Прихватомер

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента страгивающих усилий в зоне прихвата бурильного инструмента в условиях, имитирующих скважинные. Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента страгивающих усилий и упрощение конструкции. Для этого имитатор пласта выполнен в виде цилиндрической формы керна, установленного в емкости с возможностью вращения, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента страгивающих усилий в зоне прихвата бурильного инструмента в условиях, имитирующих скважинные. Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента страгивающих усилий и упрощение конструкции. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1 и снабжен фиксатором конечных положений . Имитатор бурильной колонны выполнен герметичным, заполнен газом и связан с поводковыми рычагами с возможностью вращения. Свободные концы рычагов связаны с возможностью вращения с имитатором пласта.Фиксатор конечных положений установлен с возможностью стопорения в исходном и конечном положениях одного из поводковых рычагов им итатора бурильной колонны. Имитатор пласта закрепляют с имитатором бурильной колонны и помещают в определенном положении в камеру высокого давления, заполненную буровым раствором Из-за перепада давления в камере высокого давления и полости имитатора пласта на поверхности последнего образуется глинистая корка. Через определенное время освобождают имитаторы пласта и бурильной колонны. Последний при подъеме начинает вр ащ ать имитатор пласта , преодолевая силу его страгивания. После снятия давления в рабочей камере по угловой шкале считывают угол поворота имитатора пласта й по звесТно й формуле определяют коэффициент страгивающих усилий. 2 ил. Прихватомер содержит рабочую камеру 1 высокого давления, крышку 2 с присоединенными к ней кронштейнами 3 и 4, на которых с помощью торцовых держателей 5 и 6 с подшипниками 7 и 8 крепится имитатор пласта 9. Имитатор бурильной колонны 10 соединен с кронштейнами 3 и 4 при помощи поводкового рычага 11. С возможностью прижима к торцовому держателю 5 имитатора пласта 9 расположен фиксатор 12, который вместе с рукояткой фиксатора 13 крепится держателем 14 к крышке 2, а шток С/ с ч| СП а СО р ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)з Е 21 В 49/00

t7092

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764272/03 (22) 01.12.89 (46) 30,07.92, Бюл, N 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) А.К.Самотой, Ю.Я,Довгий. О.В.Демихов и А.Э.Громовой (56) Хасаев P.М. и др. Повышение эффективности ликвидации прихватов электроосмотическим способом. — АзерЬайджанское нефтяное хозяйство, 1985, М 10, с. 27-32.

Патент США N 4458528, кл. Е 21 В 49/10, опублик. 1985, (54) ПРИХВАТОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента страгивающих усилий в зоне прихвата бурильного инструмента в условиях, имитирующих скважинные. Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента страгивающих усилий и упрощение конструкции, Для этого имитатор пласта выполнен в виде цилиндрической формы керна, установленного в емкости с воэможностью вращения, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента страгивающих усилий в зоне прихвата бурильного инструмента в условиях, имитирующих скважинные, Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента страгивающих усилий и упрощение конструкции, На фиг. 1 изображено устройство, обЧ1ий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1. и снабжен фиксатором конечных положений. Имитатор бурильной колонны выполнен герметичным, заполнен газом и связан с поводковыми рычагами с воэМожностью вращения, Свободные концы рычагов связаны с возможностью в ращения с имитатором пласта. Фиксатор конечных положений установлен с возможностью стопорения в исходном и конечном положениях одного из поводковых рычагов имитатора бурил ьной колонны. Имитатор пласта закрепляют с имитатором бурильной колонны и помещают в определенном положении в камеру высокого давления, заполненную буровым раствором. Из-за перепада давления в камере высокого давления и полости имитатора пласта на поверхности последнего образуется глинистая корка, Через определенное время освобождают имитаторы пласта и бурильной колонны, Последний при подъеме начинает враЩать имитатор пласта, преодолевая силу его страгивания, После снятия давления в"pàáo÷åé камере по угловой шкале считывают угол поворота имитатора пласта и йо известной формуле определяют коэффициент страгивающих усилий. 2 ил, Прихватомер содержит рабочую камеру

1 высокого давления, крышку 2 с присоединенными к ней кронштейнами 3 и 4, на которых с помощью торцовых держателей 5 и

6 с подшипниками 7 и 8 крепится имитатор пласта 9. Имитатор бурильной колонны 10 соединен с кронштейнами 3 и 4 при помощи паводкового рычага 11, С возможностью прижима к торцовомудержателю 5 имитатора пласта 9 расположен фиксатор 12, который вместе с рукояткой фиксатора 13 крепится держателем 14 к крышке 2, а шток

1751305

15

25

35

45

55 рукоятки фиксатора 13 имеет в крышке 2 сальниковое уплотнение 15. Торцовый держатель 5 имитатора пласта 9 имеет угломерную шкалу 16, а кронштейн 3-указатель

17, В рабочей камере высокого давления предусмотрен штуцер 18. Имйтатор пласта

9 имеет внутреннюю полость 19, и в процес се. фильтрацйи на наружной поверхности имитатора пласта 9 образуется глинистая корка 20.:

Устройство работает следующим образом.

На имитатор пласта 9 (керн выбуренной породы) надевают уплотнительные торцовые держатели 5 и 6, закрепляют его вместе с имитатором бурильной колонны 10 на кронштейнах 3 и 4 крышки 2 рабочей камеры 1 высокого давления. Устанавливают вращением имитатора пласта 9 угломерную шкалу 16 на торцовом держателе 5 таким образом, чтобы начало отсчета шкалы сов-падало с указателем 17 на кронштейне 3.

Надавливанием рукоятки фиксатора. 13 вниз прижимают фиксатор 12 к торцовому держателю 5, причем паводковый рычаг 11 находится в нижней прорези фиксатора 12.

Зафиксйровав такое положение имитатора пласта 9 и имитатора бурильной колонны 10, опускают их в рабочую камеру 1 высокого давления с буровым раствором и закрепляют на ней крышку 2, Через штуцер

18 создают в рабочей камере 1 давление.

Из-за перепада давления в рабочей камере

1 высокого давления и полости 19 начинает происходить фильтрация бурового раствора с образованием на поверхности имитатора пласта глинистой корки 20. Через заданное время t, перемещением рукоятки фиксатора

13 вверх, освобождают имитатор пласта 9 и поводковый рычаг 11 с имитатором бурильной колонны 10. Под действием силы Архимеда имитатор бурильной колонны 10 начинает подниматься вверх, вращая имитатор пласта 9, Как только активно действующая сила Архимеда превысит силу страгивания имитатора бурильной колонны

10 относительно имитатора пласта 9 с глинистой коркой 20, имитатор бурильной колонны 10 начнет подниматься, вращаясь только вокруг собственной оси. Через несколько минут после освобождения имитаторов пласта 9 и бурильной колонны 10 и по прошествии выше описанных процессов рукоятку фиксатора 13 опять перемещают вниз, прижимая фиксатор 12 к торцовому держателю 5. Фиксируют положение имитатора пласта 9, причем поводковый рычаг. находится уже в верхней прорези фиксатора 12. Затем стравливают давление из рабочей камеры 1 высокого давления. снимают крышку 2 и считывают напротив указателя

17 по шкале 16 угол поворота р имитатора пласта 9, по которому с помощью известной формулы

óñ=tg ф определяют коэффициент страгивающих усилий,и, Кроме того, зная время формирования корки t и измерив толщину глинистой корки

h, можно рассчитать коэффициент а, зависящий от формы поровых каналов, размеров зерен, свойств бурового раствора и т.д.:

h а = —,—.

Благодаря несложности конструкции,. простоте обращения и отсутствию необходимости в линиях питания (электрических, пневматических и др.) для тяговых усилий и измерений, прихватомер может использоваться на месторождениях в процессе бурения колонковыми долотами. Используя образец керна и применяемый при бурении буровой раствор, имитируют в прихватомере скважинные условия, исследуя породу на прихватоопасность, которая оценивается по значению коэффициента страгивающих усилий,и. В дальнейшем, при разбуривании новых скважин в интервалах пород с высоким коэффициентом страгивающих усилий ,и необходимо применять специальные превентивные меры против прихватов. Кроме того, произведя исследования по.изменению состава бурового раствора, можно добиться снижения коэффициента страгивающих усилий,и для наиболее прихватоопасных пород.

Если в результате перепада давления произошел прихват бурильной колонны, то, определйа интервал прихвата и зная породы, входящие в этот интервал, можно рассчитать Мтр — момент трения бурильной колонны п

М р= у, Pj APcpj Di Li bi, i =1 где,и — коэффициент страгивающих усилий для пород, входящих в интервал прихвата;

ЬР,р; — средний перепад давления в. зоне прихвата каждой породы, Па;

Di — соответствующий наружный диаметр рассматриваемого участка колонны. м;.

Li — интервалы входящих в зону прихвата пород, м;

bi — длина дуг прихваченной части бурильной колонны,м.

Длина дуги В для каждого интервала входящих в зону прихвата пород определяется следующим образом:

1751305

Используя полученный в прихватомере При Мтр < Mm имеет смысл использовать для каждой породы коэффициента, рассчи- прокручивание для освобождения бурильтывают толщину глинистой корки ной колонны, Если Mxp > Mm то прокручива- .

h a V, ние не принесет успеха. необходимо где t — время формирования. корки, с. 5 избрать другой способ ликвидации прихва-

Зная h, рассчитывают длину дуги В:- - : . to, например установка вайн. использова-

: аТЮ .(-ю--.-»- )" где D наружный диаметр бурильной колон- 10 ны;: ":: .:..: : ..:.": . .:: ..- Прихватом ер, в"ключающий рабочую каВ: результате получейййй момент тре-. меру вйсокого давления в виде емкости для ния Мтр сравнивают с д6пустимым крутя- буровогорастворасфланцевымсоединенищим моментом М :-.:..: - ем, размещенные в ней с возможностью, 15.. контакта и отнocителbного перемещения м. „ 1 ° .— .... <,,,„, .,: имйтатор пласта ст6рцовымидержателями

„ф..:."...:,, - . - . -::.. и имитатор бурильной колонны в виде полого цилиндра с поводковыми рычагами по где Mm:- допустимый крутящий момент для концам, угломер, от-л ич а Ю шийся тем, наиболее опасного верхнего сечения рас- 20 что; с целью.повышения"точности измере. сматрйваемого участка колонны, Н м; - : - ния коэффициейта страгивающих усилий.

oTM".— предел. текучести металла труб при одновременном упрощении конструк. рассматриваемого участка колонны, Н/м;: ции, имитатор пласта выполнен в виде ци Qn, Qn-1 и т д;-- вес одноразмерных сек- - линдра, установлен в емкости с ций колонны в воздухе, Н; . 25 возможностью вращения и имеет на торце. „- 0m,.0m — соответственно наружный и . фиксатор. конечных положений, имитатор . вйутренний диаметры: рассматриваемого бурильной колонны выполнен герметичным, участка колонйы; м; ....... заполнен газом и связан с поводковыми рыpm", f4 —. соответственно удельный вес- чагами с возможностью вращения, при этом промывочной жидкости и металла бурйль- Зо свободные концы рычагов связаны с возных труб, Н/м; ":-::,..., : ".:.:, .; можностью вращения с имитатором пласта, э., К вЂ” коэффйциент запаса прочности",. :. а фиксатор конечных положений установлен

Wm — момент:сот1ротивленйя расСмат- с возможностью стбй6рения в исходном и .;рйваемого сечения кблонны бурильных конечномположенииодногоизповодковых труб, м, :;...:, . -:::-:: 35 рычагов имитатора бурильной колонны. з

1751305

Составитель В. Родина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Редактор М, Бандура

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

Заказ 2670 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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