывочной системы долота и подлежит исследованию на стенде, Для исключения кавитационных явлений при 30 истечении жидкости из насадок в гидравлической камере с помощью задвижки 4 создается заданный в зависимости от скороСти истечения подпор промывочной жидкости, Измерение достигается вращением стакана 7 с помощью червячной переда1чи 11, которая может иметь ручной или механический привод, например шаговый двигатель, 40

Эксцентриситет е установки стакана 7 в основании 5 стенда выбран таким, чтобы центр, в котором сконцентрированы два взаимно перпендикулярные

IIpHeMHblB Отвер стия преобразователя 12 45 (точки 0 или 0 на фиг, 3), описывал кривую OHL0 расстояние от точек ко.торой до центра забоя 0 изменялось бы от -+ нуля до радиуса скважины R

O при повороте стакана на 180 . Таким образом достигается возможность с помощью одного и того же преобразователя проводить непрерывные измерения в

78 6 точках поверхности забоя, удаленных на любое з,аданное расстояние от оси ,камеры, Система угловой ориентации обеспечивает направленность приемных отверстий преобразователя на центр независимо от положения стакана.

На фиг, 3 показаны два промежуточных положения преобразователя, Стрелками показано положение приемных отверстий чувствительных элементов, измеряющих касательные напряжения трения на поверхности забоя, Очевидно, что при повороте стакана 7 происходит соответственный поворот планки 16 вокруг оси 17, При этом преобразователь

12 перемещается на новые расстояния от центра, но поводок 14, взаимодействуя своими лысками с пазом в планке 16, разворачивает преобразователь

12 на подшипнике 13 так, что приемные отверстия его чувствительных элементов всегда одинаково ориентированы относительно центра забоя, Формула изобретения

1518478

Составитель А,Хромин

Техред Л. Серд(окова

Корректор О,Ципле

РедакторА,Лежнина

Заказ 65 79/36 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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