Гидравлический ясс

 

Использование: при ликвидации прихватов бурильного инструмента в скважине. Обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет снижения возможности его засорения осадком бурового раствора. Сущность изобретения: устройство имеет полый корпус. Он связан с бурильными трубами. Корпус выполнен с внутренней кольцевой проточкой в верхней части. В нижней части корпуса установлен Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для ликвидации прихватов бурильного инструмента. Известно устройство для ликвидации прихватов бурильного инструмента, включающее корпус с узкой и двумя широкими камерами, полый шток с поршнем и обратным клапаном, причем в поршне выполнены дроссельные каналы. Недостаток известного устройства заключается в том, что дроссельные каобратный тарельчатый клапан. В полости корпуса помещен полый шток. Он выполнен с радиальными отверстиями и посадочным седлом. Посадочное седло выполнено в полости штока. Оно выполнено под бросовый перекрыватель. Этот перекрыватель выполнен с возможностью перекрытия полости штока. Это обеспечивается на посадочном седле полого штока. Полый шток имеет поршень . Он образует с корпусом и обратным тарельчатым клапаном подпоршневую полость . С корпусом против его кольцевой проточки и полым штоком поршень образует надпоршневую полость. Она гидравлически связана с полостью штока. Эта связь обеспечена через радиальные отверстия. Шток обратного тарельчатого клапана выполнен с дроссельным каналом. Он перекрыт шаровым клапаном. Шаровой клапан установлен в подпоршневой полости. Он подпружинен относительно штока обратного клапана. Сжатие пружины (А) шарового клапана определено из выражения, приведенного в тексте описания. 2 ил. налы, которые расположены выше обратного клапана, могут забиваться осадком бурового раствора. Это, в конечном счете, приведет к потере его работоспособности. Известно также устройство для ликвидации прихвата бурильного инструмента - гидравлический ясс (прототип), включающий корпус с кольцевой проточкой, полый шток с поршнем-бойком, в нижней части которого выполнено посадочное седло под бросовый плавающий клапан с дроссельным отверстием и обратный клапан, установленный в корпусе под штоком. VI VI О Ю 00 ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 31/113

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4923658/03 (22) 12.02.91 (46) 15.11.92. Бюл. N. 42 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В.Г.Ясов, А.В.Кириченко, П.Е,Кравец и

Л.B.ßñîâà (73) Ивано-Франковский институт нефти и газа (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1330301, кл. Е 21 В 31/113, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1364692,,кл. Е 21 В 3/113, 1986, (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЯСС (57) Использование: при ликвидации прихватов бурильного инструмента в скважине.

Обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет снижения воэможности его"засорения осадком бурового раствора, Сущность изобретения: устройство имеет полый корпус. Он связан с бурильными трубами. Корпус выполнен с внутренней кольцевой проточкой в верхней части. В нижней части корпуса установлен

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для ликвидации прихватов бурильного инструмента.

Известно устройство для ликвидации прихватов бурильного инструмента, включающее корпус с узкой и двумя широкими камерами, полый шток с поршнем и обратным клапаном, причем в поршне выполнены дроссельные каналы.

Недостаток известного устройства заключается в том, что дроссельные ка„„5U„„1776289 АЗ обратный тарельчатый клапан. В полости корпуса помещен полый шток. Он выполнен с радиальными отверстиями и посадочным седлом. Посадочное седло выполнено в полости штока. Оно выполнено под бросовый перекрыватель. Этот перекрыватель выполнен с возможностью перекрытия полости штока. Это обеспечивается на посадочном седле полого штока. Полый шток имеет поршень. Он образует с корпусом и обратным тарельчатым клапаном подпоршневую полость. С корпусом против его кольцевой проточки и полым штоком поршень образует надпоршневую полость. Она гидравлически связана с полостью штока. Эта связь обеспечена через радиальные отверстия.

Шток обратного тарельчатого клапана выполнен с дроссельным каналом. Он перекрыт шаровым клапаном. Шаровой клапан установлен в подпоршневой полости. Он подпружинен относительно штока обратно- Я

ro клапана. Сжатие пружины (iL) шарового клапана определено из выражения, приведенного в тексте описания, 2 ил. аеей налы, которые расположены выше обратного клапана, могут забиваться осадком бурового раствора. Это, в конечном счете, приведет к потере его работоспособности.

Известно также устройство для ликвидации прихвата бурильного инструмента— гидравлический ясс (прототип), включающий корпус с кольцевой проточкой, полый шток с поршнем-бойком, в нижней части которого выполнено посадочное седло под бросовый плавающий клапан с дроссельным отверстием и обратный клапан, установленный в корпусе под штоком.

1776289

Недостаток данного устройства заключается в том, что при его эксплуатации дроссельное отверстие плавающего клапана будет забиваться осадком бурового раствора, что приведет к снижению эффективности работы гидравлического ясса.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет снижения возможности его засорения осадком бурового раствора.

Укаэанная цель достигается тем, что в гидравлическом яссе, включающем полый корпус, связанный с бурильными трубами и выполненный с внутренней кольцевой проточкой в верхней части, обратный тарельчатый клапан, установленный в нижней части корпуса, полый шток, помещенный в корпусе и выполненный с радиальными отверстиями, посадочным седлом в его полости под бросовый перекрыватель и поршнем, образующим с корпусом и обратным тарельчатым клапаном подпоршневую полость,, а с корпусом против его кольцевой проточки и полым штоком — надпоршневую полость, гидравлически связанную с полостью штока через его радиальные отверстия, устройство снабжено шаровым клапаном; бросовый перекрыватель выполнен с возможностью перекрытия полости штока на его посадочном седле, а шток обратного тарельчатого клапана выполнен с дроссельным каналом, перекрытым шаровым клапаном, при этом последний установлен в подпоршневой полости и подпружинен относительно штока обратного тарельчатого клапана с определенным сжатием пружины..

Ка фиг.1 изображен гидравлический ясс; на фиг.2 — разрез Л вЂ” А на фиг;1, Гидравлический ясс состоит из полого корпуса 1, в верхней части которого выполнена внутренняя кольцевая проточка 2, телескопически установленного в нем полого штока 3 с поршнем бойком 4, которые образуют надпоршневую полость 5, гидравлически связанную с полостью штока через его радиальные отверстия 6, а с обратным тарельчатым клапаном 7, установленным в нижней части корпуса — надпоршневую полость 8.

В нижней части полости штока 3 выполнено посадочное седло 9 под бросовый перекрыватель 10. В штоке обратного тарельчатого клапана 11 выполнен дроссельный канал 12, перекрытый подпружиненным шаровым клапаном 13, который установлен в подпоршневой полости S. Переводник 14 навинчен на полый шток 3, внешняя поверхность которого выполнена в виде квадрата для взаимодействия с от1

10

20 р — плотность бурового раствора, кгlм;

25 у — ускорение свободного падения, м/с;

k — жесткость пружины, Н/м.

Приведенное соотношение получено из

ЬР $ =k -A,, 35

F=Sl Р1, 45

55 ветной поверхностью корпуса 1 при вращении (см. фиг.2).

Ясс работает следующим образом.

Ясс включают в компоновку бурильных труб и спускают в скважину с периодическим заполнения буровым раствором. С целью предотвращения преждевременного открытия шарового клапана 13 и предотвращения засорения дроссельного канала 12 при спуске ясса, определяют предварительное сжатие пружины (il) шарового клапана

13 из соотношения: где S — рабочая площадь шарового клапана. м; ! — максимально допустимая длина колонны бурильных труб, незаполненных буровым раствором при спуске устройства в скважину, м; условия равенства сил, действующих на шаровой клапан 13, которые обеспечивают поддержание его в закрытом состоянии: где h. P — перепад давлений, действующих на шаровой клапан.

После соединения с прихваченным инструментом через бурильные трубы бросают перекрыватель 10. После посадки его на седло 9 создают натяжение бурильной колонны, под действием которого шток 3 с поршнем-бойком 4 стремится переместиться вверх, При этом обратный тарельчатый клапан 7, находящийся в нижней части гидравлического ясса, перекрывает доступ буpoco|a раствора снизу. а под действием разряжения, возникшего от эффекта свабирования, который образуется при начальном движении вверх штока 3 с поршнем-бойком 4, открывается дроссельный канал 12 и промывочная жидкость начинает поступать в подпоршневую полость 8, Силу сопротивления F передвижению штока 3 определяют по следующей приближенной формуле: где Sl — рабочая площадь поршня, м, г, 1776289

Р— перепад давления на поршне, который равен перепаду давления на дросселе, Нlм .

Промывочная жидкость иэ надпоршневой полости 5 при подъеме поршня 4 через радиальные отверстия 6 вытесняется во внутреннюю полость бурильных труб и вытекает иэ них на поверхность. После того, как поршень 4 войдет в кольцевую проточку

2 корпуса 1, сила сопротивления снимается, поскольку промывочная жидкость начнет свободно перетекать по зазору между поршнем 4 и стенкой корпуса 1. После этого поршень-боек 4 под действием упругого сжатия растянутой колонны труб перемещается вверх и ударяет по внутреннему выступу корпуса 1. Шаровой клапан 13 закрывается.

Для нанесения повторного удара бурильную колонну разгружают и поршень 4 перемещается вниз до соприкосновения переводника 14 с корпусом 1 (см. фиг.1). После этого цикл работы повторяют.

Для обеспечения циркуляции через бурильный инструмент колонну труб поднимают до упора поршня-бойка 4 во внутренний выступ корпуса 1, При этом открываются радиальные отверстия 6, через которые и осуществляется циркуляция от бурового насоса.

Формула изобретения

Гидравлический ясс, включающий полый корпус, связанный с бурильными трубами и выполненный с внутренней кольцевой проточкой в верхней части, обратный тарельчатый клапан, установленный в нижней части корпуса, полый шток, помещенный в корпусе и выполненный с радиальными отверстиями, посадочным седлом в его полости под бросовый перекрыватель и поршнем, образующим с корпусом и обрат5 ным тарельчатым клапаном падпоршневую полость, а с корпусом против его кольцевой проточки и полым штоком — надпоршневую полость, гидравлическй связанную с полостью штока через его радиальные отвер10 стия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет снижения возможности его засорения осадком бурового раствора, оно снабжено шаровым клапаном. бросовый

15 перекрыватель выполнен с возможностью перекрытия полости штока на его посадочном седле, а шток обратного тарельчатого клапана выполнен с дроссельным каналом, перекрытым шаровым клапаном, при этом

20 последний установлен в подпоршневой полости и подпружинен относительно штока обратного тарельчатого клапана со сжатием пружины А, определенным иэ выражения:

Л

k где S — рабочая площадь шарового клапана, М;

30 I — длина колонны бурильных труб (для подвески корпуса устройства), не заполненных буровым раствором при спуске устройства в скважину, м; р- плотность бурового раствора, кг/м";

35 q — ускорение свободного падения, м/с;

k —. жесткость п ру>ки и ы, Н /м, 1776289

Фиг. 2

Составитель А.Кириченко

Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Редактор

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

Заказ 4048 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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