Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B21/00 

ел С

Использование: промывка буровых скважин. Сущность изобретения: периодически повышают и снижают уровень промывочной жидкости путем периодического отсасывания воздуха из внутренней полости бурильных труб и последующего сообщения ее с атмосферой с одновременным сообщением полости колонны бурильных труб с затрубным пространством над шламовой трубой и последующей изоляцией от воздействия атмосферы с нагнетанием в полость воздуха, происходит отсасывание воздуха из затрубного пространства, а при отсасывании воздуха из полости бурильных труб нагнетают воздух в затрубное пространство. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к промывке буровых скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки забоя скважины от выбуренной породы.

На чертеже показан предлагаемый способ, колонковый снаряд 1 с внутренним шламосборником 2 и породоразрушающим инструментом 3, связанный с колонной бурильных труб 4 посредством клапанного переходника 5, имеющего впускной 6 и выпускные 7 клапаны для сообщения с за- трубным пространством 8, изолированным от воздействия атмосферы герметизатором устья 9, установленном на верхнем конце обсадной колонны 10 и соединенным трубопроводом 11 с воздухораспределителем 12, в свою очередь соединенный посредством трубопроводов 13, 14, 15, Тб соответственно с атмосферой, нагнетательной,

всасывающей магистралями вакуум-насоса 17 и с вертлюгом-сальником 18, закрепленном на верхнем конце колонны бурильных труб 4.

Призабойную циркуляцию осуществляют следующим способом.-Полость ограниченная внутренним диаметром обсадной колонны 1, и наружным диаметром бурильных труб 4, образовала затрубное пространство 8, которое изолировали от воздействия атмосферы герметизатором устья 9, установленного на верхнем конце обсадной колонны 10.

Вакуум-насосом 17 при положении воздухораспределителя 12 внутренняя полость бурильных труб - вакуум-насос - затрубное пространство через сальник-вертлюг 8 из внутренней полости колонны бу: рильных труб 4 отсасывали воздух, При этом за счет понижения давления во внутренней полости клапанного переходника 5 открывались входные клапаны S и закрывались выходные 7.

Отсасываемый из внутренней полости бурильной колонны 4 воздух подавался из нагнетательного патрубка 14 вакуум-насоса 17 через воздухораспределитель 12 и трубопровод 11 в затрубное пространство 8 Промывочная жидкость за счет разности давлений во внутренней полости-колонны труб 4 и эатрубном пространстве 8, омывая породоразрушающий наконечник 3, устремлялась из затрубного пространства 8 во внутреннюю полость колонкового снаряда 1.

Крупные частицы шлама,, выносимые потоком промывочной жидкости из-под торца породоразрушэющего наконечника 3, оседали во внутренней шламовой трубе 2. Проходя через отверстия входных клапанов 6, промывочная жидкость поднималась дальше по внутренней полости колонны бурильных труб 4. При этом происходило понижение уровня промывочной жидкости в затрубном пространстве 8 по сравнению с уровнем жидкости в колонне бурильных труб 4.

По достижению заданной степени ваку- умизации воздухораспределитель устанавливался в положение внутренняя полость бурильных труб - атмосфера - затрубное пространство, воздух из затрубного пространства &, соединенного с внутренней полостью колонны бурильных труб через сальник-вертлюг 18, трубопровод 16, воздухораспределитель 12 устремлялся частично во внутреннюю полость колонны бурильных труб 4, частично через трубопровод 13, воздухораспределитель 12 в атмосферу.

За счет разности уровней промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве 8 происходило закрытие входных клапанов 6 и открытие выходного 7. Промывочная жидкость из внутренней колонМы бурильных труб 4 отводилась в затрубное про1- странство 8.

В момент, когда давление воздуха во внутренней полости колонны бурильных труб 4 сравнивалось с атмосферным, т,е.

когда промывочная жидкость из внутренней полости 4 начинала отводиться в затрубное пространство 8, производилось переключение воздухораспределителя 12 в положение затрубное пространство - вакуумм-насос - внутренняя полость.

При таком положении воздухораспределителя 12 воздух отсасывался из затруб-ного пространства 8 через трубопровод 11, воздухораспределитель 12,трубопровод 15 вакуум-насоса 17, нагнетательный патрубок

14, воздухораспределитель 12, трубопро вод 16, сальник-вертлюг 18, нагнетался во внутреннюю полость колонны бурильных труб 4.В результате процесс восстановления уровней промывочной жидкости в затрубном пространстве 8 и полости колонны бурильных труб 4 ускорялось по сравнению с прототипом в 2-3 раза.

Ускорение восстановления уровней промывочной жидкости в затрубном пространстве 8 и внутренней полости бурильных труб 4 и соответственно увеличение ркорости промывочной жидкости под торцом породоразрушающего инструмента 3 происходило в результате того, что одновременно с отсасыванием воздуха из внутренней полости бурильных труб 4 нагнетали отсасываемый воздух тем же вакуум-насосом 17 в затрубное пространство 8 и аналогично при нагнетании воздуха во внутреннюю полость бурильных труб 4, нагнетаемый воздух отсасывали из затрубного пространства 8 тем же вакуум-насосом 17.

Тем самым достигали увеличения перепада давления воздуха над уровнями промывочной жидкости во: внутренней полости бурильных труб 4 и затрубном пространстве 8 в 1,7-1,9 раза. После восстановления уровней вакуумизация и нагнетание периодически повторялись. .- .:

- Применение вакуум-насосов, аналогичных прототипу, для одновременного отсасывания из внутренней полости бурильных

труб 4 и нагнетания в затрубное пространство воздуха, позволяет повысить эффективность промывки скважины за счет увеличения в 2-3 раза скорости промывочной жидкости под торцом породоразрушающего инструмента в результате повышения перепада давления воздуха над уровнями промывочной жидкости во внутренней полости бурильных труб 4 и затрубного пространства 8, более полно использовать

мощность вакуум-насоса и позволяет полностью замкнуть циркуляцию воздуха, что повышает экологическую чистоту процесса бурения скважин.

Формула изо б ретен ия

Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважины, заключающийся в периодическом повышении и снижении уровня промывочной жидкости путем периодического отсасывания воздуха из внутренней полости бурильных труб И последующего сообщения ее с атмосферой с одновременным сообщением полости бурильных труб с за- трубным пространством над шламосборником и последующей изоляцией от воздействия атмосферы с нагнетанием в полость воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности промывки скважины за счет автоматического регулирования воздухораспределения, одновременно с отсасыванием воздуха из полости бурильных труб нагнетают воздух в зат.рубное пространство, а при нагнетании воздуха в полость бурильных труб производят отсасывание воздуха из затрубного пространства.