Устройство для измерения утечек жидкости в бурильных колоннах

 

11ц 600283

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.76 (21) 2342166/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Ьюллстснь ¹ 12 (45) Дата опубликоваш1я описания 13.04.78 (51) М. Кл. - Е. 21 В 17/00

Е 21В 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК, 622.245.124 (088.8) (72) Авторы изобретения Ю. И. Синицын, Г. К. Кармальский, H. С. Левченко и Ю. A. Чистяков (71) Заявитель Уральское территориальное геологическое управление (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УТЕЧЕК ЖИДКОСТИ

В БУРИЛЬНЫХ КОЛОННАХ

Изобретение относится к технике геологоразведочных работ и может быть использовано для измерения утечек промывочной жидкости в бурильных колоннах.

Известно устройство для определения утечек промывочной жидкости в бурильных кодоннах, представляющее собой обычный колонковый набор, нижняя часть которого снабжена глухой пятой (1).

Такое устройство имеет низкую производительность ввиду необходимости проведения дополнительных работ.

Известно также устройство для опрессовки бурильной колонны в скважине, включающее корпус, подвижную Hòóëêó с центральным каналом, концентрически размещенную в корпусе, и шариковый клапан (2).

Это устройство не требует проведения дополнительных работ, но оно не позволяет производить замеры утечек при вращении бурильной колонны с приложенной к ней оссвой нагрузкой из-за возмо?кности прижога породоразрушающего инструмента.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения утечек при вращении бурильной колонны с прило?кенной к ней осевой нагрузкой.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено полым штоком с радиальными отверстиями, размещенным в центральHOM КаиаЛЕ BT) J1KH> ПРИЧЕМ BT) JIKH H2 HBP)>?iiной поверхности имеет шлицы для взаимодействия со шлицами, выполненными на внутренней поверхности корпу.са, а в нижней части— резьбу для соединения со скважпнным оборудованием.

На фиг. 1 показано предлагаеа1ое устройство, общий вид; на фиг. 2 — ссчение А — A на фиг. 1.

10 Устройство содержит корпус 1, внутри которого расположена втулка 2, верхняя утолщенная часть которой представляет поршень.

Наружная боковая поверхность этого поршня их1еет кольцевую канавку, в которой размещс15 но пружинное кольцо 3. При верхнем положении втулки 2 пружина частично входит в проточку корпуса 1, препятствуя тем самым псремещению втулки в продольном направлении, т. е. выполняет роль фиксатора.

2п Нижние сопрягаемые поверхности корпуса

1 и втулки 2 имеют шлицевые выступы 4, которые препятствуют взаимному поворачпванию этих деталей. Между упорными буртами корпуса 1 и втулки 2 расположена пружина 5, 2; —, обсспечиьающая возврат втулки 2 в исходное положение, показанное на фпг. 1. Верхняя часть втулки имеет гнездо под шариковый

il. IHHHH 6, а HH?I HHH — коннчсску lо 1?езьбу 7, соответствующую внутренней резьбе 8 хвостозо вика 9. В центральном отверстии втулки 2

3 расположен шток 10, выполненный в виде полого стержня. Ы верхней части шток имеет утолщенный поясок и боковые отверстия 11.

iNе кду обращенными друг к другу торцовыми поверхностями корпуса 1 и хвостовика 9 расположен подшипник 12, который в исходном положении устройства позволяет взаимно поворачивать эти смежные элементы. Навинченная на корпус 1 муфта 13 препятствует продольному перемещению хвостовика 9 и уплотняет соединение. Qëÿ соединения с бу.рильной колонной верхняя часть (4 муфты, входящей в состав устройства, имеет внутреннюю резьбу. (. оедипсние устройства с колонковым наборох(осущестьляется с помощью наружной резьбы хвостовика 9.

11ринцип действия устройства заключается в следу ющем.

Б исходном по (ожении устройства шток занимает нижнее положение и не препятствует посадке шарикового клапана б в гнездо втулки 2. IlpH ввинчивании втулки 2 в хыостовик

9 шток (0 занимает верхнее положение и поднимает шариковый клапан b. 11ри этом огверстия штока устанавливаются над втулкой

2, обеспечивая тем самым соединение надштоковой и подштоковой полостей устройства.

Б таком положении устройство навинчивают на колонковый набор. Компоновку, включающую колонкоьый набор и устройство, опускают в скважину на бурильной колонне и устанавливают на забой. 11осле этого ы бурильную колонну подают промывочную жидкость при давлении, pa((((oivr давлению, которое имело место при оурении в предыдущем рейсе, и буровому снаряду сообщают вращение и осевую нагрузку. Ы связи с тем, что капал бурильной коло(шы перекрыт клапаном 6 устройства, расход подаваемой в бурильную колонну гкидкост((, определяемый с помощью расходомера, соответствует потерям промыыочной жидкости в бурильной колонне. i аким же нутсм дополнительно замеряются утечки жидкости при давлении в пределах+w-10 кгс/см- через каждые 1 — 2 кгс(см-, г1айденныс значения потерь промывочной жидкости записывают в буровой журнал.

Перед началом бурения даьление промывочной жидкости в нагнетательной магистрали насоса повышают до верхнего допусп(мого предела. Б резуль(ате этого втулка 2, преодолевая сопротивление пружин 3 и 5, смещается вниз. В процессе вращения бурильной колонны резьба втулки 2 ввин(нвастся в резьбу 8 хвостовика 9, в результате этого шток 10 открывает клапан 6, что обеспечивает поступление промывочной жидкости в колонковый набор. 11ри ввинчпыании резьбы втулки 2 ы резьбу 8 хвостовнка 9 образуется соединение, 1(oзволяющсс бурнльнои колонне передавать кру T511UII(i Мох(сит 1 а ко. (онкоыь(14 l(30op.

11ри установлении режима промывки общий расход подаваемой в скважину жидкосп(ollределяют исходя из условия

go= Яр+а

600283

А где Яр — расход промывочной жидкости, рекомендованный соответствующими инструкциями для данных условий бурения;

Qi,— потери промывочной жидкости в бурильной колонне при определенном давлении жидкости в нагнетательной магистрали насоса.

Г1ри изменении давления жидкости в про(О цессе бурения вносят соответствующие поправки, используя данные, полученные при замерах утечек.

Перед повторным спуском ы скважину устройство устанавливают ы исходное положение

15 путем поворачивания корпуса 1 относительно хвостовика 9 на пять †шес оборотов с помощью труборазыорота.

При поворачивании влево втулка 2 отсоединяется от хвостовика 9 и за счет пружины 5

20 смещается в верхнее положение. При этом кольцевая пружина разжимается и обеспечивает фиксацию втулки в корпусе 1.

Использование предлагаемого устройства позволяет оперативно производить замеры

25 потерь промывочной жидкости в бурильных колоннах при минимальных затратах времени. 3а счет установления оптимальных режимов промывки уменьшен расход алмазов. Использование рациональных режимов промыв50 ки обеспечивает также повышение выхода керна при бурении в рудных и вмещающих толщах пород, уменьшает расход промывочной жидкости в скважинах, характеризующихся поглощением ее. 1(роме того, за счет

35 предотвращения прижогов породоразрушающсго инструмента снижена аварийность.

Б результате использован(пи предлагаемого устройства повышается производительность буровь(х работ и снижается их стоимость.

Формула изобретения

Устройство для измерения утечек жидкости в бурильных колоннах, включающее корпус, подвижную втулку с центральным каналом и

-(э шариковый клапан, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения утечек при вращении бурильной колонны с приложенной к ней осевой нагрузкой, оно снабжено полым штоком с радиальными отверстиями, размещенным в центральном канале втулки, причем втулка на наружной поверхности имеет шлицы для взаимодействия со шлицами, выполненными на внутренней поверхности корпуса, а в нижней части—

55 резьбу для соединения со скважинным оборудованием.

Источники информации, нринятыс ыо внимаш(с прн экспертизе

60 1, Волков (:. A. и др. Измерение утечки промывочной жидкости через соединение бурового снаряда. — «Разведка и охрана недр», (975, М 4, с. 21 — 23.

2. Лвторское свидетельство СССР %370334, 05 кл. E 21Â 17/00, 1971.

600283

У

Рыг. 1

Составитель В. Родина

Корректоры: Л. Брахннна и А. Степанова

Тсхред И. Михайлова

Редактор 3. Ходакова

Заказ 366/2

Подписное

Изд. № 343 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2