Устройство для создания обратной местной промывки скважины Советский патент 1989 года по МПК E21B21/00 

I

Изобретение относится к горной промьшшенности, в частности к устройствам для промывки скважин в процессе бурения, и может быть использовано для- создания обратной местной промывки скважины.

Цель изобретения - обеспечение стабильности обратной промывки при алмазном бурении независимо от того вращается бурильная колонна или нет за счет повышения гидродинамического сопротивления пакера.

На фиг. 1 изображено устройство дпя создания обратной местной промывки скважины, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на Лиг. I.

Устройст во содержит орпус 1, в котором выполнены каналы прямогр 2 и обратного 3 потока. К корпусу 1 в -берхней части последовательно присоединены распределитель 4 и переходник 5. Последний служит для связи с бусо

рильной колонной 6. На корпусе 1 установлен пакер, выполненньш в виде лабиринтного у тотнителя 7 и расположенного нижнего винтового импелле- ра 8 с левой нарезкой. На винтовом импеллере 8 выполнена кольцевая проточка 9, в котором размещены сопла .10, установленные на выходе из канала 2 прямого потока в скважинное пространство 11 и ориентированные по касательной к импеллеру 8 в .сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны 6, Для фиксации взаимного положения импеллера 8 и

корпуса 1 имеется стопорньй палец 12 Канал 3 обратного потока оснащен обратным 1шапаном 13 и гидравлически связан со скважинным пространством 11 посредством боковых отверстий 14, выполненных, в распределителе 4. В переходнике 5 имеется фильтр 15:,

Устройство работает следующим образом.

Промывочная жидкость, закачивае- мая насосом с поверхности по бурильной колонне 6 через переходник 5, фильтр 15 и систему отверстий в распределителе 4, попадает в канал 2 прямого потока, а затем через сопла

10выходит в скважинное пространство

11по касательной к импеллеру в сторону, противоположную направлению вращения бурильной колонны.

Создание значительного гидравли- ческого сопротивления в импеллере 8 препятствует проходу нагнетаемой жидкости через пакер. Поэтому, основной объем нагнетаемой жидкости направлен на забой скважины и от него по кана- лу 3 обратного потока и через боковы отверстия . 14 распределителя 4 выходит в скважинное пространство 11 выше пакера. Так образуется обратная местная промывка скважины, которая благодаря высокому гидродинамическому сопротивлению пакера имеет более стабильньй и устойчивьй характер.

Выход жидкости из сопла 10 с высокой скоростью (10-20 м/с) в кольцевую проточку 9 по касательной к импеллеру 8 в сторону, противополож- цую направпению вращения бурильной колонны, создает в зоне импеллера 8 эффект эжекции и инжекции с направлением потока жидкости по виткам импеллера 8 вниз и в направлении забоя скважины. В верхней части импел0 5

0

5 0

5 0 5

0

5

лера 8 относительно кольцевой проточки 9 создается эффект эжекции ( всасывание жидкости за счет увлечения соприкасаемой с потоком слоев жидкости с меньшей скоростью движения) благодаря тому, что направление потока и винта импеллера имеет тупой угол. В нижней части импеллера 8 направле-, ние потока и винта имеет острый угол, что создает эффект инжекции, т.е. совместное нагнетание двух потоков жидкости - основного и эжектируемо- го - в направлении забоя скважины. По аналогии с элементами водоструйного насоса при взаимодействии сопла и импеллера линия всасывания водоструйного насоса соответствует верхней части винтового импеллера, а камера смешения - нижней части импеллера.

При вращении бурильной колонны возникает взаимное скольжение жидкости и витков импеллера 8 с направлением эжекции и инжекции. Остановка вращения бурильной колонны 6 в данном случае уже не влияет на снижение гидродинамического сопротивления, так как относительность движения потока жидкости и импеллера 8 не исчезает, а формируется за счет эжекции и инжекции нагнетаемой жидкости через сопло 10 в кольцевую проточку 9 по касательной к импеллеру 8.

Таким образом, предлагаемое техническое решение создает повышенное и устойчивое гидродинамическое сопротивление пакера, которое обеспечит повьшенную стабильность обратной промывки скважины в процессе бурения и предотвращает зашлакование забоя. Кроме того, устройство для создания обратной местной промывки повышает эксплуатационную надежность его применения, обеспечивает увеличение длины рейса и рост механической скорости бурения. Формула изобретения

Устройство дл я создания обратной местной промывки скважины, включающее корпус с каналами прямого и обратного потока, распределитель и переходник для связи с бурильной колонной, соединенные последовательно С верхней частью корпуса, пакер, установленный на корпусе и выполненньш в виде лабиринтного уплотнителя и винтового импеллера с левой нарезкой.

сопла,установленные на выходе из канала прямого потока в скважинное пространство, отличающе-. е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности обратной прокывки при алмазном бурении независимо от того вращается бурильная колонна или нет за счет повышения гидродинамического сопротивления пакера, импеллер установлен ниже лабиринтного уплотнителя и выполнен с кольцевой проточкой, а сопла размещены в кольцевой проточке и ориентированы по касательной к импеллеру в сторону, противоположную направлению вращения корпуса.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - обеспечение стабильности обратной промывки при алмазном бурении независимо от того, вращается бурильная колонна или нет, за счет повышения гидродинамического сопротивления пакера. Устройство содержит корпус 1 с каналами прямого 2 и обратного 3 потоков, распределитель 4 и переходник 5 для связи с бурильной колонной 6. С верхней частью корпуса 1 последовательно соединены каналы 2 и 3, распределитель 4 и переходник 5. На корпусе 1 установлен пакер в виде лабиринтного уплотнителя 7 и винтового импеллера 8 с левой нарезкой. На выходе из канала 2 установлены сопла 10. Импеллер 8 установлен ниже уплотнителя и выполнен с кольцевой проточкой 9. Сопла 10 размещены в проточке 9 и ориентированы по касательной к импеллеру 8 в сторону, противоположную направлению вращения корпуса 1. При вращении колонны 6 возникает взаимное скольжение жидкости и витков импеллера 8 с направлением эжекции и инжекции. При остановке вращения колонны движение потока жидкости и импеллера не исчезает, а формируется за счет эжекции и инжекции нагнетаемой жидкости через сопло 10 в проточку 9 по касательной к импеллеру 8. Данное устройство обеспечивает увеличение длины рейса и рост механической скорости бурения. 3 ил.

11

S

15

Фиг. 2 6-6

Фиг.З