Устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1» 734404 (6I) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 20.12.77 (21) 2557545/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) П р иор итет— (51) М. Кл. -

Е 21 В 49/00

Государственный комитет (53) УДК 622.245..7 (088.8) Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ф. Х. Камалов, И. В. Иванов, В. И. Портнов и Е. К. Поздеев

Всесоюзный научно-.исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОЛОННЫ

БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ЖИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к устройствам. применяемым при испытании скважин трубными пластоиспытателями для частичного заполнения жидкостью колонны пустых труб с целью предотвращения смятия их и создания заданной депрессии на пласт.

Известно устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью, включающее корпус и втулку, перекрывающую каналы корпуса (1) .

Недостатком его является потребность в дополнительных технических средствах для закрытия впускных отверстий созданием давления в трубах.

Известно также устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью при испытании скважин, содержащее корпус с радиальными каналами, установленную в нем дифференциальную втулку с фиксирующим элементом (2).

К недостаткам прототипа относится неточность заполнения труб, достигающая 30% от расчетного уровня (нижний уровень — результат преждевременного срезания шпилек под влиянием инерционных сил давления жидкости в трубах при посадках и подъемах инструмента на устье в процессе наращивания труб, а верхний уровень из-за черезмерно прочных шпилек); неудобство в эксплуатации, так как требуется дополнительная затрата времени и сил, чтобы разобрать устройство, подобрать. оттарировать шпильки на расчетное срезное усилие и установить их.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем предотвращения срабатывания его при кратковременном повышении внутритрубного давления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено размещенными в корпусе верхним дифференциальным и нижним полыми штоками, связанными между собой резьбой, причем над верхним штоком установлена пружина. а нижний выполнен с кольцевой проточной для взаимодействия с фиксатором и свободным концом выведен за габариты корпуса.

При этом между верхним штоком и корго пусом установлено гидротормозное реле, а дифференциальная втулка выполнена подпружиненной.

На чертеже показано устройство для заполнения колонны бурильных труб жидко734404

И стью в транспортном положении, в процессе спуска в скважину.

Устройство содержит корпус 1 с радиальными каналами 2.

Внутри корпуса помещен в уплотнениях дифференциальный верхний полый шток 3 с гидротормозным реле времени 4 и плавающими поршнями 5 и 6. Полый шток 3 образует с корпусом 1 рабочие полости: а— воздушная камера; б и в — масляные камеры; г — полость, сообщающаяся с затрубным давлением.

С одного конца полый шток 3 поджат регулировочной пружиной 7, другим концом связан резьбой с перфорированным нижним полым штоком 8. Последний имеет кольцевую проточку д, щели е и выходит из корпуса с нанесенными на поверхности конусными делениями.

Внутри корпуса помещена запорная дифференциальная втулка 9 с кольцевой проточкой и с уплотнениями, поджатая возвратной пружиной 10 и фиксированная в упорной гильзе 11 стальными шарами 12 — фиксирующими элементами.

Корпус 1 образует с запорной дифференциальной втулкой 9 воздушную камеру ж и указатель 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину устройство регулируется на требуемый уровень заливки. Для этого полый шток 8 вращают в резьбе дифференциального полого штока 3 и устанавливают соответствующее заданному уровню заливки деление полого штока против указателя 13 в торце корпуса 1.

При этом кольцевая проточка д устанавливается на расстояние (от гнезда с шарами 12 упорной гильзы 11. Это расстояние соответствует ходу штока 3 вверх, поджимаемого пружиной 7 с силой, равной давлению уровня залитой жидкости в трубах на дифференциальную площадь в уплотнениях 14.

Во время спуска устройства в скважину затрубная жидкость через каналы 2 заполняет внутреннюю полость труб.

По мере углубления нарастающее давление на дифференциальную площадь в уплотнениях 14 движет полый дифференциальный шток 3 вместе с полым штоком 8 вверх (благодаря наличию воздушной камеры а), преодолевая сопротивление регулировочной пружины 7.

При этом движение полого штока 3 осуществляется плавно и замедленно за счет принудительного перетока масла в камере б сверху вниз через капиллярный канал гидротормозного реле 4, который в этот момент прижат своим торцом к кольцевому выступу штока 3. Этим предотвращается преждевременный выбор хода E при кратковременных индукционных перегрузках от давления жидкости в трубах, многократных подь10

1S

29 и

36

33

4О

4s емах и посадках инструмента на ротор в процессе наращивания труб.

В момент совмещения кольцевой проточки д штока 8 с шарами 12 последние выдавливаются в эту проточку запорной дифференциальной втулкой 9, которая также находится под авлением жидкости, передающейся через полость г и плавающий поршень 6 в масляной камере в.

Освобожденная от шаров 12 запорная дифференциальная втулка 9, неуравновешенная в уплотнениях 15 движется вниз, преодолевая сопротивление пружины 10, и перекрывает канал 2. С этого момента спуск устройства продолжается на пустых трубах.

При подъеме инструмента выше устройства давление внутри труб и в затрубном пространстве уменьшается и достигает величины, когда его сила на запорную втулку

9 становится меньше силы сжатой пружины 10. Под действием этой пружины запорная втулка перемещается вверх, каналы г открываются, внутренняя кольцевая проточка 3 совмещается с шарами 12, которые выдавливаются в эту проточку под действием давления штока 3, возвращающегося в исходное положение сжатой пружиной.

Устройство на поверхности автоматически готово к повторному спуску, если не меняется уровень заливаемой жидкости.

При изменении, уровня заливки, необходимо вращать регулировочный полый шток

10, устанавливая ход E. Увеличение 1. соответствует большему уровню заливки, уменьшение — меньшему уровню.

Формула изобретения

1. Устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью при испытании скважин, содержащее корпус с радиальными каналами, установленную в нем дифференциальную втулку с фиксирующим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем предотвращения срабатывания его при кратковременном повышении внутритрубного давления, устройство снабжено размещенными в корпусе верхним дифференциальным и нижним полыми штоками, связанными между собой резьбой, причем над верхним штоком установлена пружина, а нижний выполнен с кольцевой проточкой для взаимодействия с фиксатором и свободным концом выведен за габариты корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между верхним штоком и корпусом установлено гидротормозное реле.

3. Устройство по п. 1, отличающееся

"тем, что дифференциальная втулка выполнена подпружиненной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 251508, кл. E 21 В 47/06, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 206477, кл. E 21 В 49/02, 1966 (прототип).

734404

Составитель Ф. Камалов

Редактор Г. Мозжечкова Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2028/41 Тираж 626 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4