И. в. киннунен,^ !.«<-. • •« ,^ю. в. бакланов, а. н. ягодин, в. и. глухое, г. а. сокольни'ков г''"^,^?!' txtrufc ' 'и с. с. суковицин-ггл^^лтг^я

 

262794

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сома Советских

Социалистических

Республик !i9

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 5а, 17/00

Заявлено 27Х.1967 (М 1159849/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.11.1970. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 1Х1.1970

МПК Е 21Ь

Комитет по делам изобретений и открытий

-при Совете Министров

СССР

УДК 622.24.053.001. .573(088.8) 1 ъ" гта гР

И. H Андрианов, А. С. Станишевский, И. В. Киннунен, Ю. В. Бакланов, А. Н. Ягодин, В. И. Глухов, Г. А, Сокольников-, т 1;г<,д» и С. С. Суковицин..т;г, my „,:

Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки

Авторы изобретения

Заявитель

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к области бу рения нефтяных и газовых скважин, в частности к исследованию взаимодействия бурильных труб со стенками и забоем скважины.

Известный стенд, включающий вышку, станину, колонну обсадных труб, поперечный вибратор с маховиками, пульсатор, тормозное устройство с муфтой и имитатор забоя скважин, не позволяет осуществить полную имитацию работы бурильных труб в скважине.

Предложенный стенд для более полной имитации работы бурильных труб в скважине снабжен имитатором забоя, выполненным в виде замкнутой рессоры с размещенным во внутренней полости,пульсатором, которая шарниром и пружиной связана со станиной, и скреплен с бурильной трубой вала, взаимодействующего через штоки с маховиками вибратора, через радиально-упорный подшипник — с рессорой, а через муфту — с тормозным устройством.

На фиг. 1 изображен стенд для .испытания бурильных труб, общий вид; на фиг. 2 — блок нагрузки и силовой привод; на фиг.-З вЂ” имитатор забоя скважины; |на фиг. 4 — тормозное

- устройство.

На фундаменте 1 размещено машинное огделение 2, вышка 3 с площадками 4, верхней секцией 5, навесом б, вышкой 7, грузо-пассажирским лифтом 8 и меха ническо-гидравлическим оборудованием 9, состоящим из,кранблока 10, талевого блока 11, крюка 12, подвешенного на канатах 18, лебедки 14 и гидродомкратов 15. Силовой привод содержит

5 шпиндель 1б и ротор 17, имеющие меха низмы углового перемещения. Стенд включает буровой насос 18 с нагнетательной линией 19, подключенный к стояку с буровым шлангом 20, вертлюг 21 с рабочей трубой 22, проходящей

10 через превентор 23, бурильные трубы 24,,переводник 25 и регулируемое сопротивление 25 .

Последнее соединено с валом 27, который проходит через вертлюг-сальник 28, соединенный с эластичным переводником 29. Оосадная ко15 лонна имеет переводник 80, соединяющий переводник 29 с трубами, имитирующими ствол скважины 81, которые через переводник

82 соединены со смотровыми трубами 83. Колонны обсадных труб (или имитаторы ствола

20 скважины) зажаты домкратами,34 горизонтального перемещения. Верхняя груба через фланец 35 соединена с превентором 28, который фланцем 8б скреплен с вентилем 87 и через сбрасывающую линию 38 и вентиль 89—

25 с емкостью 40;

В корпус 41 имитатора забоя скважины

- вмонтирован поперечный виоратор, включающий неуравновешенные маховики 42 с шарнирными приводами от электродвигателей 48, 30 оси которых соединены через штоки 44 с ва262794

3 лом 27. Замкнутая рессора 45 включает жесткую часть, соединенную онаружи одним концом с шарниром 46, а другим через фиксатор 47 и пружину 48 — со станиной 49 и снабженную пульсатором 50, имеющим двухклапа нный распределитель 51, .полость, сообщенную с воздушной системой 52, и мембрану, соеди ненную с упругой частью рессоры 45

Последняя подпружинена сменными пружинами 58 или зафиксирована винтами 54, соединена с цилиндрами 55, а через радиальноупорный подшипник 56 — с валом 27. Вал, прикрепленный верхним концом к трубе 24, а нижним через телескопический вал 57— к муфте 58, снабжен конусной выточкой 59, входящей в полость конусной муфты 60, которая связана с порш нем 61. Муфта 58 имеет шлицы, позволяющие свободно скользить в осевом направлении по шлицам телескопического вала 62, и соединена с тормозным устройством, включающим коробку .передач 68, компрессор 64, воздушный пульсатор 65 и пневм о- аккумуляторы 66.

При испытании растянутой части бурильных труб растягивающее усилие создают только системой или гидродомкратами (при жестком закреплении верхнего конца буровых труб).

Усилия контролируют по индикатору веса или манометру. Бурильные трубы приводят во вращение ротором 17 или шпинделем 16, которое через вал 27, телескопический вал 62, муфту 58 и коробку передач 68 передается на вал компрессора 64. Величи|на сопротивления вращению вала 27 зависит от положения регулирующих сопротивлений, установленных в нагнетательной линии воздушной системы 52.,При необходимости совпадения чистоты крутильных колебаний с частотой вертикальных колебаний сжатый воздух от пульсатора 65 подают прямо под мембрану пульсатора 50. Это вызывает ее движение вверх, а через связь 67, упругую часть замкнутой рессоры 45 подшипник 56, вал 27 получает движение бурильная труба. При помощи двухклапанного распределителя 51 происходит выпуск сжатого воздуха в атмосферу, бурильные трубы получают движение вниз.

Если совпадение фаз вертикальных и круTHJIbHbIx колебаний нежелательно, то пульсатор 50 запитывают от и ндивидуального воздушного пульсатора. Амплитуду колебаний регулируют сменными пружинами. Для обес,печения колебаний упругой части замкнутой рессоры относйтельно ее нейтрального горизонтального положения растягивающее усилие, передаваемое от бурильных труб через радиально-упругий подшипник, компенсируют натяжением сменных пружин 58. Крутильный удар заданного числа повторений осуществляют взаимодействием конусной муфты 60 с конусной выточкой 59 вала. Движение муфты

60 происходит благодаря работе поршней 61, двигающихся в цилиндрах 55 под действием сжатого воздуха, подаваемого от компрессора 64. Для предохранения от динамических

Предмет изобретения

1. Стенд для испытания бурильных труб, включающий вышку, станину, колонну обсадных труб, поперечный ьибратор .с маховиками, пульсатор, тормозное устройсгво с муфтой и имитатор забоя скважины, отличающийся тем, что, с целью более полной имитации работы бурильных труб в скважине, имитатор забоя выполнен в виде замкнутой, рессоры и скрепленного с бурильной трубой чала, взаимодействующего чепез штоки с маховиками

4 нагрузок коробки, передач и компрессора предусмотрено отключение, последних муфтой в момент создания крутильного удара.

Бурильные трубы испытывают при нормаль5 ной циркуляции промывочной жидкости. Жидкость от насосов 18 через стояк с |буровым шлангом 20, вертлюг 21 и,буровые трубы попадает в верхнюю часть вала 27. Далее через регулируемое сопротивление 26, благодаря

10 герметизирующему устройству в виде вертлюга-сальника 28, попадает в затрубное пространство бурильной трубы, затем через вращающийся превентор 28 и регулятор давления в затрубном. пространстве — в сбрасываю)5 щую линию 88.

При испытании невращающихся бурильных труб (в случае работы с забойными двигателями) на переменный скручивающий,момент с вертикальной вибрацией или без нее предусмотрен вибратор крутильных колебаний.

Неуравновешенные маховики 42, приводимые в движение от электродвигателей 48, через гибкие валы создают в плоскости вращения пару сил, .которая через шток 44 и накидную муфту 68 нагружает вал 27, а через иегов бурильные трубы.

Испытывая сжатую часть бурильных труб, сжимающие усилия создают гидродомкратами

15 и собственным весом колонны. В этом случае упругая часть замкнутой рессоры подпружинивается другой парой сменных пружин 58 для компенсации сжимающего усилия, действующего на замкнутую рессору 45.

Ориентированный изгибающий момент соз.дают следующим образом.

После первоначального прогиба замкнутая рессора через подшипники 56 и 69 воспринимает усилие от сжатой части бурильных труб и смещается вокруг шарнира 46 на некоторый

4О угол, замеряемый угломером. Следовательно вал и бурильные трубы также перемещаются на некоторый угол. При этом бурильные трубы ориентированно изгибаются, упираясь в некоторой точке в имитатор ствола скважины.

45 Величина углового перемещения замкнутой рессоры, а следовательно, и величина ориентированного изгибающего момента, возникающего в бурильных трубах, прямо пропорциональны сжимающей силе, жесткости пружинки, имитирующих податливость горных пород, и жесткости сжатой части бурильных труб. вибратора, через радиально-упорный подшипник — с рессорой, а через муфту — с тормозным устройством.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что рессора связана со станиной .пружиной и шарниром, а пульсатор размещен внутри рессоры.

Составитель В, Косталевский

Редактор О. С. Филиппова Техред 3. Н. Тараненко

Корректоры: Е. Ласточкина и В. Петрова

Заказ 1330/1 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2