Регулятор скорости спуска колонны скважинных труб для гидрофицированной буровой установки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскив

Социалистических

Республик

Е П! ЛЬСТВМ (61) Дополнительное K 6I Y. саид-ву (22) Заявлено 080280 (21) 2880274/22-03 с присоединением заявки Ио

Е 2 В 19/00

Государственный коинтет

СССР яо дмаи нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1081. Бюллетень И9 40

Дата опубликования описания 30. 10, 81 (- з)ИЖ622.242-52

° ° ° (088.8) Н.П.Уманчик, А.П.Захаров, Б.Н.Богомазов, В.Н.Ермолаев

1 и И.И.Розин -: С "

- " 4Ф;@,,», 1/ с. г,, !уу, О -) йфф У г-. „; ф

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-,Ящн тру1 торский институт нефтяного машинбстроейй Тф( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ СПУСKA КОЛОННЫ

СКВАМИННЬЫ ТРУБ ДЛЯ ГИДРОФИЦИРОВАННОЙ

БУРОВОЙ УСТАНСВКИ !

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам регулирования скорости спуска колонны труб при проведении спуско-подъемных операций в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для управления гидроподъемником, включающее дросселирующий клапан, два сервоцилиндра с поршнями и профильный копир (1) .

К недостаткам данного устройства следует отнести недостаточную надежность иэ"эа наличия сложного узла соединения копира со штоками дроссе- 15 лирующего клапана и сервоцилиндра уп-. равления, сложность точного изготовления копира и наладку устройства в целом.

Цель изобретения — повышение на- 2О дежности автоматического спуска колонны скважинных труб по заданному закону и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем гидр .в-. э —. 25 лический цилиндр, дросселирующий клапан и сервоцилиндр; дроссельный клапан выполнен в виде цилиндра.с отверстиями и с золотяиком и тем, что устройство снабжено концевым выключа- ЗО телем и поплавком, расположенным на наружной поверхности цилиндра, причем нижняя полость дросселирующего клапана посредством трубопровода с клапаяом сообщена с полостью сервоцилиндра, а поплавок установлен с возможностью взаимодействия с концевым выключателем, который связан с клапаном трубопровода.

На фиг.1 показан регулятор, общий вид; яа Фиг.2 — график полного цикла изменения скорости спуска (Чсп ) скважиняых труб (t).

Регулятор скорости спуска колонны скважинных труб состоит из гидроцилиндра 1 с поршнем 2 и штоком 3, трубопровода 4, имеющего вентиль 5 и соединяющего нижнюю часть гидроцилиндра 1 с верхней частью дроссели" рующего клапана 6, который прикреплен внутри емкости 7 к ее верхней час н с отверстием 8. Дросселирующий клапан 6, имеющий внутри пустотелый золотник 9, снабжен отверстиями 10.

Трубопровод. 11 с вентилем 12 и электромагнитным приводом 13 соеди" яяет полость дросселирующего цилиндра 6 с сервоцилиндром 14, имеющем отверстие 15. Внутри емкости 7 помещен поплавок 16,. который взаимодействует

876950 .:. концевым выключателем 17, подающим сигнал на электромагнитный привод rio кабелю 18. Для слива рабочей жидкости из емкости 6 предусмотрены вентиль 19 и трубопровод 20„

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении поршень 2 находится н верхней части гидроцилиндра,l. Вентиль 5 закрыт. Золотник 9 под действием жидкости иэ серноцилиндра 14 (нентиль 12 открыт) находится в верхней части дросселирующего клапана б, перекрывая тем самым отверстия 10. Емкость 7 пуста и поплавок 16 находится в крайнем нижнем положении, опирающимся на бурт дросселирующего цилиндра. Концевой выключатель 17 подготовлен к работе. Вентиль 19 закрыт. Перед спуском колонны труб открывается вентиль 5. Шток

3 с поршнем 2, двигаясь вниз, вытесняет рабочую жидкость из гидроцилиндра 1, по трубопроводу 4 в дросселирующий клапан б. Под действием напора поступающей рабочей жидкости в клапан 6 золотник 9, отжимаясь вниз, открывает постепенно отверстия различного сечения 10 в дросселирующем клапане б и тем самым перепускает рабочую жидкость в емкость 7 . при этом жидкость из-под золотника 9 нытесняется по трубопроводу 11 в цилиндр

14. Через отверстие 8 н емкости 7 и к отверстию 15 н сервоцилиндре 14 ныпускается воздух, вытесняемый поступающей жидкостью.

Таким образом, заданная скорость вначале спуска колонны скважинных труб (стадия разгона, см. участок Х на фиг.2) обеспечивается за счет величины и расположения отверстий 10 в дросселирующем клапане б, открываемых золотником 9, а также от его скорости перемещения, которая регулируется в зависимости от веса колонны, труб путем открытия вентиля 12.

Установившаяся скорость спуска (V c, см. уч. 1I. фиг .2) достигается с того момента, когда золотник 9 до конца опускается в.дросселирующем клапане 6 и открывает в нем полностью все отверстия 10 для слива рабочей жидкости н емкость 7 иэ гидроцилиндра 1.

При дальнейшем продолжении спуска колонны труб (в начале торможения) уровень поступающей жидкости н емкость 7 повышаясь начнет приподнимать поплавок 16, который по мере .поступления жидкости (по мере повышения уровня) будет всплывать и постепенно перекрывать отверстия 10 в клапане б.

В момент полного перекрытия отверстий 10 вся рабочая жидкость будет вытеснена из-под поршня 2 гидроцилиндра 1 и движение поршня 2 прекратится.

Одновременно поплавок 16 производит включение концевого выключателя

17, который по кабелю 18 с помощью электромагнитного привода 13 перекрывает вентиль 12 на величину, пропорциональную весу наращиваемых труб.

Таким образом, в процессе торможения скорость движения поршня 2 со штоком

3, а следовательно и скорость спуска колонны труб, снижаются (до полного останова) за счет постепенного перекрытия отверстий 10 (в порядке обратном при разгоне) поднимающимся поплавом 16 (см. Уч. III фиг.2) . KpoMe того, изменение скорости спуска в период торможения может быть достигну-то регулиронанием скорости подъема поплавка 16 частичного слива поступающей жидкости иэ емкости 7 через вентиль 19 трубопровода 20.

Подготовка регулятора к новому

Щ циклу спуска происходит автоматически при сливе рабочей жидкости из емкости 7. При полном открытии вентиля 19 нся рабочая жидкость сливается по трубопроводу 20 в приемную емкость, 50

Формула изобретения

Регулятор скорости спуска колонны скважинных труб для гидрофициррваныой буровой устанонки, включающий гидравлический цилиндр,. дросселирующий клапан, сервоцилиндр, о т л и-.

55 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения .надежности, дроссельный клапан выполнен н виде цилиндра с отверстием и"с золотнИком и снабжен концевым выключателем и поплавком, расположенным на наружной поверхности цилиндра, причем нижняя полость дросселирующего клапана посредством тру25 при этом попланок 16 опускается нниэ до посадки его на уступ в дросселирующем клапане 6, а концевой выключатель 17 вновь подготавливается к работе. Одновремейно пустотелый золотник 9 под действием рабочей жидкости, перетекающей по трубопроводу 11 из сервоцилиндра 14, поднимается вверх и перекрывает отверстия.10.

Регулятор скорости спуска колонны скнажинных труб для гидрофицированной буровой установки исключает механическую связь, которой свойствен- на сложность изготовления, монтажа и регулировки, а также низкая точность регулирования спуска иэ-за на4О личия в ней истирающихся деталей.

Применение регулятора: повысит надежность проведения операции спуска колонны труб в скважину в автомати" ческом режиме и, кроме того, позволит снизить стоимость эксплаутации и ремонта оборудования для проведения спуско-подъемных операций.

87 6950 бопровода с клапаном сообщена с полостью сервоцилиндра, а поплавок установлен с воэможностью вэаимодсйствия с концевым выключателем, который свяэан с клапаном трубопровода .

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство .СССР

9 177 371, кл. E 21 В 19/00, 1964 °

876950

° Ьиг.2

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9543/44

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

Составитель Г.Данилова

Редактор Е. Лушникова Техред Л. Пекарь Корректор Г.Огар