Металлоуловитель Советский патент 1992 года по МПК E21B31/03 

Изобретение относится к области бурения скважин вращательным способом, а именно к улавливающим забойным устройствам.

Известны устройства, улавливающие тяжелые металлические частицы, оказавшиеся на забое скважины при бурении. Такие устройства состоят из внутренней трубы, кожуха с отверстиями в боковых стенках патрубка и лопастей, установленных в улавливающих окнах между патрубком и кожухом.

Недостатком таких устройств является высокая скорость восходящего потока промывочной жидкости в зоне улавливающих лопастей, что приводит к подъему тяжелых частиц над металлоуловителем и их последующему оседанию на забой при прекращении циркуляции жидкости.

Известно устройство, состоящее из внутренней трубы и эксцентрично установленного на ней патрубка с открытым верхним торцом.

Недостатком такого устройства является пассивный принцип его работы, основанный на оседании тяжелых частиц через открытый верхний торец патрубка в основном после прекращения циркуляции промывочной жидкости. Практически все бурящиеся скважины имеют отклонение от вертикали, т.е. являются наклонными. Вследствие этого оседающие тяжелые частицы скользят по нижней стороне стенки скважины и не попадают в открытый верхний торец эксцентричного патрубка, так как максимально смещенный участок верхнего торца может оказаться у нижней стороны стенки скважины только случайным образом. Оседающие по нижней стороне стенки скважины тяжелые частицы,не покидая патрубок, возвращаются на забой и тем самым уменьшают работоспособность долота при возобновлении механического бурения.

Целью настоящего изобретения является увеличение проходки на долото и механической скорости бурения за счет более качественной очистки забоя от тяжелых металлических частиц.

Сущность изобретения заключается в том, что эксцентрично расположенный наружный патрубок имеет верхний торец,вы- полненный в форме наклонного геликоида, а улавливающее или приемное 9кно образовано продольным сечением геликоидного торца в плоскости наибольшего эксцентриситета патрубка.

На чертеже изображен общий вид предложенного металлоуловителя в скважине,

Металлоуловитель состоит из внутренней трубы 1, соединенной с долотом 2. На внутренней трубе, с эксцентриситетом уста- новлен патрубок 3. Труба и патрубок образуют накопительную полость 4. В верхней части патрубка выполнено приемное окно 5 за счет продольного сечения б в плоскости наибольшего эксцентриситета патрубка и придания ей формы наклонного геликоида 7. В патрубке 3 выполнены отверстия 8. Затрубное кольцевое пространство 9 образовано стенкой скважины 10 и патрубком металлоуловителя 3.

Металлоуловитель работает следующим образом.

Во время бурения Металлоуловитель вращается вместе с долотом 2. Циркулирующая промывочная жидкость,поднимаясь по затрубному эксцентричному кольцевому пространству 9, поднимает с забоя тяжелые частицы до уровня приемного окна 5. Наличие расширенной части эксцентричного кольцевого канала позволяет обеспечить подьем крупных тяжелых частиц. После достижения восходящим потоком уровня приемного окна происходит резкое падение скорости потока за счет кратного увеличения площади затрубного пространства. Тя- желые частицы зависают в этой зоне, захватываются приемным окном 5 вращающегося металлоуловителя и попадают в на- копительную полость 4. Промывочная жидкость, проходя через приемное окно и отверстия 8;очищает Металлоуловитель от шлама и глинистой корки.

Выполнение приемного окна в плоскости максимального эксцентриситета патрубка позволяет улавливать .тяжелые

металлические частицы в период их подъема. Приемное окно при вращении металлоуловителя охватывает практически всю площадь кольцевого затрубного пространства, что обеспечивает попадание в накопи- тельную полость тяжелых частиц не зависимо от пространственного положения ствола скважины. Заполнение верхней части патрубка в форме наклонного геликоида позволяет кратно снизить в зоне приемного окна скорость восходящего потока, что гарантирует попадание в него тяжелых частиц.

Эффективное улавливание тяжелых металлических частиц на забое позволяет исключить взаимодействие с ними вооружения долот, что увеличивает его долговечность и, соответственно, проходку на долото и механическую скорость бурения.

Таким образом, новым свойством предлагаемого изобретения является возможность подъема и улавливания крупных тяжелых частиц на забое скважины. Это не обеспечивали известные металлоуловители 1, 2. Наличие нового свойства указывает на соответствие критерию существенные отличия.

Формула изобретения

Металлоуловитель, включающий внутреннюю трубу и эксцентрично установленный на ней патрубок с приемным окном со стороны верхнего торца, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет более качественной очистки забоя от металлических частиц, патрубок на верхнем торце имеет форму наклонного геликоида, при этом приемное окно образовано продольным сечением геликоидального торца в плоскости наибольшего эксцентриситета патрубка.

г

, г

Ъ

/

/ /

Использование: очистка забоя скважины от металлического шлама в процессе бурения. Сущность изобретения, металлоуловитель включает внутреннюю трубу и эксцентрично установленный на ней патрубок с приемным окном. Труба и патрубок образуют накопительную полость. Верхний торец патрубка имеет форму наклонного геликоида, продольное сечение которого в плоскости наибольшего эксцентриситета патрубка образует приемное окно. 1 ил.