Устройство для бурения с очисткой скважины пеной Советский патент 1993 года по МПК E21B21/14 

СП

С

Использование: при бурении скважин в условиях поглощения промывочной жидкости. Сущность изобретения: устройство включает буровую установку, пенообразователь, связанный магистралями с насосом, компрессором и бурильной колонной, пено- гаситель, также связанный магистралями с устьевой обвязкой, емкостью для пенообра- зующей жидкости и двигателем внутреннего сгорания. Емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха, охватывающего пенообразователь. В емкости размещен теплообменник, связанный с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания. Пеногаситель шар- нирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости. Использование изобретения повышает эксплуатационные характеристики устройства при отрицательных температурах окружающего воздуха, повышает технику безопасности. 4 ил.

Изобретение относится к бурению скважин в условиях частичного или полного по- глфщения промывочной жидкости, при неустойчивых стенках скважин и других гор- но-геологических осложнениях.

Известен комплекс для бурения скважин с пеной, содержащий буровую установку с двигателем внутреннего сгорания, бурильную колонну с нагнетательным шлангом, герметизатором устья с отводным парубком, а также блок-модуль, включающий эжекторный пеногаситель на отводном патрубке, компрессор, регулировочные вентили, диафрагмы, обратные клапаны, емкость дл$| пенообразователя, пеногенератор, кон- трбльно-измерительные приборы, нагнета- тельный патрубок. Известный комплекс из-за большого количества функциональных устройств (диафрагм, вентилей, обратных клапанов, переходников и т.р.), а также изза дополнительного подключения эжектор- ного пеногасителя, трудно регулируется и поддерживает устойчивую подачу пены оптимального состава в скважину через бурильные трубы.

К недостатком вышеприведенного комплекса относятся подача пенообразователя из емкости под давлением сжатого воздуха, что крайне небезопасно при засорении функциональных устройств комплекса.

Особенно опасна работа с комплексом при бурении скважин зимой, требующая большого внимания при трудоемких и продолжительных профилактических операциях в период времени, когда происходит замерзание раствора пенообразователя и конденсата воды, выделяющегося из сжатого воздуха.

ч|

Ч)

ел о

V4 СЛ

Все это снижает эффективность эксплуатации комплекса, особенно в зимний период .

Известно также другое устройство для образования и разрушения пены. Это устройство позволяет повысить эффективность процессов образования и разрушения пены за счет снижения энерогозатрат на разрушение пены и снижения расхода ПАВ при использовании систем с двигателями внутреннего сгорания.

Устройство для образования и разрушения пены содержит пенообразователь, емкость с раствором ПАВ, компре ссор, насос, отстойник, двигатель внутреннего сгорания, связанный через карданный вал с вращателем бурильных труб, которые сообщены с пенообразователем через вертлюг. Недостатком данного устройства является мз.лая мобильность и низкие эксплуатационные качества при работе в зимних условиях.

Целью изобретения является повышение мобильности и эксплуатационных качеств при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем буровую установку, смонтированные на раме пенообразователь, связанный входными магистралями с насосом и компрессором и выходной магистралью - с вертлюгом для бурильной колонны, пен.огаситель связанный входным патрубком с устьевой обвязкой, выходным патрубком - с емкостью для пенообразую- щей жидкости и дополнительным - с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки и теплообменник, емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха охватывающего пенообразователь и установлена шарнирно на раме, насос и компрессор кинематически связаны с единым приводным двигателем, выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания, размещенного на раме, теплообменник размещен в емкости для пенообразующей жидкости и связан с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, при этом пеногаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости.

На фиг. 1 показана схема комплекса для бурения с очисткой скважины пеной; на фиг. 2 - передвижной модуль комплекса, подготавливаемый к транспортировке со шлангами для подачи пены в скважину и направления пены со шламом из скважины к пеногасителю (со снятыми боковыми щитками и крышкой); на фиг. 3 - вид на емкость

и оборудование модуля со стороны компрессора; на фиг. 4 - устройство емкости в изометрии с теплообменником, шлангом и выхлопной трубой для пропуска выхлопных

газов.

Устройство содержи буровую установку 1, смонтированные на раме 2 пенообразователь 3, связанный входными магистралями 4 и с насосом 5 и компрессором 6 и выход0 ной магистралью 7 - с вертлюгом 8 для бурильной колонны 9, пеногаситель 10, связанный входным патрубком 11с устьевой обвязкой 12, выводным патрубком 13 - с емкостью 124 для пенообразующей жид5 кости и дополнительным 15 - с выходной трубой 16 двигателя внутреннего сгорания 17 буровой установки 1 и теплообменник 18. Емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха 19

0 охватывающего пенообразователь 3 и установлена шарнирно на раме 20,

Насос 5 и компрессор б кинематически связаны с единым приводным двигателем внутреннего сгорания 21, размещенным на

5 раме 20. Теплообменник 18 размещен в емкости 12 для пенообразующей жидкости и связан с выхлопной трубой 22 двигателя внутреннего сгорания 21, или с выхлопной трубой 16 двигателя внутреннего сгорания

0 17 буровой установки 1. Пеногаситель 10 шарнирно закреплен на емкости 12 для пенообразующей жидкости.

Работает комплекс следующим обра- .зом.

5 После проверки исправности отдельных устройств их монтируют в комплекс согласно схеме (фиг, 1). Затем, запускают в работу двигателя буровой устзновки 1 и компрессора 6, включают буровой станок, насос 5 и

0 пенообразователь 3,

В зависимости от конкретных горнотехнических условий бурения скважин используется один из составов пенообразователей, которые по трубопроводам подаются в пено5 образователь 3. Привод насоса 5 и компрессора 6 осуществляется от двигателя 2.

Одновременно в пенообразователь 3 из ресивера 23 подается сжатый воздух. Далее, образовавшаяся в пенообразователе 3

0 пена по трубопроводу 7, шлангу 24, бурильным трубам 9 подается в скважину.

Из скважины пена со шламом через устьевую обвязку 12 по патрубку 11 с гибким шлангом подается в пеногаситель 10, где вы5 ходящая из скважины смесь пены со шламом подвергается воздействию: механическому (при ударе в стенки пеногасителя), центробежному, тепловому и разряжающему.

После такой обработки выделенный из пульпы воздух поднимается вверх, а восстановленный реногаситель со шламом оседает вниз. По выводному патрубку 13 смесь шлама с пенообразователем попадает-в шламосборники 25 или 26. В шла- мосборниках шлам задерживается, а пенообразователь поступает в емкость 14. Периодически один шламосборник очищают и заменяют на другой. Благодаря тому, что в процессе пеногашения используется тепло отработанных выхлопных газов достигается интенсивное гашение пены и сбор пеногасителя. Отработанные газы позволяют нагреть пенообразователь в секциях и предохранить последний от замерзания в устройствах укрытых в полости под емкостью 14.

Формула изобретен.и я Устройство для бурения с очисткой скважины пеной, включающее буровую установку, смонтированные на раме пенообразователь, связанный входными магистралями с насосом и компрессором и выходной магистралью с вертлюгом для бурильной колонны, пеногаситель, связанный входным патрубком с устьевой обвязкой, выводным патрубком - с емкостью для пенообразующей жидкости и дополнительным - с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, и теплообменник, отличающееся тем. что, с целью повышения мобильности и эксплуатационных качеств при отрицательных температу0

5

Комплекс удобен в монтаже, наладке и обслуживании,

Шарнирное крепление емкости на раме обеспечивает свободный доступ специалистов к любому из задействованных в комплексе устройств в процессе его ремонта. Шарнирное крепление пеногасителя на емкости позволяет уменьшить габариты модуля при его транспортировке и создает удобства при эксплуатации оборудования на рабочих площадках,

Испытание комплекса в целом, атакжеего отдельных устройств подтвердило надежность работы всего комплекса, безопасность работы и значительно продлило время эксплуатации буровой установки в холодное время года.

pax окружающего воздуха, емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха, охватывающего пенообразователь, и установлена шарнирно на раме, насос и компрессор кинематически связаны с единым приводным двигателем, выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания, размещенного на раме, теплообменник размещен в емкости для

пенообразующей жидкости и связан с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания, размещенного на раме, или с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, при этом пеногаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости. .

Фиг.1