Шламоуловитель Советский патент 1980 года по МПК E21B21/00 

1

Изобретение относится к области горного дела, к средствам для улавливания и удаления шлама при бурении скважин.

Известны устройства для удаления шлама при бурении, обеспечивающие транспортировку его по стволу скважины потоком промывочной жидкости 1

Для эффектииной работы такого устройства требуется значительный расход промывочной жидкости.

В системах, где наряд с транспортирующим потоком для улавливания шлама применяет специальные ловители с накопителем, расход жидкости меньше.

Такой шламоуловитель содержит закрепленную на внешней поверхности колонны бурильных труб коаксиально расположенную емкость с отверстием сверху, цилиндрическими стенками и дном, образующими карман для аккумулирования шлама 21.

Однако эффективная работа такого устройства возможна только до тех пор, пока емкость не заполнена шламом. После заполнения дальнейшее бурение без эффективного удаления шла.ма нерационально.

Целью изобретения является улучшение удаления шлама за счет дополнительного его диспергирования. Указанная цель достигается тем,

5 что в емкости установлены группы свободно вращающихся и подвижньлх в продольном направлении ударных бойков и взаимодействующих с торцом бойка роликов, при этом стенки емtO кости имеют перфорации.

Для достижения указанной цели шламоуловитель снабжен также дополнительной емкостью.

На чертеже изображен предлагаt5 емый шламоуловитель.

Шламоуловитель состоит из емкости 1 и трубы 2. Емкость выполнена с перфорациями 3. В верхней части емкости имеются шламоулавливающие окна 4. В полости емкости 1 имеются перегородки 5, жестко соединенные со стенками трубой 2. Перегородка 5 разделяет полость емкости на две зоны, в каждой из которых расположены ролики 6 и 7 и ударные бойки 8, связанные с трубой так, что они имеют свободу вертикгшьного и тангенциального перемещения.

В перегородке 5 имеются отверстия

30 различной формы и размеров для обеспечения движения раздробленных и перемолотых обломков с верхней зоны в нижнюю.

В нижней емкости 1 расположена дополнительная емкость 9 для металлического скрапа. Скрап выпадает из восходящего потока промывочной жидкости. Перемолотый же внутри шламоуловителя шлам выбрасывается через перфорационные отверстия в затрубное пространство скважины и выносится на дневную поверхность восходящим потоком промывочной жидкости.

При бурении с забойными двигателями шламоуловитель устанавливается как под турбобуром или иным забойным двигателем, так и над ними; при бурении роторным способом - непосредственно над долотом или калибратором.

Работа шламоуловителя из забоя происходит в следующей последовательности.

Взмученный и вынесенный, в наддолотное пространство забойный осадок попадает в затрубное кольцевое пространство между стенкой скважины и корпусом шламоуловителя, где высокая скорость потока. При этом частицы шлама по инерции проходят до верхнего отверстия емкости, где скорость потока резко уменьшается и из потока выделяются все тела, которые не могут транспортироваться выходящим потоком с новой пониженной скоростью и попадают в окна 4. Выпавшие иэ потока тела оседают в шламоуловителе.

При динамическом воздействии долота с забоем между емкость, роликами и бойками возникают собственные динамические взаимодействия, в результате которых осуществляется интенсивное перемалывание шлама. При этом часть фракций, образованных при дроблении частиц, отбрасывается центробежными силами к стенке и выходит в затрубное пространство через перфорации 3. Оставшиеся частицы пород, выпав

в нижнюю зону, подвергаются дополнительному дроблению. Металлические обломки, как самые тяжелые, при транспортировании восходящим потоком тормозятся в районе нижнего среза корпуса и попадают в дополнительную емкость 9.

Преимущества описанной конструкции шламоуловителя заключаются не только в сокращении времени на его

обслуживание, но и главным образом

в том, что гарантируется бурение по очищенному забою, предупреждаются . прихваты нижней части бурильного инструмента, интенсифицируется процесс внедрения резцов в породу забоя, 5 сохраняется вертикальность ствола скважины.

Формула изобретения

Q 1. Шламоуловитель, включающий закрепленную на внешней поверхности колонны бурильных труб коаксиально расположенную .емкость с отверстием сверху, цилиндрическими стенками и дном, образующими карман- для аккумулирования шлама, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления шлама за счет дополнительного его диспергирования, на колонне труб в емкости установлены группы свободно вращающихся и подвижных в продольном направлении ударных бойков и взаимодействующих с торцом бойка роликов, при этом стенки емкости имеют перфорации.

5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, оно снабжено дополнительной емкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Волков С.А. и др. Буровое дело. М. , Недра, 1965, с. 128.

2. Патент США 2723553, кл. 73-11, опублик. 15.11.55 (прототип) .