Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B21/00 

и колонковом снаряде в период отсасывания воздуха из внутренней полос ти колонны бурильных труб; на фиг. 2 - то же, в период соединения внут ренней полости колонны бурильных труб с атмосферой; на фиг. 3 - то же, в период восстановления уровней промывочной жидкости в колонне бурильных труЬ и в затрубном простран стве путем нагнетания в полость тру воздуха, Оборудование при использовании способа состоит из колонкового снаряда 1 с внутренней шламовой трубой 2 и породоразрушающим наконечником 3. Другим концом колонковый снаряд 1 герметично соединен с колонной бурильных труб 4 посредством клапан ного переходника 5, имеющего входны 6 и выходные 7 клапаны. Отверстия входных клапанов 6 соединяют внутранние полости колонкового снаряда и клапанного переходника 5. Отверст выходных клапанов 7 соединяют внутреннюю -полость клапанного переходни ка 5 с затрубным пространством сква жины 8. tta поверхности, внутренняя полость колонны бурильных труб 4 че рез сальник-вертлюг 9 и воздухораспределитель 10 герметично соединена с входным патрубком вакуум-насоса 1 Выходной патрубок 12 вакуум-насо са 11 соединен через воздухораспределитель 10 с внутренней полостью к лонны бурильных труб 4 и патрубком 13 с атмосферой, Призабойную обратную циркуляцию промывочной жидкости осуществляют) следующим образом. Вакуум-насосом 11 при положении воздухораспределителя 10 скважинавакуум-насос-атмосфера фиг. 1) чер оальник-вертлюг 9 из внутренней полости колонны бурильных труб 4 отса сывают воздух. При этом за счет пониженного давления во внутренней по лости клапанного переходника 5 открываются входные клапань б. Промывочная жидкость за счет разности давлений во внутренней полости коло ны бурильных труб 4 и затрубном про странстве скважины 8, омывая породе разрушающий наконечник 3, устремляется из затрубного пространства 8 во внутреннюю полость колонкового снаряда 1. Крупные частицы шлама, выносимые потоком промывочной жидкости из-под торца породоразрушающего наконечника 3, оседают во внут ренней шламовой трубе 2. Проходя че рез отверстия входных клапанов б, промывочная жидкость поднимается дальше по внутренней полости колонн бурильных труб 4. При этом происходит понижение уровня промывочной жидкости в затрубном пространстве скважиныв по сравнению с уровнем в колонне бурильных труб 4. По достижении заданной степени вакуумизации воздухораспределитель 10 устанавливают в положение атмосфера-скважина (фиг. 2), и воздух из атмосферы устремляется по патрубку 13 воздухораспределителя 10 через сальник-вертлюг 9 во внутреннюю полость колонны бурильных труб. За счет ра-зности уровней промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве скважины 8 происходит закрытие входных труб б и открытие выходных 7 клапанов. Промывочная жидкость из внутренней полости колонны бурильных тЕ)уб 4 отводится в затрубное пространство скважины 8, В момент, когда давление воздуха во внутренней полости колонны бурильных труб 4 сравняется с атмосферным, т.е. когда промывочная жидкость из внутренней полости колонны бурильных труб 4 начинает отводиться в затрубное пространство скважины 8, производят переключение воздухораспределителя 10 в положение атмосфера-ва- куум-насос (в режиме компрессора) скважина (. 3) . При таком положении воздухораспределителя 10 воздух из атмосферы через патрубок 13 засасывается вакуум-насосом 11 и под| давлением по выходному патрубку 12 через воздухораспределитель 10 и сальник-вертлюг 9 подается во внутреннюю полость бурильных труб 4.В результате процесс восстановления уровней промывочной жидкости в затрубном пространстве скважины 8 и колонне бурильных труб 4 ускоряется в 3-4 раза. После восстановления уровней процесс вакууйизации периодически повторяется. Интенсификация процесса призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин в крепких породах (7-iO категории по буримости) позволяет увеличить ресурс работы породоразрушающего наконечника, так как применение данного способа улучшает очистку, забоя скважины от шлама и увеличивает выход керна. Время на удаление промывочной жидкости из полости бурильных труб сокращается в 3-4 раза и более, а интенсивность промывки повышается в 1.4-1,7 раза. Применяемые вакуум-насосы марки ВВН-12 м для отсасывания воздуха из внутренней полости колонны бурильных труб могут работать как в режиме вакуум-насоса, так и в режиме компрессора. Последнее позволяет достичь поставленную цель с минимальными материальными затратами (совершенствование вoз yxopacпpeдeлитeльнoгo устройства) без пливлечения дополнительцрго оборудования.

Данный способ существенно улучшает стабильность раёоты клапанной системы в буровом снаряде из-за увеличения в нем величины перепадов давления.

Экономический эффект от применения данного способа промывки только за счет увеличения ресурса работы породоразрушающего инструмента составляет 52 тыс. руб.-в год. формула изобретения

Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин по авт. ев, 889826, отличающийся тем, что, с целью интенсификации Процесса призабойной циркуляции промывочной жидкости, после сообщения полости бурильных труб с атмосферой ее изолируют от воздействия атмосферы и в нее нагнетают воздух.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 889826, кл. Е 21 В 21/00, 1980 (прототип).