Пульсатор Советский патент 1985 года по МПК F15B21/12 

го к

1i11 Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано при капитальном ремонте скважин для размыва песчаных и соляных бок. Известен пульсатор, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, распределительный клапан, установленный в корпусе между кана-аами с возможностью их coo6nie ния и имеющий запорный элемен1, рыполненньп- в виде полого подпружиненного плунжера, и седло, выполненное, в виде плавающей втулки с наружным кольцевым буртом, причем полость плунжера постоянно сообщена с.каналом подвода рабочей среды ClJ. Недостатком известного пульсатора является невозможность использования его в бурш1ьнь1х трубах из-за отсутст вия возможности заполнения и опороленения колонны буровым раствором при спуско-подъемных операциях. Цель изобретения - расширение обlactH применения пульсатора. Указанная цель достигается тем, что пульсатор, содержащий корпус с ,каналами подвода и отвода рабочей среды, распределительньй клапан, установленный в-корпусе между каналами с возможностью их сообщения и ймею щий запорньтй элемент, выполненный в виде полого подйр жиненного плунжера, и седло, выполненное в виде пла- вающей втулки с наружным кольцевым буртом, причем полость плунжера постоянно сообщена с каналом подвода рабочей среды, снабжен шариковым клапаном двухстороннего действия, установленным с помощью двух оппозит но расположенных прулсин в корпусе соосно с распределительным клапаном с возможностью сообщения хсаналов подвода и отвода рабочей среды, при- чем на внутренней .поверхности корпуса клапана выполнены продольные пазы На фиг.1 представлен предлагаемый пульсатор, разрез; на фиг.2 - разрез на фиг.1 Ч расположение подводящих и отводящих каналов); на фиг.З,разрез В-Б на фиг.1 { сообщение подводящих каналов с полостью плунжера) Пульсатор помещается в переводнике, изготовленном из утяжеленньпс.бурильных труб, закрепляется и устанавливается непосредственно над долотом. Пульсатор содержит корпус 1 с ка налами подвода 2 и отвода 3 рабочей среды, распределительный клапан, имеющий запорный элемент в виде по- лого плунжера 4 с крьшжой 5, установленной подвижно и подпружиненной относительно регулируемого упора 6 пружиной 7 и относительно плунжера 4 пружиной 8, и седло, выполненное в виде подвижной втулки 9 с кольцевым буртом 10. Полость 11 плунжера 4 постоянно сообщена с каналом 2. Шариковый клапан 12 установлен в корпусе 13 с помощью пружин 14 и 15, установленных оппозитно. На внутренней поверхности корпуса 13 клапана 12 выполнены продольные пазы 16. Устройство работает следующим образом, Буровой раствор из бурильной колонны (не показана) по каналам 2 подается к распределительному каналу и заполняет полость 11, перемещая крыппсу 5 и сжимая пружину 7, аккумулируя тем самым энергию. В процессе роста давления рабочей среды плавающее седло совместно с плунжером 4 поднимается вверх до упора втулки 9. При достижении расчетной величины давления, действующего на нижний торец плунжера 4, по площади, ограниченной диаметром притирочного пояса, последнее пр- одолевает усилие пружины 8 и отрывает плунжер 4 от втулки 9. Подхватывающая площадь торца цлунжера 4 .в момент отрыва от втулки 9 по притирочному пояску мгновенно возрастает в краткое число раз и происходит резкий подъем плунжера 4 вверх с выбросом бурового раствора из полости 11 в отводящие каналы 3, сообщающиеся с буровым долотом. В этот момент происходит мгновенное увеличение давления на забой скважины. После сброса бурового раствора из полости 11 давление резко падает и пружины 7 и 8 возвращают плунжер 4 в исходное положение. В момент падения давления резко снижается давление и на забое скважины. При посадке плунжера 4 на седло в конце обратного хода происходит вытесне- ние бурового раствора из зазоров мевду втулкой 9 и корпусом 1, что снижает силу удара плунжера 4 о втулку 9 седла. После посадки плунжера

3

4 на седло происходит повторное повышение давления , и начин fi т г я новый цикл. Клапан 12, установленный в нижней части пульсатора, служит для заполнения бурильной колон.ны раствором при спуске ее в скважину и для опорожнения колонны при подъеме. Пружины 14 и 15, удерживающие шариковый клапан 12 в среднем положении, рассчитаны на рабочее давление 0,4-0,5 МПа. На внутренней поверхности корпуса 13 клапана 12 выполнены продольные пазы 16, по которым перетекает буровой раствор из скважины в бурильную колонну и наоборот, в прогрессе спуско-подъемных операций. Суммарная площадь проточек больше . площади проходных каналов в клапане 12, поэтому при перепаде давлений в пределах 0,4-0,5 МПа жидкость свободно перетекает из каналов в каналы и наоборот, не сдвигая шарики клапана 12 со среднего положения. В момент же подачи бурового раствора в полость 11 распределительного клапана, когда давление на ша412274

риковый клапан 12 превышает 0,5 МПа, последний преодолевает усилие пружины 15 и прижимается к кромке нижнего

отверстия корпуса 13, предотвращая 5 утечку жидкости из бурильной колонны в период заполнения полости 11. Отверстие остается закрытым и в момент разрядки полости 11. Кроме того, указанный клапан 12 препятствует О поступлению пластовых флюидов в бу- р шьную колонну при возникновении нёфтегазопроявлений.

При использовании пульсатора при бурении скважин происходит лучшая 15 очистка забоя скважины от выбуренной породы, так как при подаче бурового раствора импульсами давление на забой то повьш1ается, то понижается. Такое колебание давлений приводит к 0 тому, что шлам выбуренной породы все время находится во взвешенном состоят НИИ и удаляется в затрубное пространство по сравнению с непрерыв,ной подачей бурового раствора на за- 5 бой, при котором выбуренная порода прижимается к забою.

Фиг.1

Фиг.д

ПУЛЬСАТОР, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, распределительный клапан, установленный в корпусе между каналами с возможностью их сообщения и имеющий запорный элемент, выполненный в виде полого подпружиненного плунжера, и седло, вьтолненное I в виде плавающей втулки с наружным . кольцевым буртом, причем полость плунжера постоянно сообщена с каналом подвода рабочей среды, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен шариковым клапаном двухстороннего действия, установленным с помощью, двух оппозигно расположенных пружин в корпусе соосно с распределительным клапаном с возможностью сообщения каналов подвода и отвода рабочей среды, причем на внутренней поверхности корпуса клапана вьтолнены продольные пазы.