Устройство для создания обратной циркуляции в скважине Советский патент 1978 года по МПК E21B21/00 E21B25/00 

Изобретение относится к области бурения разведочных скважин, а именно к устройствам для создания обратной циркуляиич.

Известны устройства для создания обратной местной циркуляции очистных агентов iiOH колонковом бурении, предназначенные д.у(я повышении качества и эффективности бурения. Эти устройства представляют собой рлифтно-ннез-матические снаряды, делители потока с использованием различного рода уплотнителей (паккеров), поршневые и водоструйные насосы. Наибольшее распространение получают буровые снаряды с применением водоструйных насосов Л.

Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению является эжекторный буровой снаряд, в котором устройство для создания обратной циркуляции в скважине включает переходник, сопло, сообщаюпдееся с диффузором, и корпус с каналом для обратного потока. Обратная циркуляция, в этих снарядах создается за счет эжекции разрежения во внутренней полости снаряда 2.

Обладая простотой и отсутствием подвижнь1х быстроизнашивающихся деталей, известные эжекторные буровые снаряды имеют существенный недостаток, заключаюилийся в том, что перепад давления жидкости в обратной циркуляционной системе обеспечивается за счет всасывания благодаря зжекторному разрежению. Поэтому эжекторные буровые снаряды легко згшламовываются с резким изменением режи.ма промывки до полного ее прекращения. Особенно ijiiacno для таких снарядов наличие на забое столба шлама, превышающего 1.5-2 м. В этом случае образуется шламовая пробка, которая, как правило, не может быть разрушена существующим перепадом давления .в местной циркуляционной системе.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет увеличения перепада давления при обратной циркуляции.

Цель достигается тгм, что сопло вьитолнено кольцевым, а диффузор образован наружной поверхностью корпуса, выполненной конусообразной, и стенками скважины, причем канал корпуса сообщается со скважинным пространством вьиие сопла.

На чертеже показано г|:)едлагае.мое .устройство во )3заимосвязи его с верхней и-нижней частями бурового снаряда и со стенками скважины. Устройство состоит из переходника 1, кольцевого сопла 2 и корпуса 3 с конусо образной наружной поверхностью, нижняя часть которого соединяется с колонковым или другим буровым набором 4. В переходнике 1 выполнен канал а для подачи очистного агента из бурильных труб 5. Между верхней конической частью корпуса 3 и переходником образован кольцевой канал i сопла 2, выходящий в затрубное пространство под острым углом к оси скважины. Нижняя часть корпуса плавно сужается книзу и образует со стенками скважины расширяющуюся книзу кольцевую камеру С- В корпусе выполнен центральный канал d, соединяющийся со скважинным пространством выше кольцевого канала 6 сопла 2. Устройство работает следующим образом. Очистной агент из бурильных труб через канал а в переходнике 1 попадает в кольцевой канал &, где происходит ускорение и формирование потока очистного агента по всему периметру наружного корпуса под острым углом в направлении к забою скважины. Узкое пространство между корпусом и стенка.ми скважины в месте истечения очистного агента по всему периметру корпуса обеспечивает достаточную кинетическую энер гию и-сплошность потока и исключает возможность изменения его направления в этом месте. Последующее расширение потока в диффузоре преобразует кинетическую энергию движения в потенциальную энергию давления, которая вызывает обратную .местную циркуляцию очистного агента по центральному каналу d через забой скважины. Описываемое устройство позволяет регулировать обратную циркуляцию в широких пределах и, таким образом, обеспечивает Bhi-.p необходимого технологического режима промывки скважины. Простота изготовления и эксплуатационная надежность устройства дает возможность широкого его распространения. Технико-экономическая целесообразность применения такого устройства определяется следующим положительным эффектом: снижением брака в колонковом бурении из-за низкого выхода керна; повышением механических и .рейсовых скоростей бурения вследствие улучщения условий отработки алмазных и твердосплавных коронок и уменьшения самозаклинок керна; возможность перехода на малые более производительные диаметры бурения скважин;расширением области применения таких прогрессивных способов бурения, как гидроударные и пневмоударные. Устройство было изготовлено и испытано в Уральской геологоразведочной экспедиции. Результаты испытаний положительные. При внедрении этого устройства только в Уральском территориальном геологическом управлении экономический эффект составляет не менее ста тысяч рублей. Формула изобретения Устройство для создания обратной циркуляции в скважине, включаюшее переходник, сопло, сообщающееся с диффузором, и корпус с каналом для обратного потока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет увеличения перепада давления при обратной циркуляции, сопло выполнено кольцевым, а диффузор образован наружной поверхностью корпуса, выполненной конусообразной, и стенками скважины, канал корпуса сообщается со скважинным пространством выше сопла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Волков А. С. и Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. М., «Недра, 1970, с. 85 и 137. 2.Авторское свидетельство СССР jsfo.l66293,кл. Е 21 В 21/00, 1963.