Генератор гидроимпульсов для ликвидации прихватов бурильных колонн Советский патент 1984 года по МПК E21B31/113 E21B28/00 

рл

сх 4;

|

1

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к инструментам для освобождения прихваченной в скважине бурильной колонны.

Известен генератор вибрации для ликвидации прихватов бурильных колонн, содержащий корпус и источник питания для создания колебаний бурильных колонн lj

Однако указанный генератор недостаточно надежен в работе, что связано с малой мощностью создаваемых в глубинах скважин малого диаметра колебаний.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор гидроимпульсов для ликвидации прихватов бурильных колонн, содержащий механизм вращени с полым валом и седлом под бросовый клапан и источник возбуждения колебаний 2 .

Однако известньй генератор также ненадежен в работе, что связано с малой мощностью возбуждаемых вибраций в системе колонны малого диаметра в условиях глубокого бурения, сложностью конструктивного исполнения отдельных узлов и деталей самого устройства, особенно в условиях загрязненной среды. Эти недостатки снижают эффективность применения генератора и не могут дать положительный эффект при освобождении системы колонны труб в условиях глубокого бурения.

Кроме того, золотниковая система возбуждения колебаний, которую используют для создания вибраций в системе бурильной колонны,.имеет много сложных узлов деталей и неработ способна в условиях тяжелых и глинистых растворов. В малых диаметрах скважин такая система не только не может работать, а если и срабатывае то не приводит к ощутимым вибрациям тяжелой прихваченной части колонны труб.

Цель изобретения - повьшение надежности в работе устройства и эффективности ликвидации прихватов в глубоких скважинах малого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе гидроимпульсов для ликвидации прихватов бурильных колонн, содержащем корпус, механизм вращения с полым валом и седлом под бросовьй клапан и источник колебаний, последний выполнен

84А122

в виде двух взаимодействующих дисков, один из которых размещен на валу и выполнен с эксцентричным выступом, в радиальном канале ко5 торого размещен подпружиненный шар, а другой диск размещ€ш концентрично в корпусе и имеет ребристую внутреннюю поверхность для взаимодействия с подпружиненным шаром.

0 На фиг.1 изображен предлагаемый генератор, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Генератор вибраций состоит из корпуса 1, полого вала 2 с седлом3 под запорный орган 4, гидравлических турбин 5 и кольцевых дисков 6 и 7. В радиальном канале эксцентричного диска 6 при помощи пружины 8 установлен подпружиненны шар 9. Вал 2 установлен в корпусе 1 при помощи замковых подшипников качения 10. Диск 6 жестко связан с валом 2, а диск 7 - с корпусом и на внутренней поверхности имеет ребристую поверхность (фиг.2) и диафрагму 11.

Генератор вибраций работает следующим образом. 30 .

На заданном участке бурильной

колонны, где по геологическому разрезу скважины предполагается возможный прихват инструмента, например, на высоте 200-400 м над бу ровым инструментом, устанавливают генератор вибраций. В процессе бурения скважины основная масса промывочной жидкости проходит через полый вал 2 и поэтому турбинами 5 не будет развита мощность для вращения полого вала 2, так как его статическое положение зафиксировано взаимодействием дисков 6 и 7 при .помощи подпружиненных шаров 9 и ребристой поверхностью наружного диска 7. Таким образом, вал 2 в процессе бурения скважины, т.е. .при сквозной циркуляции промывочной .жидкости, находится в тормозном режиме. Данный режим заранее легко выбирается рабочей поверхностью наружного диска 7 9 силой пружины, а также мощностью турбины 5. При появлении прихвата инструмента в 55 бурильную колонну опускают запорный орган 4, KOTOpbtfi, насаживаясь на седло 3, закрывает проходное сечение полого вала 2. При этом весь поток промывочной жидкости рвет диафрагьгу 11 и проходит через турбину 5 и вал 2, получая вращательное движение. Вращением вала 2 шары 9 катаются по ребристой поверхности наружного диска 7,развивая высокочастотные вибрации.Создаваемые вибрации распространяются по всей системе бурильной колонны и приводят к освобождению бурильных труб и забойнбго ,инструмента от прихвата. 1 124 Преимуществами пред-пагаемого генератора являются простота конструктивного исполнения и возможность создания мощных колебаний в системе колонны труб, определяемых весом эксцентриков и расстоянием их установки на полом валу, Кроме того, его можно , применять в трубах малого диаметра, что является очень важным фактором в условиях глубокого бурения.

Фиг, 1

Фиг г

ГЕНЕРАТОР ГВДРОИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН, содержащий корпус, механизм вращения с полым валом и седлом под бросовый клапан и источник колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьппёния надежности его в работе и эффективности ликвидации прихватов в глубоких сква инах малого диаметра, источник колебаний выполнен в виде двух взаимодействующих дисков, один из которых размещен на валу и выполнен с. эксцентричньгм выступом, в радиальном канале которого размещен подпружиненный шар, а другой диск размещен концентрично в корпусе и имеет ребристую внутреннюю поверхность о Ш для взаимодействия с подпружиненным шаром. (Л