Забойный регулятор осевой нагрузки на долото Советский патент 1987 года по МПК E21B19/08 E21B44/02 

113

Изобретение относится к технике бурения,, а именно к регулированию и замеру осевой нагрузки на долоте,

Целью изобретения является повышение точности регулирования и надежности работы путем изменения величины площади проходного отверстия забойного регулятора.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый забойный регулятор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение -Б-Б на фиг, ; на фиг. 4 - вид В на фиг. rj забойньй регулятор со снятым переходником.

Регулятор содержит корпус с переходником 25 в котором установлен фигурный шток 3 со сквозным осевым каналом 4 и радиальными отверстияг ги 5, I lTOK 3 имеет шлицевое несимметричное соединение 6, закреплен на корпусе 1 при помощи втулки 7 и подпружинен относительно корпуса упругим элементом 8, На штоке 3 установлена втулка 9 с радиальными отверстиями 10, имеющая зубчатое соединение 11 со UITOKOM 3, закрепленная на нем при помои;и гайки 12 и имеющая возможност перекрытия при вращении его радиальных отверстий. Количество, размер и размещение радиальных отверстий на втулке соответствуют количеству размеру и размещению радиальных отверстий на штоке. Над каналом 4 в переходнике 2 установлен клапанный узел, выполненный в виде полого стакана 13 в днище которого закреплен клапан 14 и выполнены аксиальные отверстия 5 для прохода промывочной жидкости, Клапан установлен с возможностью перекрытия кангша 4 при создании осевой нагрузки на долото. На торцовой поверхпости корпуса выполнена шкала 16 площади проходного отверсти а напротив нее на боковой .поверхности втулки выполнена риска 17, с помощью которой по шкале 16 устанавливается величина площади проходного отверстия регулятора, Не.симметрич- ность шлицевого соединения штока 3 с корпусом 1 позволяет однозначно устанавливать шток 3 относительно корпуса при повторных сборках регулятора, что гарантирует точность ус- тановГси шкалы относительно радиальных; отверстий штока.

Регулятор работает следующим образом.

12

Вначале перед установкой регулятора снимают переходник 2 с клапанным узлом, отворачивают гайку 12 и, вывев предварительно втулку 9 из

зацепления со штоком 3, вращают втулку до совмещения риски I7 с соответствующим делением шкалы 16. При этом радиальные отверстия втулки частично или полностью совмещаются с радиальными отверстиями штока 3 Значение плоьчади, установленной по шкале, долж но быть равно или меньше величины площади наименьшего проходного отверстия в устройстве, следующего за регулятором. Затем, опуская втулку, вводят ее в зацепление со штоком, закрепляют гайкой и устанавливают переходник с клапанным узлом. Собранный регулятор ус та} а вливаю т в колонне бурильных труб перед исполнительным устройством, например долотом, опускают в скважину и, не доводя долото до забоя, подают промывочную жидкость для очистки забоя скважины от скопившегося шлама. При этом шток 3 находится в крайнем нижнем положении, а клапан 14 прижат потоком промывочной жидкости к торцу корпуса и образует зазор со штоком, т.е. промывочная жидкость имеет беспрепятственный проход через отверстия 15 и канал 4 в устройство j. расположенное- за регулятором, чем обеспечивается интенсивная промывка забоя скважины.

После окончания промывки опускают долото на забой и создают осевую нагрузку. При этом шток 3, сжимая упр у- гни элемент 8, перемещается вверх, открывается верхний ряд его радиальнь х отверстий и закрывается клапаном его канал 4. Теперь промывочная жидкость поступает в полость штока через отверстия в клапане и верхний ряд радиальных отверстий. Поскольку

площадь проходного отверстия резко У1ченьшилась, то, соответственно, резко возросло давление в гидpocиcтeiv e, что фиксируется по манометру на поверхности и соответс вует первоначальной.нагрузке на долото. При дальнейшем возрастании осевой нагрузки на долото открывается следующий ряд радиальных отверстий, площадь проходного отверстия увеличивается, а

давление в гидросистеме падает на какую-то величину. При полном нагруже- нии долота открываются все радиальные отверстия,давление промывочной жидкости уменьшается до минимума.

313

что соответствует сигналу на поверхность о максимальной нагрузке. Поскольку при изменении осевой нагрузки давление промывочной жидкости изменяется ступенчатым образом, то.оп- ределив заранее давление промывочной жидкости на каждой ступени, можно регулировать и измерять осевую нагрузку на долото.

Наличие в штоке 3 сквозного осе- вого отверстия, а также клапанного узла, установленного в переводнике с возможностью перекрытия осевого отверстия штока при создании осевой нагрузки, обеспечивает максимальную подачу промывочной жидкости на забой Это позволяет произвести полную очиску забоя от шлама и тем самым исключить вероятность прижога породоразру шанядего инструмента и аварии в сква- жине, что повышает качество производимых работ. Установка на штоке 3 втулки 9 с радиальными отверстиями с возможностью перекрытия радиальных отверстий штока 3 при враш;ении втулки, соответствие числа, размера, радиальных отверстий втулки числу, размеру радиальных отверстий штока, связь втулки со штоком 2 при помощи зубчатого соединения и наличие шкалы .с риской позволяет регулировать величину площади проходного отверстия регулятора в зависимости от площади наименьшего проходного отверстия устройства, следующего-о за регулятором, что существенно расширяет количество устройств, применяемых с данным регулятором. Формула изобретения

1. Забойный регулятор осевой нагрузки на долото, содержащий корпус

0 5 05 о

5

0

с переходником, внутри которого посредством втулки установлен подпружь- ненный фигурный шток с осевым каналом и радиальными отверстиями, выполненными в штоке со стороны переходника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы .путем изменения величины площади проходногс отверстия забойного регулятора, он снабжен клапанным узлом и дополнительной втулкой с радиальными отверстиями, установленной на штоке с возможностью перекрытия радиальных отверстий щтока при ее вращении, при этом осевой канал штока вьтолнен сквозным, а клапанный узел размещен в переводнике с во.зможностью перекрытия сквозного канала штока при создании осевой нагрузки на долото, причем торцовая поверхность корпуса выполнена со шкалой, а боковая поверхность дополнительной втулки - с риской.

2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что втулка установлена на штоке посредством зубчатого соединения.

3.Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что клапанный узел выполнен в виде полого стакана, в днипе которого напротив осевого отверстия штока закреплен клапан и выполнены аксиальные отверстия.

4.Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что размер, число радиальных отверстий штока и дополнительной втулки соответственно равны.

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить точность регулирования и надежность работы путем изменения величины площади проходноРЬ отверстия забойного регулятора (ЗР). Внутри его корпуса (К) 1 с переходником 2 посредством втулки (В) 7 установлен подпружиненный шток 3 со сквозным осевым каналом 4 и радиальными отверстиями 5 со стороны переходника 2. На штоке посредством зубчатого соединения установлена дополнительная В 9 с радиальными отверстиями 10. При вращении В 9 перекрывает отверстия 5, Над каналом 4 размещен клапанный узел в виде стакана 13, в днип;е которого закреплен клапан 14 и вьшолнены аксиальные отверстия 15-. При создании осевой нагрузки на долото клапанньй узел перекрывает канал 4. Торцовая пов ерхность К 1 выполнена со шкалой. а боковая поверхность В 9 - с риской. По шкале устанавливается величина площади проходного сечения ЗР. Количество, размер и размещение отверстий 10 соответствует количеству, размеру и размещению отверстий 5, Промьшка забоя осуп1ествляется через отверстия 15 и канал 4 при поджатом к торцу К 1 клапана 14. Перемещением штока 3 вдоль К 1 и вращением В 9 можно регулировать проходное сечение ЗР в зависимости от площади проходного отверстия устр-ва, следупщего за ЗР. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. %Et)&aie ф1/г.

Составитель Г.Алексеева Редактор Э.Слиган Техред л.Олейник

Заказ 1873/30 Тираж 533Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.з Виде

Фш.

Корректор Г.Решетник