Устройство для цементирования скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение эффективности работы устройства. Устройство включает полый цилиндрический корпус (К) 1. Внутри К 1 установлен вал (В) 2 с дебалансом 3, установленный с возможностью вращения. Над В 2 установлен гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки 4 с тангенциальными входными окнами 5. Нижний торец воронки соединен с цилиндрическим соплом 6, которое размещено внутри В 2. Внутренняя поверхность В 2 выполнена зубчатой с зубцами 7. Зубцы 7 имеют угол при вершине в интервале 90 - 120°С, а соотношение сторон, прилегающих к вершине, 1/3 - 3. Устройство работает следующим образом. Струи цементного раствора, входя в воронку 4, движутся по спирали, что приводит к возникновению ультразвукового поля, а при срыве струй с цилиндрического сопла 6 - и к возникновению кавитационных эффектов и диспергированию цементного раствора. Дебаланс 3, вращаясь вместе с В 2, возбуждает вибрационные колебания в К 1 и обсадной колонне. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

СОЮа СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А1 (19) (И) (51) э E 21 В 33/14

34K893(l4.;ч

ПАТЕНТБО- ТЕа:д Е11йДЯ

Ь (БЛИС) ТЕг: А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (?1) 4402463/23-03 (22) 04 . 04 .88 (46) 23.02.90. Вюл. И 7 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Ф.А.Агзамов, P 3 Насыров и P.Ø.Муфазалов (53) 622.245 ° 45 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 889833, кл. E 21 В 33/14, 1981.

Бережной А.И., Зельцер П.Я. и

Муха А.Г. Электрические и механические методы воздействия при цементировании скважин. — M Недра, 1976, с. 184.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦВМЕНТИРОВАНИЯ

С КВА1101Н (57) 11зобретение относится к гарной промы.яп еннос ти . Цель — порьцпение зффективнос i H p36QTbt устройства . Л. Tройство включает полый цилиндрический корпус (К) 1. Внутри К 1 установлен вал (В) 2 с дебалансом 3, установленный с возмойностью вращения .

Над В 2 установлен гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки 4 с тангенциальными входными окнами 5. Нижний торец во1544952

Таблица 1

Частота механической вибрации, Гц

АмплиУгол при вершине зубьев, при а/б = 1 т уда, MM

19

19

16

3,0

2,7

2,5

2,4

2,6

2 9

Таблица 2

Соотношение Амплитуда, Частота меха35 сторон, а/б мм нической вибпри Ы.= 100 рации, Гц

1/4

1/3

3/1

4/1

16

19

2,8

2,6

2,5

2,7

2,9

Воронка 4 жестко соединена с корпусом 1 и установлена над валом 2, à 45 цилиндрическое сопло 6 размещено внутри вала 2. Зубцы 7 внутренней поверхности вала 2 могут бьггь выполнены с о углом при вершине в интервале 90-120, а соотношение сторон а к б, прилегаю-50 щих к вершине, 1/3 " 3.

В табл, 1 представлены опьггные данные зависимости амплитуды и ча тоты

55 механической вибрации от угла Ы при вершине зуба, а н табл. 2 — "-ави .èмость амплитуды и ча< тоты механической вибрации n I соотношения сторон. ронки соединен с цилиндрическим соплом 6, которое размещено внутри В 2.

Внутренняя поверхность В 2 выполнена зубчатой с зубцами 7. Зубцы 7 имеют и угол при вершине в интервале 90-120 а соотношение сторон, прилегающих к вершине, 1 /3 — 3 . Устройство р а б отает следующим образом. Струи цементного раствора, входя н воронку 4, 1

Изобретение относит< я к горной промьппленности, точнее к нефтегазодобынающей, и может быть использовано при цементировании скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 3 узел Х на фиг. 2 (зубец внутренней поверхности вала) .

Устройство включает полый цилиндрический корпус 1, вал 2 с дебалансом 3, установленный внутри корпуса 1 с воэможностью вращения, и механизм вращения вала, н качестве которого используется гидравлический вихревой излучатель, BblIIQJIHpHHbtH в виде воронки 4 с тангенциальными входными окна и 5 и цилиндрического сопла 6, соединенного с нижним торцом воронки 4, при этом вал 2 выполнен полым с зубчатой внутренней поверхностью, образованной зубцами 7. движутся по спирали, что приводит к возникновению ультразвукового поля, а при срыве струй с цилиндрического сопла 6 — и к возникновению канитационных эффектов и диспергиронанию цементного раствора. Дебаланс 3, вращаясь вместе с В 2, возбуждает нибрационные колебания в К 1 и обсадной колонне. 1 э.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Наиболее эффективньпи для возбуждения механической вибрации обсадной колонны величинами углов при вершине о зубьев являются углы = 90-120, наиболее эффектинные соотношения сторон

1/3 — 3.

Устройство работает следующим образом.

Струя цементного раствора входит н воронку 4 через тангенциальные входные окна 5 и движется по спирали к цилиндрическому соплу б. В силу действия центробежных сил и многократного пересечения струи создают улътФормула и з обретения

1. Устройство для цементирования скважин, включающее полый цилиндриА-4

Фиг. 2

Составитель Н.Чепига

Техред Л. Олийнык Корректор М. Самборская

Редактор Н.Рогулич

Заказ 478 Тираж 470 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

5 15449 ра звуковое поле. С цилиндрического сопла 6 происходят срывы струи, что . приводит к снижению давления до величины, равной давлению насыщенных паров, и к возникновению кавитационных явлений, приводящих к диспергации цементного раствора и другим вторичным эффектам. Цементный раствор после выхода из цилиндрического сопла

6 продолжает вращаться по часовой стрелке и передает свою энергию вращения полому валу 2 ° При этом дебаланс З,укрепленный на валу 2, вызыва ет механическую вибрацию корпуса 1 l5 и обсадной колонны. Зубчатая внутренняя поверхность вала обеспечивает лучшую передачу энергии вращения валу 2 с дебалансом 3.

52

6 ческий корпус, вал с дебалансом, установленный внутри корпуса с возможностью вращения, и механизм вращения вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,-что, с целью повышения эффективности работы устройства, вал выполнен полым с зубчатой внутренней поверхностью, в качестве механизма вращения вала использован гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки с тангеициальиыми входными окнами и цилиндрического сопла, соединенного с нижним торцом воронки, при этом воронка жестко соединена с корпусом и установлена над валом, а цилиндрическое сопло размещено внутри вала.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что зубцы внутренней поверхности вала выполнены с углом при вершине 90-120 а соотношение прилегающих к вершине . сторон 1/3 — 3.