Скважинный сепаратор-аэратор газожидкостной смеси Советский патент 1993 года по МПК E21B21/14 

Предлагаемое изобретение относится к областям бурения скважин и гидродобычи рыхлых полезных ископаемых.

Целью предполагаемого изобретения Является расширение технологических возможностей выноса разрушенных горных пород в сложных геологотехническйх условиях. ,

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез скважинного сепаратора в момент спуска снаряда в скважину и в процессе сепарации воздуха с направлением его в аэратор, а воды на забой,

На фиг.2 показан продольный разрез сепаратора в момент установки снаряда на

забой скважины и бурения с подачей ГЖС в нижнюю часть инструмента без сепарации. Скважинный сепаратор включает корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 переходниками. В корпусе 1 установлен перфорированный в нижней части газовод 4 с элементом закручивания 5 потока газожидкостной смеси на наружной поверхности и аэратор 6 с регулятором сечения выводного канала 7, сообщенный с верхней частью газовода 4. Сепаратор снабжен узлом включения и выключения сепарации, выполненным в виде поршня 8 со штоком 9, установленного о газоводе 4. Нижний переходник 3 связан с корпусом 1 шлицевым соединением 10, а выводной канал 7 аэратора 6 выполнен в виде кольцевого зазора 11.

С OJ 00

ел VI

Ць

(л)

Сепаратор монтируется в средней части снаряда (верхняя и нижняя части снаряда на фиг.1 и фиг.2 не показаны) и спускается в скважину п раздвинутом состоянии (фиг.1). В момент установки нижней части снаряда на забой сепаратор сдвигается в шлицевой части,- при этом поршень 8 поднимается вверх над перфорированной частью газовода 4 (фиг.2).

С подачей ГЖС в трубы снаряда она, проходя через осевые каналы 12 и 13 составных частей верхнего переходника 2, по винтовому каналу, образованному внутренними стенками корпуса 1, внешними стенками трубчатого гаэовода 4 и винтовым разделителем 5, поступает в кольцевой канал 4 нижнего переходника 3 и далее направляется в нижнюю часть снаряда к рабочему наконечнику. Рабочий наконечник (на фиг.1 и фиг.2 не показан) в буровом снаряде выполнен в виде коронок, долот и т.д., а в гидродобычном агрегате в виде гидромониторных, распыляющих насадок и др. устройств.

Омывая забой скважины, ГЖС захватывает частицы разрушенного породного материала и выносит их по стволу скважины на дневную поверхность.

Работа снаряда с подачей ГЖС на забой (вариант снаряда со сдвинутыми шлицами, фиг.2) эффективна при сравнительно невысокой степени нарушения сплошности горных пород в призабойной части трещинами, карстовыми полостями, зонами перемятия и другими нарушениями, способствующими значительным поглощениям ГЖС.

Для восстановления циркуляции ГЖС при работе в зоне поглощения скважинный снаряд приподнимают над забоем скважины. При этом, сепаратор раздвигается в шлицевой части нижнего переходника 3, а перемещающийся вниз поршень-распределитель 8 открывает перфорацию нижней части 15. При бурении снарядом с раздвинутым сепаратором осевое давление на рабочий наконечник оказывается только за счет массы нижней части снаряда и давления подаваемой вниз ГЖС.

При интенсивной подаче ГЖС в винтовой агентопроводящий канал, он с высокой скоростью раскручивается в нижней части корпуса 1 и шлицевой втулки 16 переходника 3. При раскручивании ГЖС разделяется на воздух и воду (фиг.1). Вода подается на

забой скважины, а воздух поступает в трубчатый газовод 4 через нижнюю перфорационную часть 15. Далее, воздух проходя через раздельные газораспределительные

патрубки 17, поступает в кольцевой аэратор 6. Выходя из аэратора G, воздух смешивается со скважинной жидкостью, эрлифтируетеесподьемом на поверхность. Таким образом при бурении достигается

аосстановлемие циркуляции промывочной жидкости, а при гидродобыче - высокопроизводительная откачка пыльцы (смеси подаваемой на забой воды и размываемой рыхлой руды).

Регулировка производительности работы сепаратора достигается путем изменения зазора 11 в кольцевом аэраторе 6. Для этого подбираются соответствующие по толщине регулировочные шайбы 18, которые устанавливаются между верхней и нижней частями верхнего переходника 2.

Благодаря оригинальности и простоте конструкции сепаратора обеспечивается высокая надежность и эффективность его

работы даже о сложных условиях при полном поглощении промывочного (очистного) агента.

Формула изобретения

Скважинный сепаратор-аэратор газожидкостной смеси, включающий корпус с верхним и нижним переходниками, установленный в корпусе перфорированный в нижнее части газовод с элементом закручивания потока гэзожидкостной смеси на наружной поверхности, и аэратор с регулятором сечения выводного канала, сообщенный с верхней частью газовода, отличающийся тем, чго, с целью расширения

технологических возможностей выноса разрушенных горных пород в сложных геолого- технических условиях, он снабжен узлом включения и выключения сепарации, выполненным в виде поршня со штоком, установленного в газовое с возможностью отсечения перфорированной нижней части газовода от аэратора в верхнем своем положении, нижний переходник связан с корпу- сом шлицевым соединением и установлен с

возможностью ограниченного возвратно- поступательного осевого перемещения, при этом шток поршня жестко связан с нижним переходником, а выводной канал аэратора выполнен в виде кольцевого зазора.

tfcuZ.I

9s г/