Гидравлическое устройство Советский патент 1982 года по МПК E21B31/113 

: (5) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к гидравлическим машинам ударного действия, в частности к гидравлическим устрой ствам для ликвидации прихватов бурильной колонны в скважине, и моЖет быть использовано как для освоения сквахин путем создания депрессии на пласт, так и для бурения скважины. Известно гидравлическое устройство для ликвидации прихватов бурильной колонны в скважине, содержащее корпус с отверстиями для выхода буро вого раствора, установленные в нем подпружиненные клапан и ударник с центральным проходным и боковыми каналами , взаимодействующий с верхней и ни)чней наковальнями Cl. Недостатком известного гидравличе кого устройства является невозможнос ликвидации прихватов, вызванных перепадом давления, т.е. при хатием инструмента к стенке скважины под дей ствием гидростатического давления бу рового раствора, и создания депрессии на пласт при перетоке жидкости из нижней части скважины в ее верхнюю часть при освоении сквак(ин. Все это в целом снижает эс фективность работы устройства. Цель изобретения - повышение эффективности работы путем снижения гидростатического давления бурового раствора или создания депрессии на пласт при перетоке жидкости из части скважины в ее верхнюю часть. Указанная цель достигается тем, что нижняя часть ударника выполнена в виде размещенной в корпусе рабочей пары цилиндр-поршень, в проходном канале поршня дополнительно установлена втул1са с обратным 1слапаном, а корпус манжетным переводником, размещенным под отверстиями для выхода бурового раствора. На фиг. 1 представл.ено гидравлическое устройство в разрезе; на фиг. 2 ман}хетный переводник.

Гидравлическое устройство содержит корпус 1 с отверстиями 2 для выхода бурового раствора, установленные в нем подпружиненные клапан 3 и ударник t с центральным 5 проходным и боковыми 6 каналами, взаимодействующий с верхней 7 и нижней 8 наковальнями. Клапан подпружинен посредством пружины 9, а ударник с центратором (не обозначен) - пружиной 10.

Нижняя часть ударника k выполнена в виде размещенной в корпусе 1 рабочей пары цилиндр 11 - поршень 12, в проходном канале 5 которого дополнительно установлена втулка 13 с обрат-15 мая ным, выполненным в виде шара, клапаном , а корпус 1 снабжен манжетным |(ереводником 15, размещенным под отверстиями 2 для выхода бурового раствора. Обратный клапан сбрасывается с погзерхности с потоком бурового раст вора. В верхней части ударника k, в его центральном проходном канале 5. размещается пробка 16, перекрываю1цая упомянутый канал 5. Нижней наковальней 8 выступ нижней части корпуса 1 , в котором выполнены упомянутые выше отверстия 2 для выхода бурового раствора в затрубное пространст- зо во скважины, а верхней 7 - фрезерова ные пазы выступа корпуса 1, в который упирается ударник 4 своими раторами под действием пружины Гидравлическое устройство работает следующим образом. При постоянном расположении устройства в компоновке бурильной колон ны обратный клапан k и пробка 16 отсутствуют. Втулка 13 перекрывает боковые каналы 6 в ударнике , и поток бурового раствора циркулирует че рез центральный проходной канал 5 ударника k. При возникновении прихвата сбрасывают обратный клапан 1k, который, расположившись во втулке 13, перекры вает проход для бурового раствора. Затем в системе создают давление, и ударник , сжимая пружину 10, переме щается вниз на расстояние , при этом втулка 13 плотно садится в конусное гнездо не обозначено} поршня 12. Бо ковые каналы 6 в ударнике открываются, давление в системе падает, и бурооой раствор через отверстие 2 в kopnyce 1 поступает в затрубное прос

ранство. Ударник под действием пружины 10 возвращается в исходное положение. С поверхности спускают пробку 16, которая перекрывает центральный проходной канал 5 ударника А, и поток бурового раствора направляется через зазор Z . При определенной скорости истечения бурового раствора через упомянутый зазор над клапаном 3 возникает давление, под действием которого он закрывается, сжимая пружину 9. Образуется давление гидравлического удара, и клапан 3 вместе с ударником h перемещается вниз, сжипружину 10. При движении ударника вниз поршень 12 вытесняет определенный объем бурового раствора из цилиндра 11, обратный клапан 14 поднимается вверх, а вытесненный буровой раствор при наличии большого центрального проходного канала 5 в поршне 12 поступает в тот же центральный Проходной канал 5 ударника 4 и выtecняeтcя в затрубное пространство через боковые каналы 6 у отверстия . корпуса 1. Как только ударник k с клапаном 3 пройдут расстояние h.-Z, боковые окна (не обозначены,) клапана 3 сообщаются через фрезерованные пазы корпуса 1 с полостью низкого давления. Давление над клапаном 3 падает, и последний возвращается в исходное поло) посредством пружины 9, а ударник t, продолжая движение 13НИЗ по инерции до нижней наковальни 8 (при соответствующей настройке) , наносит удар по ней и пружиной 10 перемещается вверх. При этом обратный клапан k перекрывает отверстие втулки 13, а тем самым и центральный проходной канал 5 поршня 12. Объем, занимаемый поршнем 12 в цилиндре 1 1 , освобождается, и под ним происходит снижение давления{если отсутствует манжетный переводник 15, происходит переток бурового раствора из затрубного во внутритрубное пространство), В конце хода ударник ) (при соответствующей настройке и режиме работы) наносит удар по верхней наковальне 7. Проход бурового раствора уменьшается, и в зазоре Z образуется перепад давления, под действием которого клапан 3 закрывается, и процесс продолжается. Таким образом, на прихваченный в скважине инструмент воздействуют высокочастотные динамические удары

при одновременном снижении гидростатического давления на него ( при наличии манжетного переводника 15j или восстановлении обратной циркуляции буроного раствора, .

При использовании гидравлического устройства для вызова притока нефти при освоении скважин внизу устанавливается манжетный переводник 15, плотно перекрывающий внутренний диаметр эксплуатационной колонны труб (не показано. В этом случае устройство работает как высокочастотный насос без ударов по наковальням 7 и 8, что обеспечивается регулированием ходов клапана 3 и ударника Ц, а также расходом нагнетаемого бурового раствора. При изменении расхода бурового раствора ударник t перемещается с ударами только вниз,.только вверх или работает в безударном режиме, который устанавливается оператором.

Гидравлическое устройство может применяться без обратного клапана 1 и после спуска пробки 16 работать с промывкой через забой скважины, создавая высокочастотные удары. При этом манжеты (не обозначены манжетного переводника 15 открывают проход для бурового раствора через затрубное Пространство, так как втлука 13 nepef крывает боковые каналы 6 в ударнике

f acтpoйкa и режим работы устройства назначаются в каждом конкретном

случае в зависимости от условии его

применения.

Формула изобретения

Гидравлическое устройство для лик видации прихватов бурильной колонны в скважине, содержащее корпус с. отверстиями для выхода бурового раствора, установленные в нем подпружиненные клапан и ударник с центральным проходным и боковыми каналами, взаимодействующий с верхней и нижней наковальнями, отличающееся тем что, с целью повышения эффективности работы путем снижения гидростатического давления жидкости или создания депрессии на пласт при перетоке жидкости из нижней части скважины в ее верхнюю часть,нижняя часть ударника выполнена в виде размещенной в корпусе рабочей пары цилиндр-поршень, в проходном канале поршня дополнительно установлена втулка с обратным клапаном, а корпус снабжен манжетным переводником, размещенным под отверстиями для выхода бурового раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.I