Устройство для автоматического долива скважины жидкостью Советский патент 1983 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к циркуляционной системе бурового оборудования и может найти применение при бурении нефт5гньп{ и газовых скважин. Для предотвращения снижения гидростатического давле.ния на стенки скважин, приводящего к обвалу, выбросам и газонефтеводопроявлениям при подъеме бурильного инструмента из скважины, необходим долив бурового раствора в нее с целью поддержания заданного гидростатического давления на станке скважины. Известно устройство для долива скважин при подъеме бурового инструмента, состоящее из бака с расположенным в нем цилиндром с двумя отверстиями , в котором перемещается . плунжер-золотник. Плунжер приводится в движение пневмоцилиндром, включае.мым с помощью реверсивного пневмопереклкзчателя IJ. Нед:(остатком данного устройства яв ляется невозможность дозировки объема растворав зависимости от наружно го и внутреннего диаметров труб и ДJШHы свечи, сложность изготовлени; золотг-шкового клапана, а также отсутствие принудительной продавки жид кости воздухом. Известно также устройство для автоматического долива скважины жидкостью, содержащее основную и дозирующую емкости, соединенные между собой и устьем скважины дозирующим трубопроводом, пневмоцилиндр, подпор шневая полость которого сообщена напорной линией с пневмолинией буровой установки, а шток поршня имеет коаксиально установленные на нем впускной и сливной клапаны, размещенные на входе и выходе дозирующей емкости и шиберный узел 2 . Данное устройство позволяет произ водить долив скважршы точно дозированным объемом. Однако при использовании различных бурильных колонн, объема дозировочной емкости может не хватить или, наоборот, будет-ее изли шек, что приведет к переливу. Кроме того, для более надежного . долива не обеспечивается принудитель ная продавка жидкости воздухом, из-з чего часть жидкости может не успеть вылиться из дозирующей емкости в скважину, что снижает надежность осуществления долива, а также большо расход воздуха. Целью изобретения является снижение расхода сжатого воздуха и повыше ние надежности осуществления долива, а также регулирование объема дозиру.ющей емкости. Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического долива скважины жидкостью, содержаще основную и дозирующую емкости, соеди ненные между собой и с устьем скважины дозирующим трубопроводом, пневмоцилиндр, подпоршневая полость которого сообщена напорной линией с пневмолинией буровой установки, а штоки поршня имеют коаксиально установленные на .нем впускной и сливной клапаны, размещенные на входе и выходе дозирующей емкости, fi шиберный узел, снабжено двумя пневмобаллонами, один из которых установлен в напорной линии, а другой - в дополнительной пневмолинии, сообщенной с дозирующей ем1 остьго, и двухпозиционным краном, сообщающим в одном положении пневмобал:лоны между собой, а в другом - пневмобаллон напорной линии с пневмолинией буровой установки, ,а пневмобаллон дополнительной пневмолинии - с атмосферой, причем поршень пневмоцилиндра подпружинен со стороны подпоршневой полости. Одна стенка дозирующей емкости 1выполненс1 с „возможностью перемещения. На фиг.1 показана дозирующая емкость, ПРОДОЛЬНЫЙ разрез; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.З - общая схема обвязки устройства пневмогидрои паровыют линиями. Устройство состоит (фиг.1) из дозирующей емкости 1, которая соединена дозирующим трубопроводом с нижней частью основной емкости 2. Для лучшего перемешивания промывочной жидкости вывод 3из емкости предусмотрен наклонным. Емкость 1 имеет цилиндрический прилив 4, в котором расположена подвижная стенка в виде поршня 5. К последнему крепится винт 6, ввин- : ченный в ступицу штурвала 7. Последний входит в цилиндрическую расточку лапы 8,. в которой от осевого перемещения он удерживается болтом 9.Винт 6 удерживается- от вращения болтов 10. На наружной поверхности прилива 4 имеется шкала 11-для определения порции жидкости при дозировании в зависимости . от диаметра, длины, толщины свечи. Внутри дозирующей емкости устанавливается шток 12, открыв ающий или закрывающий клапаны сливной 13 и впускной 14, расположенные в боковинах емкости на выходе и входе ее соответственно. Система приводится в действие силовым пневмоцилиндром с поршнем 15, к которому-подведена напорная линия 16, внутри цилиндра помещена возвратная пружина .17, дополнительная пневмолиния 18 (фиг.2/ через задвижку 19 соединена с атмосферой. Используется кран включения 20 пневмомуфты ЩПМ1070 буровой лебедки 21 и разрядник 22. На отводе линии от пневмомуфты устанавливается задвижка 23. Сливной клапан 13 соединен дозирукяцим трубопроводом 24 со скважиной. Для регулирования скорости слива на дозирукяде л трубопроводе 24 установлен шибер 25 с указательной стрелкой 26 поворота его и шкалой 27. Для слива переливающейся из скважины жидкости предусмотрен сливной патрубок 28. Для обогрева пневмосистемы, сливных линий и дозирующей емкости используется пар от котельной установки, буровой. Пар подается по 1,1/2 трубочкам 29 и 30, которые проложены вдоль пневмо- и сливных ли НИИ, а также пневмоцилиндра, и doBместнр с ними обмотаны теплоизолирующим материалом. Для обогрева дозирунидей емкости внутри нее предусмотрен паровой змеевик. Для очистки от шлама - люк 31.. i По пневмолинии 32 от пневмосистемы буровой установки поступает сжатый воздух в кран 20. Между задвижко 23 и пневмЬцилиндррм с поршнем 15 установлены двухпозиционный кран 33 и дополнительный пневмобаллон 34. Выкид крана 33 соединен с вспомогательным пневмобаллоном 35 в дополнительной пневмолинии 18. Скважина 36 соединена с приемной емкостью 37. В штоке цилиндра имеется отверстие 38. Устройство работает следующим образом. Перед началом подъема труб из скважины, в зависимости от диаметра, толщины стенки труб бурильной свечи и ее длины, с помощью штурвала 7 устанавливают устройство на определенный объем долива. После чего задвижкой 23 включают пневмосистему, связанную с линией включения пневмомуфты лебедки. При этом в период вклю,ченной{ пневмому.фты силовой пневмоцилиндр с поршнем 15 через свой шток открывает впускной клапан 14 и закры вает сливной клапан 13. Жидкость через клапан 14 поступает в емкость 1, После выключения пневмомуфты воздух из пневмоцилиндра выйдет и силовой пружиной 17 клапан 14 закроется, а сливной клапан 13 откроется для очередного заполнения скважины и т.д. Дозировочная емкость сообщается с атмосферой через пневмобаллон 35 и кран 33, который в процессе заполнения емкости сообщается с атмосферой, а при доливе жидкости в скважину - с напорной линией 16 для обеспечения продавливания последней, при этом используется сжатый воздух, находящийся в пневмобаллоне 34. Устройство имеет возможность в случае необходимости постоянно подливать жидкость, для этого клапаны удерживают в открытом положении, а жидкость из емкости 2 через емкость 1 потечет по дозирующему трубопроводу 24 в скважину 36. При этом излишняя жидкость, переполнив скважину, по сливному патрубку 28 будет переливаться в приемную емкость 37. Для удержания- клапанов 13 и 14 в открытом положении в отверстие 38 штока пневмоцилиндра с поршнем 15 вставляется штифт, не дающий возможность поршню пневмоцилиндра под действием пружины 17 переместиться в свое крайнее положение. При пося оянном доливе пользуются шибером 25, который устанавливается на определеннук скорость движения жидкости через него. Система обеспечивает принудительную подачу жидкости в скважину с помощью сжатого воздуха следующим образом. После того, как выключили пневмомуфту буровой лебедки 21, лебедки и клапан - разрядник 22 соединили пневмолинию до крана 33 .с атмосферой, поршень пневмоцилиндра силой пружины 17 начнет вытеснять воздух из пневмоцилиндра с поршнем 15 и пневмобаплона 34. Вто же время кран 33 соединит пневмобаллон 34 с пневмобаллоном 35, пневмрлинией 18 и дозирующей, емкостью. Произойдет продавка жидкости в дозирующей емкости сжатым воздухом пневмоцилиндра и пневмобаллона 34 в 36. Предлагаемое устройство позволяет более надежно осуществлять долив скважины, причем болев быстро и при использовании буровых колонн различных типоразмеров, и с меньшим расходом сжатого воздуха от пневмолинии буровой установки, вследствие чего давление в ней не снижается.

/.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС- . КОГО ДОЛИНА СКВАЖИНЫ ЖИДКОСТЬЮ, со- . держащее основную и дозирующую емкости, соединенные между собой и с устьем-скважины дозирующим трубопроводом, пневмоцилиндр, подпоршневая полость которого сообщена напорной линией с пневмолинией буровой установки, а шток поршня имеет коаксиально установленные на нем впускной и сливной клапаны, размещенные на входе и выходе дозирующей емкости, и шиберный узел, отличающее.с я тем, что, с целью снижения расхода сжатого воздуха и повышения надежности осуществления долива, оно снабжено двумя пневмобаллонами, один из которых установлен в напорной линии , а другой - в дополнительной пневмолинии, сообщенной с дозирующей емкостью, и двухпозиционным краном, сообщающим в одном положении пневмобаллоны между соббй, а в другом .пневмобаллон напорной линии с пневмо1 линией буровой установки, а пневмо баллон дополнительной пневмолинии - с атмосферой, причем поршень пневмоци § линдра подпружинен со сторонй надпоршневой полости. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью регулирования объема дозирующей емкости, одна стенка последней выполнена с возможностью перемещения.