Устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости Советский патент 1987 года по МПК E21B21/00 E21B21/10 

Изобретение относится к бурению скважин ,( нредназначено для создания приза- бойной циркуляции находящейся в скважине жидкости.

Целью изобретения является унрощение конструкции и повышение надежности и эффективности работы.

На фиг. I. изображена принципиальная схема устройства для создания призабой- ной циркуляции промывочной жидкости; на фиг. 2 - вариант пульсатора, установленного в клапанном гнезде бурового насоса, (разрез).

Устройство включает колонну бурильных труб I с встроенным глубинным насосом 2, гидравлический привод, содержащий буро- дой насос 3 с пульсатором 4, емкость 5 для рабочей жидкости, буровой насос с нагнетательным шлангом 6 связан с сальником 7, установленным на верхнем конце бурильных труб 1, а посредством всасывающего шланга 8 - с емкостью 5. Буровой насос 3 оснащен рабочим плунжером 9, всасываюшим клапаном 10, .манометром 11, установленным на нагнетательной линии.

Пульсатор 4 выполнен в виде нагнетательного клапана 12, размещенного в клапанном гнезде 13 бурового насоса 3, и подпружинен пружиной 14. В теле нагнетательного клапана выполнен центральный сквозной канал 15, в котором установлен обратный клапан 16, прижимаемый к клапанному седлу 17 пружиной 18 с возможностью регулирования поджатия.

Колонковый снаряд 19 на колонне бурильных труб 1 с встроенным глубинным насосом 2 погружается в скважину 20, заполненную пластовой жидкостью 21.

Устройство работает следующим образом.

Буровой насос 3, засосав при обратном ходе нлунжера 9 воду из емкости 5 через всасывающий шланг 8, вытесняет ее при рабочем ходе плунжера 9 через пульсатор 4 в нагнетательный щланг 6 и далее через саль-ник 7 и бурильные трубы 1 - в глубинный насос 2. При рабочем ходе плунжера 9 всасывающий клапан 10 закрыт, пульсатор 4 в сборе вытесняемой жидкостью поднимается, сжимая пружину 14 и сообщая рабочий цилиндр насоса 3 с нагнетательной линией. Обратный клапан 16 при этом поджат усилием пружины 18 и давлением вытекаемой жидкости к седлу 17. До полного заполнения водой нагнетательной линии (нагнетательный щланг 6, сальник 7, бурильные трубы 1, рабочие полости глубинного насоса 2) пульсатор работает как обычный нагнетательный клапан. Когда система полностью заполнится водой, тогда вытесняемая из цилиндра бурового насоса 3 при каждом рабочем ходе плунжера 9 порция воды приводит в действие глубинный насос 2, обеспечивая призабойную циркуляцию находящейся в скважине 20 пласто

0

вой жидкости 21. В качестве глубинного насоса может быть использован любой насос с пульсирующим гидравлическим приводом.

При обратном ходе плунжера 9 пульсатор 4 в сборе под действием пружины 14 садится в клапанное гнездо 13, давление в цилиндре бурового насоса 3 снижается, жидкость из нагнетател1 ной линии под действием возвратной пружины глубинного насоса 2 или под действием гидростатического давления столба пластовой жидкости 21 и упругих свойств рабочего органа открывает обратный клапан 16, сжимая пружину 18, и вытесняется в рабочий цилиндр

5 бурового насоса 3.

При каждом следующем рабочем ходе плунжера 9 порция жидкости вытеспяется в рабочую камеру глубинного насоса 2, при обратном ходе - вновь возвращается в цилиндр бурового насоса 3 и т.т,.

0

Предварительное поджатие обратного клапана 16 к седлу 17 пружиной 18 создается и фиксируется таким, чтобы в нагнетательной линии поддерж:ивалось определенс ное давление сверх атмосферного (контролируется по показаниям манометра 11). Такое выполнение необходимо для того, чтобы, несмотря на утечки воды через неплотные соединения, нагнетательная магистраль была всегда заполнена и чтобы каждый рабочий

0 01 плунжера 9 бурового насоса 3 производил полностью весь об ьем работы по приводу глубинного насоса 2, обеспечивая непрерывность и устойчивый режим призабой- ной циркуляции промывочной жидкости, что способствует повышению эффективности бу5 рения скважины. Если в результате утечек жидкости через неплотные соединения нагнетательная магистраль окажется неполностью заполненной жидкостью, давление в ней в районе манометра 1 1 упадет до атмосферного, в этом случае при обратном ходе плун жера 9, обратный клапан 15 под действием усилия предварительно поджатой пружины 17 остается закрытым, а всасываю- п),ий клапан 10 под деГгствием возникающего в цилиндре бурового насоса 3 раз5 режения откроется, и произойдет всасывание жидкости из емкости 5. Всасывание жидкости, таким образом, происхдит автоматически по мере ее расходования в процессе работы, что исключает перерывы в работе глубинного насоса 2 и, следова0 гельно, обеспечивает устойчивый режим при- забойной циркуляции. При отсутствии утечек жидкости нет необходимости в ее пополнении, в связи с чем всасывающий клапан остается закрытым.

В процессе бурения скважин в зави5 симости от геолого-технических условий необходимо регулировать количество циркулирующей через буровой снаряд промывочной жидкости. Регулирование количества циркулирующей через буровой снаряд промывочной жидкости (регулирование производительности глубинного насоса) осуществляют изменением числа ходов плунжера 9 бурового насоса 3.

Формула изобретения

Устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости, содержащее встроенный в колонну бурильных труб глубинный насос и гидравлический привод

глубинного насоса, включающий буровой насос с пульсатором, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности и эффективности работы, пульсатор выполнен в виде нагнетательного клапана, размещенного в клапанном гнезде бурового насоса, причем в корпусе нагнетательного клапана выполнен центральный сквозной канал, в котором располо,, жен подпружиненный обратный клапан, установленный с возможностью регулирования усилия поджатия.

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет упростить конструкцию и повысить надежность и эффективность работы устройства. Оно содержит встроенный в колонку бурильных труб 1 глубинный насос (Н) 2 и гидравлический привод Н 2. Привод включает буровой Н 3 с пульсато7 ром 4, выполненным в виде нагнетательного клапана (К), размещенного в клапанном гнезде Н 3. В корпусе нагнетательного К выполнен центральный сквозной канал, в котором размещен подпружиненный обратный К. Он установлен с возможностью регулирования усилия поджатия. При полном заполнении водой нагнетательной линии вытесняемая из Н 3 при рабочем ходе плунжера 9 жидкость будет приводить Н 2 в действие. При обратном ходе плунжера 9 пульсатор 4 перекрывает гнездо Н 3 и жидкость -открывает обратный К, вытесняясь в Н 3. Таким образом, при каждом следующем рабочем ходе плунжера 9 жидкость попадает в Н 2, а при обратном ходе - в Н 3. В случае утечек жидкости при обратном ходе плунжера 9 обратный К посредством пружины закрыт, а всасывающий К 10 под действием разрежения откроется. Жидкость будет всасываться в емкость 5 для рабочей жидкости. Таким образом исключается перерыв в работе Н 2. 2 ил. (Л 20 Т. СА:) ьо со О5 ;о 4

70

ери г. 2