Циркуляционная система буровых установок

 

Сеюв Сееетскнк

Сециалнстичвскня

Республнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 25-10 ° 79 (21) 2832491/22-03 с присоединением заявки ЙУ(23) Прморитет—

Опубликовано .30.1081. Бюллетень È9 40

Дата опубликования описания 301081 (Я)М КлЗ е 21 В 21/0$

Гесудярствсняый квиятет

СССР па Асяэи язОбрстаяяя я открытяя (53) УДК 622.248. ..144.2(088.8) Б.И.Курочкин, В.К.Ларионов, H A.Àíòîíîâ, В.И.Иасич, Р.Х.Фаткуллин, Т.Н.Бикчурин, В Г.Жжоно

Н.И.Охрименко, И.В.Алексеев, Г.E.Èñàåâ, П. .Шафй@(@

P.Ã.Ñàãàäååâ и М.Н.Алвксаидров ®4ф (72) Авторы иэобретени я

l3 " ъа

@АФ

УЕХИЖЖЭ, Всесоюзный ордена Трудового Красного Зн и Щ4фщ7Е исследовательский институт буровой техник (71) Заявитель (54 ) ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к циркуляционным системам буровик установок, используемых для приготовления тампонажных смесей, применяемых в бурении при ликвидации поглощений промывочной жидкости.

Известна циркуляционная система, включающая цементировочные и смесительные агрегаты, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, приемные емкости, позволяющая осуществлять приготовление тампонажной смеси, применяемой при изоляционных работах в скважине.

По этой схеме наполнитель вводят в тампонажную смесь через малую тампонажную емкость цементировочного агрегата, а затем эакачивают в скважину 53 .

Наиболее близкой к предлагаемой является циркуляционная система буровых установок, содержащая буровой насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, манифольд, приемную емкость, желоб и блок очистки,, вклю" чающий вибросито и сепаратор t23, Однако известные системы не позволяют обеспечить закачку в скважину тампонажной смеси с высоким содержанием наполнителя (более 5-108), так как имеет место нарушение герметичности в клапанной коробке насоса.

Из-эа малой концентрации наполнителя в буровом растворе, получаемые тампонажные смеси обладают низкой закупоривающей способностью. 9то ведет к большим затратам времени на

10 ликвидацию поглощени . и большим расходам носителя наполнителя — бурового раствора. Так, в среднем на изоляцию одной зоны поглощения по данным

Лениногорского УБР расходуется более

00-150 м бурового раствора.

Цель изобретения - повышение степсни содержания наполнителя в буровом растворе при ликвидации поглощения.

Поставленная цель достигается тем, 20 что циркуляционная система снабжена, дополнительньв4 сепаратором, установленным в нагнетательном трубоПроводе, причем центральный выход сепаратора соединен с приемной емкостью, а боковой выход — с манифольдом.

Кроме того, сепаратор выполнен в виде двух концентрично расположенных труб со свободно размещенными между ниии спиральными лопастями с лопат30 ками, причем внутренняя труба в эо876954 н.з лопаток имеет отверстия, а лопатки выгнуты в направлении вращения.

На выходах из сепаратора установлены управляемые дроссели.

На фиг.1 изображена циркуляцнзнная система, общий ьид, на фиг,2 сепаратор, разрез; на фиг.3 — разрез

А-A на фиг.2; на -фиг.4 - разре"- Б-Б на фиг.2.

Циркуляцион ап система состоит из приемной емкости 1, буровых насосов

2, сепаратора 3, скважины 4, вибрационного сита 5, гидроциклонной установки 6, многопозиционного пробкового крана 7, управляемых дросселей

8, а также всасывающего трубопровода

9, нагнетательного трубопровода 10 и

11, линии 12 отвода бурового раствора без наполннтеля, линии 13 отвода бурового раствора из скважины.

Между трубопроводами 10 и 11 установлена байпасная линия 14 с задвижками 15 и 16. Многопозиционный пробковый кран 7 и батарея сменных штуцеров 8 позволяют осуществлять отбор необходимого количества бурового раствора без наполнителя и поддерживать необходимое давление в нагнетательной линии буровых насосов, Сепаратор, установленный в нагнетательном трубопроводе, состоит иэ scopnyca 17 с двумя крышками 18 и 19.

В корпусе 17 ввернуты входной патрубок 20 и выходной патрубок 21 с обратным клапаном 22. Внутри корпуса

17 неподвижно установлена труба 23, имеющая на противоположном конце от входного патрубка отверстия 24. Между корпусом 17 и трубой 23 свободно установлена спиральная лопасть 25, скрепленная кольцами 26 и тягами 27.

В зоне отверстий 24 трубы 23 спиральная лопасть выполнена в виде лопаток

28, расположенных параллельно оси устройства с минимально возможным зазором с трубой 23, причем лопатки

28 выгнуты в направлении вращения спиральной лопасти для лучшего отделения наполнителя. К торцу лопаток

28 приварено кольцо 29, на внешней стороне которого установлен упорный подшипник скольжения 30.

Процесс разбуривания непроницаемых пород осуществляется при открытой задвижке 15 и закрытых задвижке 16 и пробковом кране 7, т.е. циркуляционная система работает .по обычной схеме - буровой насос 2 всасывает буровой раствор иэ приемной емкости

1 и направляет его по нагнетательному трубопроводу 10, 14 и 11 в скважину 4 ° Из скважины 4 раствор по желобной системе возвращается в приемную емкость 1, пройдя при этом через вибросито 5 и гидроциклон б, где он очищается от выбуренной породы.

Вскрытие поглощающего горизонта производят роторным способом буре

55 еО

65 живается некоторое избыточное давление для осуществления рабочего про цесса сепарирования. Буровой раствор, проходя между корпусом 17 и трубой

23, приводит во вращение свободно установленную спиральную лопасть 25 с лопатками 28. За счет центробежных сил, возникающих при вращении лопаток

28, наполнитель, содержащийся в растворе, отбрасывается на периферию к корпусу 17, а у поверхности трубы 23 будет двигаться буровой раствор беэ наполнителя. Таким образом, буровой раствор беэ наполнителя попадает ния. При этом буровой раствор в приемной емкости 1 обрабатывают наполнителем, например опилками. Концентрацию наполнителя в буровом раство"..е доводят до 5-10%, т.е. до предела„ выше которого невозможно прокачивать буровой раствор через насос Д.

Закрывают задвижку 15, открывают задвижку 16 и осуществляют прокачивание раствора с наполнителем через сепаратор 3. Открывают пробковый кран

7 и устанавливают его в положение, при котором поток бурового раствора без наполнителя направляется через один из штуцеров 8 батареи, обеспечивающее поддержание необходимого 5 давления в нагнетательном трубопроводе 10 и 11 и требуемый отбор <урового раствора без наполнителя.

При прокачивании бурового раствора через сепаратор 3 происходит раз20 деление его потока (фиг.1) . Часть бурового раствора без наполнителя, пройдя в полость внутренней трубы 23 через отверстия 24 (фиг.2), направляется по трубопроводу 12 через кран

2 7 и штуцера 8 в приемную емкость 1 для вторичного использования (фиг.1) .

Другая часть бурового раствора с. повышенной концентрацией наполнителя из сепаратора 3 поступает в нагнетаЗО тельный трубопровод 11 и далее в скважину 4 к зоне поглощения (фиг.1) .

Таким образом, концентрация наполнителя в буровом растворе доводится до

30-40%, т.е. до величины, при которой буровой раствор еще можно прокачивать по трубам. Из скважины буровой раствор по желобной системе 13 через вибросито 5 и гидроциклон 6 поступает в приемную емкость 1.

Циркуляционная система работает

40 следующим образом.

При ликвидации зоны полного поглощения бурового раствора буровы@ насосы закачивают в скважину раствор по бурильным трубам с пакером практически без давления.

В сепаратор буровой раствор с

5-10%-ным содержанием наполнителя подается по входному патрубку 20 и проходит между корпусом .17 и трубой

23 к выходному патрубку 21 с обрат,ным клапаном 22. За .счет обратного клапана 22 внутри сепаратора поддер876954 внутрь трубы 23 через отверстия 24, а раствор с повышенной концентрацией наполнителя (до 30-40%). выходит ерез патрубок 21. В процессе фильтрации раствора через отверстия 24 воз- можны случаи закрытия этих отверстий коркой наполнителя. Лопатки 28, .установленные с небольшим зазором относительно трубы 23, выполняют функцию скребков; счищая с трубы 23 корку наполнителя.

В ходе операции по изоляции пласта о буровым раствором .с высокой концентрацией наполнителя будет повышаться давление на буровых насосах. Поэтому для поддержания рабочего процесса в сепараторе на выходе внутренней тру- >5 бы установлен .многопозиционный пробковый кран 7 (фиг.1) и управляемые дроссели 8. При небольшом давлении в циркуляционной системе поток бурового раствора без наполнителя через Щ кран 7 направляют в штуцер с большим диаметром проходного отверстия. По мере увеличения давления пробковым краном 7 переключают поток бурового раствора без наполнителя на штуцера с меньшими диаметрами проходных. отверстий. Таким образом достигается поддержание необходимого давления в циркуляционной системе и отбирается необходимый объем бурового раствора без наполнителя.

Технико-экономический эффект от приМенения. изобретения заключается в приготовлении и закачивании в зону поглощения бурового раствора с высокой концентрацией наполнителя, что позволит сократить время на проведение операции. Кроме того, поскольку отобранный буровой раствор без наполнителя, поступая в приемную емкость, снова становится;юсителем наполни- QQ теля, значительно сокращается объем

У бурового раствора, еобходимого для изоляции зоны поглощения.

Формула изобретения

1. Циркуляционная система буровых установок, содержащая буровой насос, всасывающий и. нагнетательный трубопроводы, манифольд, приемную емкость, желоб и блок очистки, включающий вибросито и сепаратор, о т л и— ч а ю щ а я с я тем,. что, с целью повышенчя степени содержания наполнителя в буровом растворе при ликвидации поглощения, она снабжена дополнительным сепаратором, установленным в нагнетательном трубопроводе, причем центральный выход сепаратора соединен с приемной емкостью, а боковой выход — с манифольдом.

2. Система по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что сепаратор выполнен в в".:де двух концентрично расположенных труб со свободно размещенными между ними лопастями с ло-. патками в нижней части, а внутренняя труба в зоне лопаток имеет отверстия, причем лопатки выгнуты в направлении вращения.

3. Система по п!1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью поддерживания необходимого давления в нагнетательном трубопройоде, на выходах из сепаратора установлены управляемые дроссели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Инструкция по применению наполнителей для предупреждения и лик- видации поглощения промывочной жидкости. ВНИИОЭНГ, М., 19бб.

2. Справочник инженера по бурению. Под ред. В.И.Мищевича. М., "недра", 1973, т.1, с.387-390 (прототип).

В 76954

И 25 2

Фиа5

ВНИИПИ Заказ 9543/44 Тираж 630 Подписное й» ,Филиал ППП Патент, г.ужгород,:ул.Проектная,4