Патшткол1внн1

 

374436

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.1.1971 (№ 1611903/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.111.1973. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 26.ГЧ.1973

М 1 "л Е 21b 17/00

Е 21с 15/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 622.233.05(088,8) Авторы изобретения И. И. Заблудин, П. Н. Торский, Е. Д. Твардовский и В. Г. Ходосов

Заявитель Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехническ институт

ШТАНГА ДЛЯ БУРЕНИЯ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ СКВАЖИНЫ ПРИ

НАГНЕТАНИИ В НЕЕ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к штанге для бурения и герметизации скважин при нагнетании в нее жидкости, особенно пр|и бурении скважин по угольным пластам с целью их увлажнения.

Известна штанга подобного назначения, имеющая герметизирующую втулку из эластичного материала, деформируемую в радиальном направлении под воздействием подпружиненного поршня, который поступательно перемещается вдоль штанги давлением жидкости. В штангу встроено клапанное распределительное устройство, регулирующее подачу промывочного агента и нагнетаемой жидкости в скважину через канал штанги.

Предлагаемое изобретение отличается тем, что поршень расположен снаружи штанпи в цилиндре, который сообщается своими полостями с каналом штанги через отверстия в ее стенке, при этом распределительное устройство имеет размещенные в указанном канале подпружиненный золотник с осевым каналом, перекрывающий сообщаемые с поршневой полостью цилиндра отверстия в стенке штанги, и перегородку с отверстиями на периферийной части, перекрываемыми торцом золотника, установленную перед отверстиями в стенке штанги, которые сообщают подпоршневую полость цилиндра с каналом штанги.

В результате такого выполнения штанги возможна каскадная герметизация глубоких скважин.

Цилиндр штанги, в котором перемещается поршень, имеет отверстие, сообщающее под5 поршневую полость этого цилиндра с пространством скважин и перекрываемое пластинчатым клапаном.

На чертеже изображена предлагаемая штанга в продольном разрезе.

10 На штанге 1 жестко закреплена герметизирующая втулка 2 из эластичного материала (резины), сжимаемая в радиальном направлении при помощи соединенного с ней поршня 8, который нагружен пружиной 4 и размещен

15 снаружи штанги 1 коаксиально ей в цилиндре 5. Последний своими поршневой 6 и подпоршневой 7 полостями сообщается с внутреняим каналом 8 штанги 1 соответственно через отверстия 9 и 10 в ее стенке. В канале 8

20 штанги вблизи ее торца расположен подпружиненный золотник 11, имеющий осевой канал 12 и перекрывающий отверстия 9 в стенке штанги 1, когда нагнета|ния жидкости в скважину не происходит. Поступательное переме25 щение золотника 11 ограничено перегородкой

18, расположенной в канале 8 штанги 1 перед отверстиями 10, сообщающими этот канал с подпоршневой полостью цилиндр а 5.

Указанная перегородка 18 имеет на пери@е30 рийной части отверстия 14, перекрываемые

374436

Подписное

Тираж 576

Изд. № 335

Заказ 1099/5

Типография, пр. Сапунова, 2 торцом золотника 11 при упоре его в перегородку 18, когда происходит нагнетание жидкости в скважину.

Золотник 11, перегородка 18 и отверстия 9 и 10 в стенке штанги 1 в совокупности образуют распределительное устройство, регулирующее пропуск промывочного агента и нагнетаемой жидкости в скважину.

Для дополнительной подачи жидкости в скважину на ее отдельных участках служит отверстие 15 в стенке цилиндра 5, перекрываемое пластинчатым клапаном lб. Это отверстие отсутствует только у цилиндра первой, расположенной в устье скважины, штанги, Штанги описываемой конструкции собираются в буровой став и сочленяются между собой известными замковыми соединениями, например муфтовыми. При бурении скважины с использованием настоящих штанг 1 пружина 17 удерживает золотник 11 в таком положении, что промывочный агент (сжатый воздух) по каналу 8 штанги, каналу 12 золотника 11 и отверстиям 14 перегородки 13 поступает к исполнительному органу (не показан) для удаления продуктов бурения. После того, как скважина нробурена на полную глубину, нагнетают в нее жидкость. Для этого необходимо загерметизировать устье скважины и отдельные ее участки в глубине, что производ ится следующим образом, Увеличивают давление нагнетаемой жидкости до такой величины, чтобы преодолеть усилие пружины 17. В результате этого золотник

11, сжимая пружину 17, переместится до упора в перегородку 18 (это положение показано на чертеже штриховыми линиями) и своим торцом перекрывает ее отверстия 14. При этом золотник 11 откроет отверстия 9 в стенке штанги. Нагнетаемая жидкость из канала 8 штанги 1 через отверстия 9 поступает в поршневую полость б цилиндра 5, заставляя переместиться поршень 8, который при этом деформирует герметизирующую втулку 2 в радиальном направлении, в результате чего будет герметизировано устье скважины. Далее жидкость через открытые поршнем 3 отверстия 10 в стенке штанги и ее канал 8 посту20

45 пает в другие штанги бурового става, имеющих герметизирующую втулку.

Таким же образом происходит последовательная герметизация скважины на других участках и нагнетание жидкости в призабойный участок скважины.

Одновременно жидкость нагнетается и на других участках скважины через отверстия 15 в стенке цилиндров 5.

После окончания нагнетания жидкости пружина 4 возвращает поршень 3, а пружина

17 — золотник 11 в первоначальное положение, втулка 2 разгружается от усилия воздействия поршня 3, уменьшается в диаметре и разгерметизирует скважину.

Предмет изобретения

1. Штанга для бурения и герметизации скважины при нагнетании в нее жидкости, содержащая герметизирующую втулку из эластичного матер|иала, деформируемую в радиальном направлении посредством подпружиненного поршня, поступательно перемещаемого вдоль штанги давлением жидкости, и распределительное устройство, регулирующее пропуск промывочного агента и нагнетаемой жидкости в скважину через канал штанги, отличающаяся тем, что, с целью осуществления каскадной герметизации скважины, поршень расположен снаружи штанги в цилиндре, который сообщается своими полостями с каналом штанги через отверстия в ее стенке, а распределительное устройство имеет размещенные в этом канале подпружи ненный золотник с осевым каналом, перекрывающий сообщаемые с поршневой полостью цилиндра отверстия в стенке штанги и перегородку с отверстиями на периферийной части, перекрываемыми торцом золотника, установленную перед отверстиями в стенке штанги, сообщающими подпоршневую полость цилиндра с каналом штанги.

2. Штанга по и. 1, отличающаяся тем, что цилиндр имеет отверстие, сообщающее его подпоршневую полость с пространством скважины и перекрываемое пластинчатым клапаном.