Забойный шламодробитель Советский патент 1981 года по МПК E21B21/00 

(54) ЗАБОЙНЫЙ ШЛАМОДРОБИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области бурения скважины, а именно, к устройствам для очистки забоя скважины от шлама непосредственно в процессе углубления скважин.

Известно устройство для бурения скважин, включающее корпус с центральным промывочным каналом, долото и узел для повторного механического измельчения частиц шлама до размеров, достаточных для выноса их восходящим потоком промывочной жидкости 1 .

Данное устройство обеспечивает высокую степень диспергирования частиц шлама за счет их дополнительного механического измельчения.

Недостатком данного устройства является то, что для улучшения промывки забоя от выбуренных частиц шлама необходимо увеличивать расход промывочной жидкости отбираемой от бурового насоса, установленного на поверхности.

Известен также забойный шламодробитель, включающий корпус с центральным промывочным каналом и струйный насос с соплом, диффузором и приемной камерой с промывочными каналами, причем внутренняя поверхность диффузора выполнена

шероховатой, а ниже диффузора имеется втулка с тороидальной поверхностью 2.

Данный снаряд наряду с повторным измельчением частиц шлама поднятых промывочной жидкостью с забоя значительно увеличивает количество промывочной жидкости, подаваемой по центральному каналу корпуса к долоту, что значительно улучшает очистку забоя от шлама.

Недостатком данного снаряда является малая степень диспергирования частиц шлама, поскольку повторное измельчение этих частиц происходит лишь за счет гидравлической мощности, подаваемой с поверхности от насоса, которая, в свою очередь, расходуется также на очистку забоя от частиц шлама и вынос их по кольцевому пространству на поверхность.

Целью настоящего изобретения является повыщение степени диспергирования частиц шлама.

Указанная цель достигается тем, что шламодробитель снабжен дополнительным струйным насосом и центрирующим поршнем, установленным с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса, причем, струйные насосы расположены пос.f; joHare bHo и жестко связаны с демпфирующим поршнем, а их диффузоры образуют с корпусом попеременно смыкающиеся челюсти.

На фиг. показан шламодробитель в продольном разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Забойный шламодробитель размещается в корпусе, который для удобства монтажа выполнен сборным, состоящим из верхнего переводника 1, корпуса 2 и нижнего переводника 3, соединяющихся друг с другом посредством замковой резьбы. Внутри корпуса размещается демпфирующий порщень 4, в котором выполнен, верхний струйный насос. Верхний струйный насос состоит из направляющего конфузора 5, рабочего сопла 6 и диффузора 7. Разжимное кольцо 8 служит для закрепления струйного насоса в порщне 4. При необходимости для улавливания щлама, например, для отбора образцов пород, внутри корпуса устройства размещается щламосборник 9, объем которого выбирается исходя из режима бурения и поставленных целей.

Для передачи крутящего момента от вала забойного двигателя к долоту корпус щламосборника и ответное отверстие в нижнем переводнике выполнены профильной формы.

Последовательно с верхним струйным насосом встроен нижний струйный насос, состоящий из конфузора 10, рабочего сопла 11, диффузора 12 и разжимного кольца 13. Для соединения с долотом 14 нижний струйный насос размещается в корпусе 15.

Для дробления щлама засасываемого струйны.ади насоса.ми, опорные поверхности 11 Лсмосборника 9, корпусов 2 и 15 выполнены в в-иде челюстей из твердого сплава, между которыми образованы камеры дробления Б и В. Для восприятия осевых ударов в вер.хнем переводнике корпуса 1, размещается а.мортизатор, состоящий из упорной втулки 16, разжимного кольца 17 и упругого элемента 18.

Для создания герметичности и необходимого режима работы, устройство снабжено уплотнительными элементами 19, 20, 21, 22, 23 и 24. Для установки устройства в бурильную колонну соединительные резьбы выполнены замковыми.

Для подвода щлама к дробящим челюстям в корпусе насосов и устройства выпол нены каналы Д и Г.

Устройство работает следующ,им образом. Шламодробитель устанавливается внижней части бурильной колонны, например над долотом.

Струйные насосы, встроенные в демпфирующий порщень, создают мощную жидкостную пружину, обеспечивающую гащеиие энергии при отскоках долота от ухабообразного забоя, включая в работу то верхню о Б. то нижнюю В камеры дробления . Шлам . щламодробящие камеры засасывается струйными насоса.ми по каналам Г и Д, и затем в измельченном состоянии в камеру Е щламосборника, часть шлама по кольцевому каналу, между стенками скважины и инструментом выносится на поверхность.

В процессе бурения крупные частицы шлама, отколотые от забоя долотом, увлекаются про.мывочной жидкостью, которой на забой подается больщее количество изза работы струйных насосов и попадает по каналам Г, при нижнем положении порщня 4, в щламодробящую камеру В, где они размельчаются при отскоке долота, а затем по каналам Д, попадает в камеру Е.щламосборника.

При верхнем положении порщня 4, долото 14 отскочило от ухабообразного забоя, щлам по каналу Д, минуя камеру: В, попадает в щламодробящую камеру Б, где щлам 0 также размельчается ударом щламосборника 9 под действием гидравлической нагрузки, создаваемой жидкостной пружиной. Затем размельченный пллам оседает в камере Е щламосборника.

Осаждение щлама обеспечивается потерей скорости потока, который из узких щелей между корпусом устройства и щламовой камерой попадает в больщий объем и как более тяжелый оседает в камере Е.

Измельченный щлам, который уносится O потоком жидкости в кольцевое пространство между стенками скважины и бурильной колонны, как абразивный материал, значительно утрачивает износовые свойства.

Применение щламодробителя данной конструкции позволит повысить степень диспергирования частиц щлама наряду с интенсивной промывкой призабойной зоны. Формула изобретения

Забойный щламодробитель, включающий корпус с центральным промывочным кана0 лом и струйный насос с-соплом, диффузором и приемной камерой с промывочными каналами, отличающийся тем, что, с целью повыщ ния степени диспергирования частиц щлама, он снабжен дополнительным струйным насосом и демпфирующим порщнем, ус тановленным с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса, причем, струйные насосы расположены последовательно и жестко связаны с демпфирующим порщнем, а их диффузоры образуют 0 с корпусом попеременно смыкающиеся челюсти.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2686668/22-03, кл. Е 21 В 21/00, 12.10.78.