Вибробашмак колонны Советский патент 1992 года по МПК E21B33/16 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к креплению скважин, в частности к устройствам для спуска и цементирования обсадных колонн с вибровоздействиемо

Известен вибробашмак колонны, включающий полый корпус с боковыми отверстиями, ротор, помещенный в кор- пусе на опоре, элемент открытия - закрытия боковых отверстий.

Недостатком известного вибробашмака является сложность конструкции ввиду большого количества комплектующих деталей, значительно увеличивающих осевые размеры устройства. В результате этого, вибробашмак является практически неразбуриваемым, что снизит

область его применения лишь при цементировании эксплуатационных колонн, когда дальнейшее углубление скважины не предусматривается.

Известен также вибробашмак колонны, включающий корпус с осевым каналом, опорой и боковыми отверстиями, ротор, помещенный в корпусе на опоре, и элемент открытия - закрытия боковых отверстий при вращении ротора, жестко связанный с последним.;

Недостатком такого вибробашмака является также его сложность ко нструк- ции и наличие большого количества элементов, подлежащих разбуриванию при необходимости дальнейшего углубления скважины,, Кроме того, устройство не

XJ

VI

00

ю VI ел

многофункционально, а ввиду отсутствия башмачной насадки, при спуске обсадной колонны возможны посадки и задиры стенок скважины нижней торцевой поверхностью корпуса, особенно в наклонных скважинах

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, его упрощение и уменьшение объема . элементов, .подлежащих рззбуриванию

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен с башмачной на садкой, а опора выполнена в виде опоВследствие разницы чисел заходов в винтовых линиях статора и ротора 3 их контактирующие поверхности образуют ряд замкнутых полостей - шлюзов Между камерами высокого давления 15 У верхнего конца ротора 3 и пониженного

ры скольжения и размещена в башмачной15 давления у нижнего. Свободный ток жиднасадке, при этом ротор и внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде винтового гидравлического двигателя, а элемент открытия-закрытия боковых отверстий выполнен в виде эксцентрика.

На фиг. 1 изображен вибробашмак колонны, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг„ 1; на Лиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1

Вибробашмак колонны состоит из корпуса 1 с присоединительными резьбами 2. Внутри корпуса 1 размещен ротор 3 и статор Ь винтового гидравлического двигателя. Статор изготовлен нанесением специальной резины на внутреннюю поверхность стального корпуса 1„ Ротор 3 изготовлен в виде многозаходного винта. Количество винтовых линий ротора 3 на одну меньше, чем у статора 4. Ротор 3 расположен в статоре с эксцентриситетом, обеспечивающего работу объемного двигателя Внизу статор фиксируется башмачной насадкой 5 с диаметрально противоположными боковыми отверстиями 6„ сверху предохранительным переводником 7, в стенках которого установлены обрат- ные клапана 8 и/или предохранителькости через винтовой двигатель как бы перекрыт шлюзами, в которых действие давления жидкости приводит к появлению результирующего момента0 При

20 прокачивании жидкости через вибробашмак винтовой ротор 3 начинает вращать- ся по окружности с радиусом, равным эксцентриситету. При этом усеченный конус 11 ротора 3 перекатывается по

25 обратному конусу 12 башмачной насадки 5, попеременно открывает одно и закрывает другое боковое отверстия 6 с наличием момента, когда оба отверстия 6 открыты. Это вызывает пульса30 Пию потока жидкости и колебания низа обсадной колонны (из-за смены направления реактивных сил)-, ,в целом положительно сказывающееся на полноту вытеснения бурового раствора тампо35 нажным, активацию последнего и кол fa- мата цию приствольной части непосредственно в зоне продуктивных горизон- тово Жидкость, обтекая конус 10 ротора 3, создает меньшее осевое давление,

40 а следовательно уменьшает момент сопротивления вращению в опоре скольжения (13 9 . В случае непродолжительных подклиниваний ротора 3 давление повышаетсяs при этом обратные

40 а следовательно уменьшает момент со ротивления вращению в опоре скольже ния (13 9 . В случае непродолжительных подклиниваний ротора 3 давление повышаетсяs при этом обратные

ные диафрагмы 9. Винтовой ротор 3 для45 «лапана 8 открываются и перепускают

50

снижения гидравлических сопротивлений сверху может выполняться с конусным обтекателем 10. Снизу ротор 3 может выполняться в виде усеченного конуса 11, перекатывающегосямпо обратному конусу 12 башмачной насадки 5, причем радиус (г«) просвета последнего в сечении больше радиуса (г) сечения конуса 11 на величину эксцентриситета (е) винтового гидрав- лического двигателя Таким образом, 55 эксцентричный ротор 3 и башмачная насадка 5 с боковыми отверстиями 6 вместе представляют собой элемент

часть тампонажного раствора. В случ же заклинивания ротора 3 когда одно и боковых отверстий Ь закрыто и повышения давления сверх заданного знач ния может сработать и предохранител ная диафрагма.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого вибробашмака ко лонны заключается в значительном уп рощении и уменьшении комплектующих деталей за счет совмещения ими нескольких функцийс Существенно уменьш ны осевые размеры конструкции, а сл довательно уменьшен и разбуриваемый

открытия - закрытия боковых отверстий 60 В торцевую часть башмачной насадки 5 впресован диск 13, контактирующий с торцевой поверхностью 1 ротора 3, что представляет опору скольжения„

Вибробашмак колонны работает следующим образомо

Вследствие разницы чисел заходов в винтовых линиях статора и ротора 3 их контактирующие поверхности образуют ряд замкнутых полостей - шлюзов Между камерами высокого давления 15 У верхнего конца ротора 3 и пониженного

кости через винтовой двигатель как бы перекрыт шлюзами, в которых действие давления жидкости приводит к появлению результирующего момента0 При

прокачивании жидкости через вибробашмак винтовой ротор 3 начинает вращать- ся по окружности с радиусом, равным эксцентриситету. При этом усеченный конус 11 ротора 3 перекатывается по

обратному конусу 12 башмачной насадки 5, попеременно открывает одно и закрывает другое боковое отверстия 6 с наличием момента, когда оба отверстия 6 открыты. Это вызывает пульсаПию потока жидкости и колебания низа обсадной колонны (из-за смены направления реактивных сил)-, ,в целом положительно сказывающееся на полноту вытеснения бурового раствора тампонажным, активацию последнего и кол fa- мата цию приствольной части непосредственно в зоне продуктивных горизон- тово Жидкость, обтекая конус 10 ротора 3, создает меньшее осевое давление,

а следовательно уменьшает момент сопротивления вращению в опоре скольжения (13 9 . В случае непродолжительных подклиниваний ротора 3 давление повышаетсяs при этом обратные

«лапана 8 открываются и перепускают

0

5

часть тампонажного раствора. В случае же заклинивания ротора 3 когда одно из ; боковых отверстий Ь закрыто и повышения давления сверх заданного значения может сработать и предохранительная диафрагма.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого вибробашмака колонны заключается в значительном упрощении и уменьшении комплектующих деталей за счет совмещения ими нескольких функцийс Существенно уменьшены осевые размеры конструкции, а следовательно уменьшен и разбуриваемый

в

10