ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТАРТАНИЯ Советский патент 1925 года по МПК E21B27/00 

Тартание жидкостей (напр., нефти) из буровых скважин производится обычно при участии рабочего, который управляет всем процессом - спуска желонки в скважину, наполнения ее, затем поднятия ее наверх и слива в особый тартальный ящик, спуска снова и т.д.

Предлагаемое приспособление имеет целью выполнение всех этих операций по извлечению жидкости из скважины автоматически, без помощи человека.

На фиг. 1 и 2 приспособление изображено в наполненном и ненаполненном состоянии, а на фиг. 3 изображен желобчатый блок с вырезом для оси.

Устройство такой, автоматически действующей, желонки состоит - независимо от конструктивных деталей - в следующем.

Цилиндрическая желонка А (фиг. 1) снабжается внизу клапаном К, открывающимся вверх; когда клапан K опущен (закрыт) на свое гнездо С, образующее нижнюю часть желонки, жидкость не вытекает из желонки; стержень S клапана K проходит через всю желонку по оси ее и оканчивается вверху ушком е, а самая желонка несет вверху дужку d, прикрепленную к верхнему направляющему конусу Е. К ушку клапанного стержня e и к дужке самой желонки d прикрепляются концы гибкого металлического троса (или ленты) Т, огибающей желоночный блок R, прикрепленный в свою очередь, к тартальному канату О; таким образом, элементы системы - желонка и ее клапан - подвешены на общем желоночном блоке R, и одна из этих двух частей, при известных условиях, перетягивает другую, от чего клапан открывается или закрывается. Корпус желонки А (со всеми его конструктивными частями) делается немного тяжелее, нежели противовесящий ей клапан K со стержнем S: поэтому, в ненаполненном состоянии корпус желонки А перетягивает клапан К через блок R, и последний (клапан) занимает крайнее верхнее положение (фиг. 2): когда же желонка наполнена (совсем или до определенного уровня), то наоборот: вес клапана и лежащего над ним вертикального цилиндра жидкости (Ж-Ж, фиг. 1) должен быть больше, нежели вес желоночного корпуса А с остальной жидкостью, - тогда клапан перевешивает и, занимая крайнее нижнее положение, закрывает выход жидкости. Так как в случае длинной желонки ее корпус А может оказаться значительно тяжелее клапана K с его штоком S (а надо, чтобы он был лишь немного тяжелее), - то во избежание устройства излишне тяжелого клапана K, - самый желоночный блок снабжен переставляющейся осью вращения (фиг. 3), т.е. применяют как бы "эксцентричный блок", при чем к тому концу троса, перекинутого через блок, который действует на большее плечо (r-а), подвешивают легкий клапан K, а к другому на плече (r-а) - корпус А; означенное устройство всегда возможно, так как блок в действительности не вращается, а лишь слегка отклоняется в ту или другую сторону на величину подъема клапана; величину "a" в блоке ("эксцентриситет") надо, кроме того, менять даже в работе - в зависимости от наполнения желонки (притока жидкости в скважине), что очевидно из предыдущего, - так как при подъеме желонки должен перетягивать клапан - жидкость над ним, высота которой, таким образом, играет прямую роль в работе. Когда клапан К открыт (фиг. 2), жидкость, вытекая из желонки вниз по каналам m (фиг. 1 и 2), попадает на направляющую круглую тарелку D - запорную тарелку; поперечный диаметр тарелки больше, нежели диаметр желоночного корпуса А, так что, когда желонка, выходя из скважины, свободно проходит в отверстие особого, установленного над скважиной, тартального шлема Н, то ее тарелка не проходит в отверстие скважины (отверстие шлема Н), а наоборот: благодаря своему профилю в разрезе в месте "b" (фиг. 1 и 2), в точности соответствующем профилю шлема в месте "b", скважина при крайнем верхнем положении желонки плотно закрывается самой тарелкой D; для большей плотности закрытия к тарелке D или шлему Н в соответственных местах может быть еще прикреплена прокладка из резины, кожи и т.п.

Таким образом, система состоит: из желоночного блока R, на котором по концам его троса Т подвешены желоночный корпус А и желоночный клапан K, размеры и вес которых подбираются так, что, когда желонка пустая, то перетягивает (через блок) корпус ее, а когда она с жидкостью - то наоборот - перетягивает клапан; из запорной тарелки D, составляющей часть желоночного корпуса и имеющей в разрезе особый фигурный профиль, при чем диаметр этой тарелки больше диаметра корпуса А; и особого тартального шлема Н, устраиваемого над скважиной и имеющего такие размеры и профиль в разрезе по оси, что корпус желонки свободно выходит из скважины, а тарелка наоборот - задерживается и, упираясь в шлем пригнанными частями (b-b′), плотно закрывает скважину С.

Работа в буровой происходит следующим образом:

Наполненная желонка поднимается из скважины канатом О, с закрытым клапаном K (так как он, согласно изложенному, перетягивает) и, проходя свободно в отверстие тартального шлема Н (при чем для направления служит заостренная часть желонки Е) достигает крайнего верхнего положения и останавливается, так как запорная тарелка D задерживается шлемом, благодаря большому диаметру, а самая скважина при этом плотно запирается этой тарелкой (фиг. 2); но в этот момент двигатель, передающий усиление на канат О (подымающий желонку) еще не останавливается, а продолжает тянуть канат О вверх, от чего, вследствие механической связи корпуса А с клапаном К через блок R, принудительно подымается клапан К желонки до крайнего верхнего положения, определяемого упором у, и жидкость (нефть) свободно выливается через каналы m наружу, не попадая в скважину, так как последняя закрыта диском D (запорной тарелкой). Засим желонка "отпускается" двигателем (т.е. двигатель или идет обратным ходом, или же освобождается принудительная связь между двигателем и желонкой) и идет снова вниз в скважину с открытым клапаном К (так как при пустой желонке - ее корпус А перетягивает клапан К через блок R); когда желонка опускается в жидкость, то последняя входит снизу в желонку и наполняет ее, при чем клапан К поддерживается открытым реакцией жидкости во все время движения желонки вниз; когда желонка наполнена (т.е. когда она доведена до известней глубины в скважине, смотря по уровню жидкости), тогда вверху снова переключают двигатель на подъем каната О (или восстанавливают связь между двигателем и желонкой), и желонка начинает подыматься: при этом клапан K от веса и инерция жидкости, попавшей в желонку, сам собою закрывается (т.е. он перетягивает через блок R вес корпуса желонки А и трение его в жидкости), и наполненная желонка, т.о. подымается вверх с закрытым клапаном до тех пор, пока у выхода из скважины запорная тарелка D, зацепившись в шлеме "H", не остановит подъем желонки, после чего клапан K снова перетянется блоком вверх (т.е. откроется), жидкость выльется и т.д.

Из изложенного следует, что двигатель при тартании должен в некоторые моменты или останавливаться или идти холостым ходом, при чем должна быть нарушена связь между двигателем и подъемником (тартальным) барабаном (лебедкой); если двигатель паровой или внутреннего сгорания, то, конечно, требуется все-таки управление двигателем (но не желонкой, как это имеет место в настоящее время); но если двигателем служит электромотор, то его ход - передний или задний, остановки и т.п. в правильные моменты положения желонки достигаются особыми пусковыми реостатами или контроллерами.

1. Приспособление для автоматического тартания, отличающееся применением желонки с клапаном K (фиг. 1-2) на стержне S, связанном при посредстве перекинутого через блок R каната Т с дужкой d желонки А, снабженной запорной тарелкой D большего диаметра, чем тартун самой желонки, но меньшего, чем диаметр отверстия тартального шлема Н.

2. В указанном в п. 1 приспособлении применение желоночного блока R (фиг. 3) с продолговатым вырезом G для оси g.