Устройство для автоматического долива скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к устройствам для предотвращения газонефтепроявлений и открытых фонтанов при бурении и ремонте скважин и может быть использовано в частности при подъеме бурильной колонны из скважины.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации процесса долива при проработке суженных участков ствола скважины.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство включает насос 1 с всасывающей и нагнетательной линиями 2 и 3 для связи с емкостью 4 и устьем скважины 5 соответственно. Имеется привод насоса 1, кинематически через обгонную муфту 6 соосно соединенный с барабаном 7 лебедки, предназначенной для навивки подвижного конца 8 каната талевой системой 9. Устройство снабжено гидропреобразователем, выполненным в виде цилиндра 10 с сообщающимися между собой основной и дополнительными полостями 11 и 12 и размещенными в полостях подпружиненными порщнями 13 и 14, щтоки 15, 16 которых выходят за пределы полостей 11 и 12 и выполнены: первый - с конусом 17 на конце для взаимодействия с ответным конусным отверстием ступицы обгонной муфты 6, второй - с роликом 18 на конце для взаимодействия с мертвым концом 19 каната талевой системы 9. Порщень 13 с конусом 17 на конце установлен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси при помощи подшипникового узла 20. Центробежный регулятор 21 выполнен с подвижным и подпружиненным пружиной 22 в осевом направлении подшипником 23, установленным снаружи основной полости 11 цилиндра 10 гидропреобразователя, а одни из одноименных тяг 24

регулятора 21 шарнирно закреплены на

с враШ,ающейся части подщипника 23, другие - на конусе 17. Пространство между поршнями 13 и 14 в основной и дополнительной полостях 11 и 12 заполнено жидкостью 25. Скользящий контакт 26 реостата 27 жестко закреплен на невращающейся

0 части подщипника 23, а сам реостат 27 включен в электрическую цепь управления синхронным двигателем 28 привода насоса 1. Поршни 13 и 14 подпружинены пружинина- ми 29 и 30 соответственно. Цилиндр 10 закреплен на стойках 3 и 32. В полости 12

5 имеется ограничительный бурт 33.

Устройство работает следующим образом. При вращении вала барабана 7 лебедки на подъем обойма обгонной муфты 6, загоняя шарь обгонной муфты в клиновидную щель, приводит во вращение ступицу. Если подъем не холостой, т. е. поднимается бурильный инструмент или НКТ из скважины 5, то мертвый конец 19 каната талевой системы 9 натягивается. Поршень 14 сжимает жидкость 25 и перемещается до упора в ограничи5 тельный бурт 33. Жидкость 25 давит на поршень 13 и шток 15, перемещая его до соединения конуса 17 со ступицей обгонной муфты 6. Вращение обгонной муфты 6 передается центробежному регулятору 21, в результате чего подшипник 23 перемещает0 ся по цилиндру 10. Перемешение подшипника 23, передаваемое через преобразователь (на чертеже не показан), приводит к перемещению скользящего контакта 26 реостата 27. Происходит включение синхронного двигателя 28 и по мере увеличения

5 подводимой энергии увеличение скорости его оборотов. Связанный с ним насос 1 подает буровой раствор, поступающий из емкости 4, через всасывающую линию (трубопровод) 2

в нагнетательную линию 3 и далее на устье в скважину 5. Чем выше скорость подъема бурильного инструмента, тем больше скорость враш,ения центробежного регулятора 21 и больше подводимая энергия к синхронному двигателю 28, что, в свою очередь, приводит к росту подачи бурового раствора в скважину 5. Уменьшение скорости подъема бурильного инструмента приводит к уменьшению подачи бурового раствора и остановка - к отключению синхронного двигателя 28. При отсутствии натяжения на мертвом конце 19 каната пружина 30 возвращает поршень 14, а пружина 29 - поршень 13 и шток 15 в исходные положения. Конус 17 выходит из зацепления со ступицей обгонной муфты 6. При этом регулятор 21 перестает вращаться и подшипник 23 также возвращается в исходное положение, отключая посредством скользящего контакта 26 синхронный двигатель 28. Если происходит спуск бурильного инструмента и есть натяжение на мертвом конце 19 каната, то конус 17 входит в зацепление со ступицей обгонной муфты 6 и благодаря тому, что при обратном вращении обойма обгонной муфты 6 выталкивает шары из клиновидной щели, не зацепляется со ступицей, вращение центробежного регулятора 21 не происходит. Таким образом, из четырех вариантов работы подъемного вала (подъем холостой, подъем под нагрузкой, спуск холостой, спуск под нагрузкой) срабатывание устройства происходит только лри подъеме под нагрузкой.

Формула изобретения

Устройство для автоматического долива скважины, включающее насос с всасываю0

5

0

5

0

щей и нагнетательной линиями для связи с емкостью и устьем скважины соответственно, привод насоса, кинематически через обгонную муфту соосно соединенный с барабаном лебедки для навивки подвижного конца каната талевой системы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за . счет автоматизации процесса долива при проработке суженных участков ствола скважины, оно снабжено гидропреобразователем, центробежным регулятором и реостатом, включенным в электрическую цепь управления синхронным двигателем привода насоса, при этом гидропреобразователь выполнен в виде цилиндра с сообщающимися между собой основной и дополнительной полостями и размещенными в полостях подпружиненными поршнями, штоки которых выходят за пределы полостей и выполнены первый - с конусом на конце для взаимодействия с ответным конусным отверстием ступицы обгонной муфты, второй - с роликом на конце для взаимодействия с мертвым концом каната талевой системы, причем поршень с конусом на конце установлен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, центробежный регулятор выполнен с подвижным и подпружиненным в осевом направлении подшипником, установленным снаружи основной полости цилиндра гидропреобразователя, а одни из одноименных тяг регулятора шар- нирно закреплены на вращающейся части подшипника, другие - на конусе, при этом пространство между поршнями в основной и дополнительной полостях цилиндра заполнено жидкостью, а скользяший контакт реостата жестко закреплен на невращающейся части подшипника.

Изобретение относится к предотвращению газонефтепроявлений и открытых фонтанов при бурении и ремонте скважин (С). Цель - расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации процесса долива при проработке суженных участков ствола С. Устройство содержит насос (Н) 1 с приводом, кинематически соединенным соосно через обгонную муфту (ОМ) 6 с барабаном 7 лебедки для навивки подвижного конца 8 каната 9 талевой системы. Всасывающей линией 2 Н 1 связан с емкостью 4, а нагнетательной линией 3 - с устьем С 5. В электрическую цепь управления синхронным двигателем 28 привода Н 1 включен реостат 27. Дополнительно устройство снабжено гидропреобразователем и центробежным регулятором 21. Последний выполнен с подвижным и подпружиненным в осевом направлении подшипником (П) 23, установленным снаружи основной полости 11 цилиндра 10 гидропреобразователя. Цилиндр 10 имеет сообщающиеся между собой основную 11 и дополнительную 12 полости, в которых размещены подпружиненные поршни 13 и 14. Штоки 15 и 16 поршней 13 и 14 выходят за пределы полостей 11 и 12. Шток 15 выполнен с конусом 17 на конце для взаимодействия с ответным конусным отверстием ступицы ОМ 6, а шток 16 - с роликом 18 на конце для взаимодействия с мертвым концом 19 каната 9. Одни тяги 24 регулятора 21 шарнирно закреплены на вращающейся части П 23, а другие - на конусе 17. Пространство между поршнями 13 и 14 в полостях 11 и 12 заполнено жидкостью 25. Скользящий контакт 26 реостата 27 жестко закреплен на невращающейся части П 23. Вращение ОМ 6 передается регулятору 21. При этом П 23 перемещается по цилиндру 10, а контакт 26 реостата 27, перемещаясь, включает двигатель 28, который по мере увеличения подводимой энергии увеличивает скорость оборотов. Связанный с ним Н 1 подает буровой раствор с соответствующей скоростью из емкости 4 через линию 3 на устье скважины 5. 1 ил.