Устройство для цементирования скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при цементировании скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (зубец внутренней поверхности вала).

Устройство включает полый цилиндрический корпус 1, вал 2 с дебалан- сом 3, установленный внутри корпуса 1 с возможностью вращения, и механизм вращения вала, в качестве которого используется гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки 4 с тангенциальными входными окна- 5 и цилиндрического сопла 6, соединенного с нижним торцом воронки 4, при этом вал 2 выполнен полым с зубчатой внутренней поверхностью, образованной зубцами 7.

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение эффективности работы устройства. Устройство включает полый цилиндрический корпус (К) 1. Внутри К 1 установлен вал (В) 2 с дебалансом 3, установленный с возможностью вращения. Над В 2 установлен гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки 4 с тангенциальными входными окнами 5. Нижний торец воронки соединен с цилиндрическим соплом 6, которое размещено внутри В 2. Внутренняя поверхность В 2 выполнена зубчатой с зубцами 7. Зубцы 7 имеют угол при вершине в интервале 90 - 120°С, а соотношение сторон, прилегающих к вершине, 1/3 - 3. Устройство работает следующим образом. Струи цементного раствора, входя в воронку 4, движутся по спирали, что приводит к возникновению ультразвукового поля, а при срыве струй с цилиндрического сопла 6 - и к возникновению кавитационных эффектов и диспергированию цементного раствора. Дебаланс 3, вращаясь вместе с В 2, возбуждает вибрационные колебания в К 1 и обсадной колонне. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Воронка 4 жестко соединена с корпусом 1 и установлена над валом 2, а 45 цилиндрическое сопло 6 размещено внутри вала 2. Зубцы 7 внутренней поверхности вала 2 могут быть выполнены с углом при вершине в интервале 90-120 , а соотношение сторон а к б, прилегаю-50 щих к вершине, 1/3 - 3.

В табл. 1 представлены опытные данные зависимости амплитуды и частоты механической вибрации от угла oi при вершине зуба, а в табл. 2 - зависимость амплитуды и частоты механичес кой вибрации от соотношения сторон.

Наиболее эффективными для возбуждения механической вибрации обсадной колонны величинами углов при вершине зубьев являются углы 90-120, наиболее эффективные соотношения сторон 1/3 - 3.

Устройство работает следующим образом.

Струя цементного раствора входит в воронку 4 через тангенциальные входные окна 5 и движется по спирали к цилиндрическому соплу 6. В силу действия центробежных сил и многократ- ного пересечения струи создают ульт515

pa звуковое поле. С цилиндрического сопла 6 происходят срывы струи, что приводит к снижению давления до ве- личины, равной давлению насыщенных паров, и к возникновению кавитацион- ных явлений, приводящих к диспергаци цементного раствора и другим вторичным эффектам. Цементный раствор пос- ле выхода из цилиндрического сопла 6 продолжает вращаться по часовой стрелке и передает свою энергию вращения полому валу 2. При этом деба- ланс Закрепленный на валу 2, вызыва ет механическую вибрацию корпуса 1 и обсадной колонны. Зубчатая внутренняя поверхность вала обеспечивает лучшую передачу энергии вращения валу 2 с дебалансом 3.

Формула изобретения

А-А

Фиг.2

0

5

0

52

ческий корпус, вал с дебалансом,

установленный внутри корпуса с возможностью вращения, и механизм вращения вала, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, вал выполнен полым с зубчатой внутренней поверхностью, в качестве механизма вращения вала использован гидравлический вихревой излучатель, выполненный в виде воронки с тангенциальными входными окнами и цилиндрического сопла, соединенного с нижним торцом воронки, при этом воронка жестко соединена с корпусом и установлена над валом, а цилиндрическое сопло размещено внутри вала.

ФигЗ