Фильтр для колонны бурильных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В t7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897542/03 (22) 28. 1 1.91 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (75} B,Ä.Êóðòîâ (56) Зубков И,К. и др. Справочная книга для бурового мастера, дзнефтеиздат, 1952, Баку.: с,434 — 437.

Пивоваров И.Ф. и др. Справочное руководство по нефтепромысловым трубам, M.:

Недра, 1967, с.89. (54) ФИЛЬТР ДЛЯ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ ,(57) Использование; для установки в муфту верхней бурильной трубы с целью очистки промывочной жидкости. Сущность изобреИзобретение относится к буровому инструменту, а именно к фильтрам для колонны бурильных труб.

Известен фильтр для колонны бурильных труб, включающий установленный в полости колонны бурильных труб патрубок с фланцем и дрена>кными отверстиями.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтр для колонны бурильных труб, включающий установленный в полости бурильной колонны патрубок с фланцем и дрена>кными отверстиями по всей его длине(2), Из-за резкого сужения сечения канала бурильной колонны в верхней части фильтра происходит сильное завихрение потока промывочной жидкости, что приводит к размыву колонны в этом месте. А так как зто место находится внутри нижней части ведущей бурильной трубы и его невозможно проконтролировать, то в результате может

БЫ 1788194 А1 тения: фильтр содержит фланец в нижней части и поперечную перегородку, установленную в полости фильтра на расстоянии от верхнего торца, равном 1/3 всей длины фильтра, B стенке фильтра по всей поверхности выполнены дренажные отверстия.

Суммарная площадь дренажных отверстий под перегородкой в два раза больше суммарной площади дренажных отверстий под перегородкой, Поперечные сечения рядов дренажных отверстий под перегородкой уменьшаются в направлении сверху вниз.

Суммарная площадь всех дренажных отвер стий патрубка над перегородкой больше площади поперечного сечения фильтра. 1 з,п. ф-лы, 1 ил. произойти авария — обрыв ведущей бурильной трубы в месте ее размыва.

Так как в данном фильтре частота дренажных отверстий выполнена одинаковой по высоте патрубка, а скоростной напор воздействует больше в нижней части его, то это приводит к большему размыву дренажных отверстий; расположенных в нижней части патрубка..Это снижает срок службы фильтра, Недостатком фильтра является также ега значительная длина (1,6 м и больше), что создает неудобства в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств.

Эта цель достигается тем, что в известном фильтре для колонны бурильных труб, включающем установленный в полости бурильной колонны патрубок с фланцем и дренажными отверстиями по всей его длине, . патрубок выполнен открытым в верхней ча1788194 сти и имеет во внутренней полости поперечную перегородку, установленную от верхнего торца на расстоянии равном 1/3 длины патрубка, причем площадь дренажных отверстий патрубка над и под перегородкой выбираются из соотношения

S> 1 —

52 2 где S1 — суммарная площадь дренажных отверстий патрубка над перегородкой;

Sz — суммарная площадь дренажных отверстий патрубка под перегородкой.

Отличием фильтра является и то, что дренажные отверстия патрубка над и под перегородкой выполнены с поперечными сечениями, суммарная площадь которых уменьшается в направлении сверху вниз, причем суммарная площадь всех дренажных отверстий патрубка над перегородкой больше площади поперечного сечения канала патрубка.

Названные особенности фильтра поэволяютулучшить его эксплуатационные качества, что снижает расходы на бурение скважин за счет сни>кения аварийности с бурильными колоннами и уменьшения расхода фильтров и улучшает условия труда в буровых бригадах.

На чертеже представлен предлагаемый фильтр, установленный в колонне бурильных труб.

Фильтр состоит из патрубка 1 с фланцем 2 на его верхнем конце и поперечной перегородкой 3, установленной от верхнего торца патрубка 1 на расстоянии, равном 1/3

его длины, По всей длине патрубка 1 выполнены дренажные отверстия 4, площадь которых выбирается из соотношения

S1 1

У

Sy 2 где S< — суммарная площадь дренажных отверстий патрубка над перегородкой;

Sz — суммарная площадь дрена>кных отверстий патрубка под перегородкой, Такое выполнение дренажных отверстий 4 в патрубке 1 позволяет обеспечить равномерность прохо>кдения жидкости через все дренажные отверстия в его обеих частях и снизить общую величину гидравлических сопротивлений. Кроме этого, дрена>кные отверстия 4 над и под перегородкой

3 выполнены с поперечными сечениями, суммарная площадь которых уменьшается в направлении сверху вниз. Это снижает неравномерность выхода жидкости из дре-.

HBMHblx отверстий 3 по высоте, несмотря на увеличение напора (скоростного) в направлении сверху вниз. Суммарная площадь всех дренажных отверстий 4 патрубка 1 над перегородкой 3 больше площади поперечного сечения канала 5 патрубка 1. Это дополнительно обеспечивает равномерность прохождения жидкости через все дренаж5 ные отверстия 4 патрубка 1.

Патрубок 1 образует кольцевой канал 6 между переводником 7 и бурильными труба10

50 ми 8. Для оптимальной работы фильтра нужно обеспечить равенство сечения канала 5 патрубка 1 и кольцевого канала 6, Это обеспечивает то, что внутрь верхней части 9 патрубка 1 заходит половина всего потока промывочной жидкости, а через дренажные отверстия 4 нижней части 10 патрубка 1 проходит весь поток, т.е. в 2 раза больше, чем через его верхнюю часть 9.

Верхний конец патрубка 1 находится выше переводника 7, внутри ведущей бурильной трубы 11.

Предлагаемый фильтр работает следующим образом, После окончания спуска бурильной колонны 8 в муфту верхней бурильной трубы вставляют предлагаемый фильтр фпанцем 2 в выточку муфты, а патрубком 1 вверх, На патрубок 1 опускают ведущую бурильную трубу 11 с переводником 7 и свинчивают ее с бурильной колонной 8. В результате фильтр оказывается укрепленным в бурильной колонне 8.

При включении буровых насосов внутрь бурильной колонны 8 подается промывочная жидкость, которая на уровне верхнего среза патрубка 1 разделяется на два пото:а, Один поток направляется внутрь патрубка

1, а второй — кольцевое пространство G. Ввиду того. что в этом месте нет резких переходов, поток здесь плавно разделяется и не создает завихрений. На высоте верхней части 9 патрубка 1 поток промывочной жидкости, зашедший внутрь его, выходит из него равномерно через все дренажные отверстия 4 в кольцевое пространство 6. В районе установки перегородки 3 оба потока объединяются и движутся вниз единым потоком.

После перегородки 3 поток вновь начинает разделяться за счет захода его через дренажные отверстия 4 внутрь нижней части 10 патрубка 1. Перед фланцем 2 внутрь нижней части 10 патрубка 1 из кольцевого пространства 6 заходит самая нижняя часть потока жидкости. Из фильтра промывочная жидкость вновь выходит единым потоком, При прохо>кдении промывочной жидкости через верхнюю часть 9 патрубка 1 происходит осаждение всех крупных частиц, не способных.пройти через дренажные отверстия 4, и их накопление здесь, т,е. над перегородкой

3, Шлам, который находится B потоке коль1788194 перегородку, установленную от веохнего торца на расстоянии. равном 1/3 длины патрубка, причем площадь дренажных отверстий патрубка над и под перегородкой

5 выбирается из соотношения

Я1 1 — 7

$2 2 где S< — суммарная площадь дренажных от10 верстий патрубка над перегородкой;

Sp — суммарная площадь дренажных отверстий патрубка под перегородкой.

2.-Фильтр по и 1, о тл и ч а ю шийся тем, что дренажные отверстия патрубка над

15 и под перегородкой выполнены с поперечными сечениями, суммарная площадь которых уменьшается в направлении сверху вниз, причем суммарная площадь всех дренажных отверстий пэтрубка над перегород20 кой больше площади поперечного сечения канала патрубка.

/ цевого пространства 6, оседает в нижней части пространства 6 над фланцем 2, Очистку фильтра производят после отвинчивания ведущей бурильной трубы 11 вместе с переводником 7, После извлечения фильтра его переворачивают и высыпают весь шлам, накопившийся внутри верхней части 9. Одновременно в момент извлечения фильтра удаляют шлам, накопившийся в кольцевом пространстве 6 над фланцем 2.

После очистки фильтра от шлама он готов к следующей установке в бурильной колонне

8, Формула изобретения

1. Фильтр для колонны бурильных труб, включающий установленный в полости бурильной колонны патрубок с флэнцем и дренажными отверстиями по всей его длине, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств, патрубок выполнен открытым в верхней части и имеет во внутренней полости поперечную

ГТ Т1