Металлоуловитель Советский патент 1989 года по МПК E21B31/00 

3150

Изобретение относится к буровой технике, а именно к забойным устрой- ствам гидравлического действия с периферийным наружным улавливанием мелких металлических предметов, находящихся на забое скважины

Цель изобретения - повышение эффективности улавливания только металлических частиц в широком диапазоне гидравлических режимов циркуляции бурового раствора за счет регулирования тормозного пути мелкого шлама, а также за счет повьш1ения надежности фиксации ограничителя перемещения.

На фиг,1 изображен предлагаемый металлоуловитель; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2.

Металлоуловитель состоит из полог вала 1 с закрепленным в нижней его части переводником 2, на котором, в свою очередь, концентрично полому валу 1 с образованием кольцевой приемной полости 3 установлен кожух 4. На полом валу 1 под кожухом 4 с возможностью ограничения осевого переме щения размещены ограничитель перемет ния, выполненный в виде втулки 5. Втулка 5 выполнена с внутренними кольцевыми проточками 6 и выполненны равномерно по окружности продольными проточками 7, для взаимодействия с которыми полый вал 1 выполнен с ответными или кольцевыми проточками 8 и равномерно расположенными по окружности продольными проточками 9.

В исходном положении продольные проточки 7 и 8 втулки 5 и полого вала 1 совмещены, а втулка 5 имеет/ Г-образные планки 1 О, один конец кото- рых расположен в продольных проточка 7 и 8 втулки 5 и полого вала 1, а другой зафиксирован при помощи болто 11 на втулке 5.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском металлоуловителя в скважину производится расчет тормозного пути L, проходимого частицами в зоне увеличения площади кольцевого сечения в зависимости от основных параметров принятого режима бурения:

Vt - ,

где L - тормозной путь, пройденньм частицей равнозамедленно до ее остановки;

V - скорость движения частиц

щлама (скрапа); t время; а - ускорение.

0

5

5

0 5

35

45

50

30

55

В соответствии с расчетной длиной ;гормозного пути частиц шлама на полый вал 1 устанавливают втулку 5. При этом втулку 5 перемещают вдоль полого вала 1 до нужного ряда кольцевых проточек 8 и вводят ее кольцевые выступы в продольные проточки 9 полого вала 1. Затем втулку 5 поворачивают до тех пор, пока не совместятся продольные проточки 7 и 8 втулки 5 и полого вала 1. В продольные проточки 7 и 8 устанавливают планки 10 и фиксируют последние на втулке 5 при помощи болтов 11.

Металлоуловитель устанавливают в нижней части колонны труб над поро- дорйзрушающим инструментом, спускают на забой скважины и осуществляют его промывку. В процессе циркуляции бурового раствора в кольцевом зазоре между стенками скважины и кожухом 4 создается высокая скорость восходящего потока. Металлический скрап и мелкий шлам, попавшие в этот турбулентный поток, транспортируются вверх до тех пор, пока скорость потока и его структура резко не изменятся в. результате увеличения площади кольцевого сечений у верхней кромки кожуха 4 металлоуловителя. В месте , перехода структуры потока из одного состояния в другое возникает зона завихрения, в результате чего крупные и тяжелые частицы, например мет алли- ческий скрап, резко теряют скорость и под действием гравитационных сил осаждаются в зоне покоя - кольцевой приемной полости 3, а мелкие частицы шлама, поднимаясь вверх, попадают в кольцевой зазор между втулкой 5 и стенками скважины и подхватьшаются потоком промьшочной жидкости за счет увеличения скорости восходящего потока в уменьшенном кольцевом сечении. В результате, в приемную полость 3 кожуха 4 улавливается только тяжелая фракция, т.е. металлический скрап и крупные частицы пшама, что обеспечивает качественную очистку забоя скважины в широком диапазоне гидравлических режимов 1 циркуляции бурового раствора.

Формула изобретения

1. Металлоуловитель, содержащий вал, концентрично расположенный на нем с образованием кольцевой приемной полости кожух и размещенный на валу над кожухом ограничитель перемещения, отлич.ающийся тем, что, с целью повьппения эффективности улав- ливания металлических частиц в широком диапазоне гидравлических режимов циркуляции бурового раствора за счет регулирования тормозного пути мелкого шлама, ограничитель переме- щения установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и размещения на расстоянии от верхнего торца кожуха, равном длине тормозного пути улавливаемого шлама.

2, Металлоуловитель по п.1, с т личающийся тем, что, с целью повышения надежности фиксации ограничителя перемещения, последний выполнен в виде втулки с выполненными на ее внутренней поверхности кольцевыми проточками и выполненными равномерно по окружности продольными проточками, для взаимодействия с которыми полый вал выполнен с ответными им кольцевыми проточками и равномерно расположенными по окружности продольными проточками, причем в исхбДном положении продольные проточки втулки и полого вала совмещены, а ограничитель имеет Г-образные планки один конец которых расположен в продольных пазах втулки и полого вала, а другой зафиксирован на втулке.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к забойным устройствам гидравлического действия с периферийным наружным улавливанием мелких металлических предметов (МП), находящихся на забое скважины. Цель изобретения - повышение эффективности улавливания только металлических частиц в широком диапазоне гидравлических режимов циркуляции бурового раствора за счет регулирования тормозного пути мелкого шлама, а также за счет повышения надежности фиксации ограничителя перемещения. На полом валу (ПВ) 1 концентрично установлен кожух (К) 4 с образованием приемной полости 3. На ПВ 1 над К 4 с возможностью ограниченного осевого перемещения размещена втулка 5 выполненная с кольцевыми проточками. Для взаимодействия с этими проточками на ПВ 1 выполнены ответные проточки. В процессе промывки забоя скважины шлам поднимается в кольцевом зазоре между К 4 и стенками скважины. Крупные куски шлама и МП попадают в полость 3, а мелкие поднимаются к устью скважины за счет увеличения скорости восходящего потока в уменьшенном кольцевом сечении. После этого устройство поднимают на поверхность и очищают от уловленных МП. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ВидА

Фиг. 2

Ю

Ю

. J

Редактор Ю.Петрушко

Составитель И.Левкоева Техред М.Ходанич

Заказ 5225/33

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор С.Черни

Подписное