Устройство для ликвидации прихвата

 

Изобретение относится к бурению скважин . Цель - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет обеспечения возможности создания дополнительных к поперечным вращательных колебаний колонны и одновременного регулируемого импульсного режима промывки скважины. Для этого на корпусе равномерно по окружности тангенциально расположены струйные насадки . Устройство имеет струйный генератор колебаний давления с индивидуальными равномерно расположенными по окружности входными, выходными каналами и каналами сброса давления. Каждый из выходных каналов гидравлически связан с одним из гибких исполнительных органов и одной из струйных насадок . Каждый из струйных генераторов колебаний давления блока имеет струйный переключатель потока, выполненный в виде камеры с каналом обратной связи, гидравлически связанным с выходным каналом струйного генератора колебаний давления и каналом управления с соплом. Последний ориентирован к каналу сброса давления струйного генератора колебаний давления. Устройство также имеет узел переключения потока, выполненный струйным в виде камеры с каналами обратной связи и каналами управления с соплами. Каждый из каналов обратной связи узла переключения потока гидравлически связан с одним из выходных каналов струйного генератора колебаний давления. Каждое сопло узла переключения потока ориентировано к одному из входных каналов струйного генератора колебаний давления. Комплексные воздействия поперечных колебаний колонны с ее вращательным.движением и импульсной промывкой скважины повышают эффективность работы . 3 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё 00 со ю Ј XJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 31/113

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4436640/03 (22) 25.02,88 (46) 07.08.93. Бюл. N. 29 (71) Ферганский политехнический институт (72) Л.H.Ãðèíèñ и К,О.Якубов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1298338, кл. Е 21 В 23/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N. 1793757, кл. Е 21 В 31/113, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ

ПРИХВАТА (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель — повышение эффективности ликвидации прихвата за счет обеспечения возможности создания дополнительных к поперечным вращательных колебаний колонны и одновременного регулируемого импульсного режима промывки скважины, Для этого на корпусе равномерно по окружности тангенциально расположены струйные насадки. Устройство имеет струйный генератор колебаний давления с индивидуальными равномерно расположенными по окружности входными, выходными каналами и каналами сброса давления. Каждый из выходных каналов гидИзобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано для ликвидации прихвата колонны бурильных труб.

Цель изобретения — повышение эффективности ликвидации прихвата за счет обеспечения возможности создания дополнительных к поперечным вращательных колебаний колонны и одновременного,, Ж„„1832147 А1 равлически связан с одним из гибких исполнительных органов и одной иэ струйных насадок. Каждый из струйных генераторов колебаний давления блока имеет струйный . переключатель потока, выполненный в виде камеры с каналом обратной связи, гидравлически связанным с выходным каналом струйного генератора колебаний давления и каналом управления с соплом. Последний ориентирован к каналу сброса давления струйного генератора колебаний давления .

Устройство также имеет узел переключения потока, выполненный струйным в виде камеры с каналами обратной связи и каналами управления с соплами, Каждый из каналов обратной связи узла переключения потока гидравлически связан с одним из выходных каналов струйного генератора колебаний давления. Каждое сопла узла переключения потока ориентировано к одному из входных каналов струйного генератора колебаний давления. Комплексные воздействия поперечных колебаний колонны с ее вращательным.движением и импульсной промывкой скважины повышают эффективность работы. 3 з,п. ф-лы, 3 ил. регулируемого импульсного режима промывки скважины, На фиг,1 изображено устройство в разрезе, спущенное в колонну труб 1. причем показана работа одного гибкого исполнительного элемента и одного реактивного сопла, два других дополнительных элемента и реактивных сопла не показаны, так как они расположены под углом 120 и в разрез не

1832147 попадают; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 изображена гидравлическая схема устройства.

Устройство состоит из корпуса 2, установленных на нем равномерно поокружно- 5 сти гибких исполнительных элементов 3 и струйных насадок 4, расположенных тангенциально, блока струйных генераторов 5 колебания, коробки 6 струйного узла переключения потока, трубопровода 7, являющегося каналом сброса давления и подающего промывочную жидкость на забой скважины, регуляторов 8 и 9 частоты колебаний в виде камер, каналов 10 и 11 управления с соплами, каналов 12 и 13 обратной связи, трубопровода 14, связывающего выход коробки 6 с входным каналом соответствующего генератора 5, и трубопровода 15, гидравлически сообщающего выходной канал соответствующего генератора

5 колебаний с одним из гибких исполнительных элементов и одной иэ струйных насадок, Струйные генераторы 5 колебаний выполнены в виде набора плоских пластин, что позволяет конструктивно простр решить задачу компоновки этих генераторов в компактный блок и разместить его в довольно небольшом пространстве корпуса 2. Коробка 6 выполнена в объемном исполнении, т.е. 30 выходные каналы блока генераторов 5 колебаний расположены равномерно по окружности (в данном случае под углом 1200), а каналы 11 управления с соплами узла переключения потока также расположены рав- 35 номерно по окружности, находятся в одной продольной плоскости с входными каналами генераторов 5 колебаний и ориентированы к последним.

Изготовление переключателя объем- 40 ным, а не плоским позволяет создать переключение потока на три входных канала блока генераторов 5 колебаний, при этом . имея стабильные рабочие характеристики.

Сообщение гибких исполнительных 45 элементов и струйных насадок с выходными каналами генераторов 5 колебаний осуществлено трубопроводом 15.

Каждый из генераторов 5 имеет струйный переключатель потока, включающий регулятор 8 частоты, гидравлически связанный через канал 12 обратной связи с выходным каналом генератора 5, и имеющий канал 10 управления с соплом, ориентиро. ванным к каналу сброса давления генератора 5, Узел переключения потока также выполнен струйным и имеет регулятор 9 частоты, гидравлически связанный каналами обратной связи с каждым из генераторов 5 блока и имеющий каналы 11 управления с соплами, каждое из которых ориентировано к одному из входных каналов блока генераторов 5.

Устройство работает следующим обра-. зом.

Промывочная жидкость от насоса подается к коробке 6, далее попадает во входной канал генератора 5 колебаний давления и по линиям связи (трубопровод 15) поступает во внутреннюю полость гибкого исполнительного элемента 3 и одновременно в струйную насадку 4. По достижении заданного уровня давления во внутренней полости гибкого исполнительного элемента жидкость через канал 12 обратной связи и регулвтор 8 частоты колебания давления поступает в канал, 10 управления и производит переключение потока жидкости в генераторе 5 на трубопровод 7, подающий поток жидкости на забой скважины. При уменьшении давления в канале 10 управления поток жидкости поступает снова к гибкому исполнительному элементу 3 и струйной насадке 4. Процесс колебания давления в первом генераторе 5 происходит до тех пор. пока в коробке 6 поток жидкости не переключится и будет поступать в следующий струйный генератор колебаний давления. Переключение потока жидкости в узле переключения потока осуществляется через канал 13 обратной связи, регулятор 9 частоты колебания давления и канал 11 управления с соплом. При повышении давления в канале 11 управления до заданного значения происходят переключение потока жидкости и подача ее в следующий струйный генератор колебаний давления, и уже этот работающий генератор колебаний управляет потоком жидкости в узле переключения потока.

Регуляторы 8 и 9 частоты имеют разную величину настройки, т.е. камеры имеют различный объем. Так, частота колебаний регулятора 8 настраивается близкой к резонансным колебаниям колонны труб, которые зависят от длины труб, места прихвата и других условий. Рабочая частота в коробке

6 настраивается такой, чтобы генератор 5 колебания давления мог совершить 10-15 циклов изменения направления движения потока жидкости, т.е. подачу потока в гибкий исполнительный механизм и струйные насадки 4 или на забой скважины через трубопровод 7.

При подаче давления в гибкий исполнительный элемент 3 и струйные насадки 4 происходит следующее, Под воздействием давления жидкости элемента 3 шарнирно связанный с корпусом отрезок трубы криволинейной формы в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, 1832147 перемещается в радиальном направлении, при этом, опираясь на колонну труб 1, он перемещает колонну в поперечном направлении. При уменьшении давления в полости элемента 3 за счет упругих сил он возвраща- 5 ется в исходное состояние. При совершении

10-15 циклов колебаний колонны в поперечном направлении от одного гибкого исполнительного элемента происходит переключение потока жидкости в коробке 6 10 и жидкость подается в другой гибкий исполнительный элемент, в котором происходит точно такие же процессы. Цикл повторяется до тех пор, пока не прекратится подача промывочной жидкости.

Одновременно с колебательными движениями колонны в поперечном. направлении осуществляются и вращательные движения за счет использования реактивного действия струи жидкости, вытекающей из нас,адок 4.

Создание поочередного изменения импульсов давления в гибких исполнительных . элементах вынуждает колонну бурильных труб совершать поперечные колебательные движения, тем самым как бы раскачивая колонну, При этом одновременно эа счет наличия реактивных насадок 4 колонна стремится провернуться вокруг своей оси. 30

Эти колебания колонны бурильных труб осуществляются в диапазоне частот, близких к резонансным, что существенно повышает эффективность освобождения колонны ot прихвата. 35

С такой же частотой, но со сдвигом по фазе происходит изменение подачи промы вочной жидкости на забой скважины через трубопровод 7, что ускоряет освобождение колонны от прихвата. 40

Комплексные воздействия поперечных колебаний колонны с ее вращательными движениями и импульсной промывкой скважины существенно повышают эффективность работы устройства при освобождении 45 колонны бурильных труб от прихвата.

Регуляторы 8 и 9 частоты колебаний представляют собой камеры: чем больше емкость регулятора, тем меньше частота колебаний. 8 приведенной схеме емкости ре- 50 гул яторов частоты колебаний нерегулируемые, однако несложными конструктивными решениями их можно выполнить сменными, т.е. регулируемого объема, что позволит подобрать частоту колебаний, близкую к резонансной.

Формула изобретения

1, Устройство для ликвидации прихвата, включающее корпус, расположенный в нем струйный генератор колебаний давления с приемной полостью, входным, выходным каналами и каналом сброса давления, установленные равномерно по окружности на . наружной поверхности корпуса с возможностью радиального перемещения гибкие исполнительные элементы, гидравлически связанные со струйным генератором ".олебаний давления, и размещенный в корпусе узел переключения потока, о т л и ч а ю щ е-: е с я тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата путем обеспечения воэможности создания дополнительных к поперечным вращательных колебаний колонны и одновременного регулируемого импульсного режима промывки скважины, оно снабжено тангенциально расположенными на корпусе равномерно flo окружности струйными насадками, струйный генератор колебаний давления выполнен в виде блока струйных генераторов колебаний давления с индивидуальными равномерно расположенными по окружности входными, выходными каналами и каналами сброса давления, причем каждый из выходных каналов упомянутого блока гидравлически связан с одним из гибких исполнительных органов и одной из .струйных насадок, каждый из струйных генераторов колебаний давления блока имеет струйный переключатель потока, выполненный в виде камеры с каналом обратной связи, гидравлически связанным с выходным каналом струйного генератора колебаний давления, и каналом управления с соплом, ориентированным к каналу сброса давления струйного генератора колебаний давления, при этом узел переключения потока выполнен струйным в виде камеры с каналами обратной связи и каналами управления с соплами, каждый из каналов обратной связи узла переключения потока гидравлически связан с одним из выходных каналов струйного генератора колебаний давления, а каждое сопло узла переключения потока ориентировано к одному иэ входных каналов струйного генератора колебаний давления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый из гибких исполнительных элементов выполнен в виде шарнирно связанного с корпусом отрезка трубы криволинейной формы в плоскости, перпендикулярной к продольной оси корпуса, 3; Устройство по п.1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что объем камеры узла переключения потока отличен от объемов камер струйных переключателей потока блока струйных генераторов колебания давления.

1832147

4. Устройство поп.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что камера узла переключения потока и камеры струйных переключателей потока блока струйных генераторов колебаний давления выполнены сменными.

1832147

Юаг Ю

Составитель И.Левкоева

Техред М.Моргентал Корректор М. Куль

Редактор

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

Заказ 2605 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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