Предохранительное устройство Советский патент 1987 года по МПК E21B21/08 

1

сте с уплотнительным элементом (УЭ) 4. Полость УЭ 4 связана с камерой 2. Один конец УЭ 4 закреплен на корпусе 1, а другой - на ПВ 9. При проявлениях движущаяся от забоя пластовая жидкость перекрывает клапаном 8 седло 7, а ПВ 6 и 9 поднимаются вверх. Конец ПВ 6 вытесняет из камеры 2 в полость УЭ 4 жидкость. Под действием избыточного давления УЭ 4 прижимает

1

Изобретение относится к нефтега- зодобьтающей промьшшенности, в частности к бурению скважин.

Целью изобретения является повышение надежности предотвращения открытых фонтанов при бурении скважины больших диаметров.

На фиг,1 схематично изображено предохранительное устройство при нормальном процессе бурения; на фиг.2 - то же, после его срабатывания при признаках начала фонтанирования.

Предохранительное устройство состоит из корпуса 1 с камерой 2, заполненной несжимаемой жидкостью 3, поло- го уплотнительного элемента 4, канала 5, связывающего полость уплотнительного элемента 4 с камерой 2. В корпусе 1 размещена внутренняя подвижная втулка 6 с посадочным седлом 7 под обратный клапан В, а на корпусе - дополнительная подвижная втулка 9. Внутренняя подвижная втулка 6 винтами 10 жестко соединена с дополнительной подвижной втулкой 9.

Корпус 1 снабжен уплотнительными кольцами 11, а внутренняя подвижная втулка 6 - уплотнительными кольцами . 12. Уплотнительный элемент 4 одним концом жестко закреплен на корпусе, а другим - на дополнительной подвижной втулке.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается на колонне бурильных труб в бурящейся скважине (на уровне обсаженной части ствола скважины). При нормальном процессе бурения устройство не оказывае влияния на процесс. Буровой раствор.

ся к стенкам скважины, перекрывая затрубное пространство. Для возобновления бурения в трубы нагнетают буровой раствор, сжимающий УЭ 4. .При этом ПВ 6 и 9 засасывают жидкость 3 из полости УЭ 4 в камеру 2, а УЭ 4 возвращается в исходное положение. Клапан 8 отходит от седла 7, и бурение, можно возобновлять. 2 ил.

0

5

0

5

0

двигаясь от устья скважины к долоду на забое, проходит внутри устройства через посадочное седло обратного клапана 8, обтекает его, далее внутри бурильных труб проходит к долоту и через затрубное пространство - в систему очистки промывочной жидкости, т.е. циркуляция промывочной жидкости происходит в обьином порядке.

При проявлениях из разбуриваемых пластов жидкость (промывочная или поступающая из пласта) начинает двигаться от забоя скважины к устью, т.е. в обратном направлении. Потоком жидкости обратный клапан 8 поднимается и перекрывает проход посадочного седла 7. При этом силой давления жидкости внутренняя подвижная втулка 6 перемещается вверх совместно с жестко прикрепленной к ней винтами 10 ..дополнительной подвижной втулкой 9. Конец внутренней подвижной втулки 6, перемещаясь в камере 2, вытесняет из нее через канал 5 жидкость в полость полого уплотнительного элемента 4, который под действием избыточного давления прижимается к стенкам скважины. Таким образом, при возникновении в бурильных трубах потока жидкости направлением с забоя скважины к ее устью устройство срабатывает и перекрывает обратным клапаном проходное сечение бурильных труб, а полым уплотнительным элементом 4 - затрубное (кольцевое) пространство между колонной бурильньЕХ труб и стволом скважины. После срабатывания предлагаемого устройства буровая бригада должна принять меры по дополнительной герметизации устья скважины. Причем

все работы проводятся в безопасйых . для персонала условиях с точки зрения возможности открытого фонтанирования скважины, так как перекрытие ствола скважины (в том числе бурильных труб) предотвращает дальнейшее поступление жидкости из пласта, что не повышает депрессию Hi пласт.

Для возобновления бурения необходимо с устья скважины в бурильные трубы нагнетать буровой раствор давлением, равным

Рз1§„

в

Р.. -§Г

где Pg - давление нагнетания;

Р- - давление под полым уплотни- тельным элементом 4 (если устройство установлено на забое скважины, то Р - забой- ное давление);

S - площадь внутреннего сечения внутренней подвижной втулки 6;

S - площадь наружного сечения внутренней подвижной втулки 6.

При этом, так как Зц Sg, то Pg7 РЗ, а также то, что давление в скважине стремится сжать полый уплотни- тельный элемент 4 (вернуть в исходное положение), внутренняя подвижная втулка 6 переместится в исходное положение. Перемещаясь, внутренняя подвижная втулка 6 увлекает с собой до-

полнительную подвижную втулку 9 и засасывает несжимаемую жидкость 3 из полости полого уплотнительного элемента 4 через канал 5 в камеру 2. За счет этого полый уплотнительный элемент 4 возвращается в исходное положение и обратный клапан 8 отходи от посадочного седла 7. Процесс бурения можно возобновлять, так как проход бурильных труб и в кольцевом пространстве освобождается.

Форм у л а изобретения

Предохранительное устройство, состоящее из корпуса с камерой, заполненной несжимаемой жидкостью, размещенного на корпусе полого уплотнительного элемента, полость которого связана с камерой корпуса обратного клапана, внутренней подвижной втулки, верхний конец которой размещен в камере и выполнен снизу с посадочным седлом под обратный клапан, о т - личаю.щееся тем, что, с целью повышения надежности предотвращения открытых фонтанов при бурении скважин больших диаметров, оно снабжено дополнительной подвижной втулкой, установленной на корпусе и жестко связанной с внутренней подвижной втулкой, а уплотнительный элемент од- ним концом.жестко закреплен на корпусе, а другим - на дополнительной подвижной втулке.

Редактор М.Келемеш

Заказ 2399/27Тираж 532 Подписное

ВНИИ1Ш 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

(риг:2.

Составитель И.Белогруд

Техред Л.Олийн ык. Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности и позволяет повысить надежность предотвращения открытых фонтанов при бурении скважин больших диаметров. Устройство состоит из корпуса 1 с камерой 2, заполненной несжимаемой жидкостью 3. . В камере 2 размещен верхний конец внутренней подвижной втулки (ПВ) 6, выполненньй снизу с посадочным седлом 7 под обратный клапан 8. Причем ПВ, 6 жестко связана с дополнительной ПВ 9, установленной на корпус.е 1 вме6 со ял. kj о со CAD