Струйный гидродиспергатор Советский патент 1982 года по МПК E21B33/13 

(54) СТРУЙНЫЙ ГИДРОДИСПЕРГАТОР

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для ликвидации поглощений путем закачивания тампонажного раствора в скважину. По основному авт.св. № 889833 из вестен струйный гидродиспергатор, включающий корпус с седлом, съемную пробку с насадком и фильтром и экран tl.. Недостатком устройства является невысокая эффективность его работы, обусловленная влиянием гидростатического давления среды. , Цель изобретения - повышение эф фективности работы устройства путем устранения влияния гидростатического давления жидкости в скважине и повышения надежности работы. . . Поставленная цель достигается тем что он снабжен подпружиненной относительно насадка втулкой с башмаком в нижней части и держателем подпрудсиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена на держателе между насадком и экрано а башмак на торце, обращенном к Экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен, относитель на на расстоянии (f, определяерледующей зависимости: . 4D, ,2. -опытный безразмерный коэффициент; -диаметр выходного отверстия насадка, мм; -удвоенное расстояние от оси втулки до точки определения зазора, мм; и о - плотности жидкости соответственно в трубах для спуска диспергатора и в скважине, г/см i -давление нагнетания на устье, МПа; -ускорение свободного падения, -глубина установки диспергатора, м. е выполнение устройства обест создание вакуума в полости а и втулки при прокачивании испергатор тампонажного растрасчетном режиме, что снижагоемкость диспергирования фазы и повышает закупоривающую способность тампонажного раство ра. Вакуум в полости патрубка и втул ки повышает перепад давления на насадке на величину гидростатического давления столба жидкости в трубах без изменения давления на устье, чт интенсифицирует диспергирование тве дой фазы. Все это повышает эффектив ность изоляционных работ, На чертеже изображен гидродиспер гатор, общий вид. Струйный гидродиспергатор содер жит корпус 1 с седлом 2, съемную пр бку 3 с насадком 4 и фильтром 5 и экран б, удаленный от насадка на 12-16 внутренних диаметров насадка Диспергатор снабжен упорным патруб 7 и упором 8, жестко связанным с нижней частью пробки, внутри которого подвижно размещена подпружине ная пружиной 9 втулка 10 с башмако 11 и наружным выступом 12, контактирующим с упором 8 патрубка, прич башмак по обращенной к экрану поверхности выполнен скругленным по гиперболе и расположен относительн экрана с зазором, определяемым по формуле Л- M(. + - л 4D. ., Внутренний диаметр втулки 10 и башмака 11 находят из соотношения Наружный диаметр башмака 11 дол жен быть равен 2-Звнутренним его диаметрам, т.е. t D (2 - 3)D вьшолнение наружного диаметра патрубка 7 и башмака 11 должно обе печивать свободное прохождение их через седло 2.. Диспергатор работает следующим образом. При изоляции поглощающего пласта корпус диспергатора 1 с седлом на трубах спускают в скважину. При этрм пробку 3 с насадком 4, фильтром 5 и патрубком 7 с подпружиненной втулкой 10 оставляют на поверх ности. Проводят гидродинамические ис ледова ния и намыв наполнителей. атем в трубы бросают пробку 3, ко рую продавливают до посадки на сед ло 2. Начсшьное давление нагнетания т понажного раствора с учетом конструкции устройства и условий работы находят по формуле Р.Н дн i. где Р - начальное давление нагнетания, МПа. По гидравлической характеристике насадка Q f(Р) с учетом плотности тампонажного раствора находят соответствующий Р расход жидкости для определения потребного количества цементировочных агрегатов и режима их работы. Приготовленный тампонажный раствор закачивают в скважину с найденным расходом. При этом давление нагнетания сначала возрастает до расчетного Р„, а затем падает на величину, равную гидростатическому давлению столба жидкости в трубах, и равно . Р дн( KdA -f 1 Это падение при /неизменном расходе связано с удалением жидкости из | полос.ти упорного патрубка 7 и втулки 10 струей из насадка 4 в зазор , между башмаком 11 и экраном б с образованием вакуума. Несмотря.на падение давления нагнетания на устье, перепад давления на насадке сохраняется и равен расчетному Р (при неизменном расходе) , так как падение давления на устье компенсируется давлением столба жидкости в трубах. Например, при давлении нагнетания на устье 10 МПа (100 кгс/см -) и глубине спуска диспергатора 1000 М перепад давления на насадке при наличии воды в скважине составит более 20 МПа (200 кгс/см) , Истекая из насадка 4, струя тампонажного раствора,, не теряя энергии в вакуумированной полости патрубка и втулки, ударяет в экран , где происходит диспергирование с вытеснением полученной смеси в зазор между башмаком 11 и экраном 6 с одновременным- преодолением гидростатического давления жидкости в затрубном пространстве. После диспергирования тампонажный раствор вытесняется через каналы в экране б в скважину и в зону поглощения, В случае возможного закупирования зазора между башмаком 11 и экраном б крупными твердыми частицами тампонажного раствора возросшее внутри патрубка 7 и втулки 10 давление поднимает подвижную втулку 10, сжав пружину 9, что обеспечивает автоматическую очистку зазора. Диспергирование при . низком давлении окружающей среды приводит к улучшению изолирующих свойств тампонажного раствора. После окончания продавливания тампонажного раствора Диспергатор поднимают на поверхность. Предлагаемый Диспергатор обеспечивает повышение эффективности изоляционных patSoT за счет улучшения изолирующих свойств тампонажного раствора, что позволяет сократить затраты времени и средств на проведение изоляционных работ. Ожидаем экономический эффект от применения одного диспергатора составляет 20,3 тыс.руб. Ожидаемый годовой эко номический эффект от максимального использования-предлагаемого изобретения составит около 508 тыс.руб. Формула изобретения Струйный гидродиспергатор по авт св. I 889833, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем устранения влияния гидростатического давления жидкости в скважине и повышения надежности работы, он снабжен подпружиненной относител но насадка втулкой с башмаком в ниж ней части и держателем подпружиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена на держателе между насадксмг и зкра- ном, а башмак на торце, обращенном к экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен отноана на расстоянии, из следующей зависимос-опытный безразмерный коэффициент; -диаметр выходного отверстия насадка, мм; -удвоенное расстояние от оси втулки до точки определения эазора,мм; - плотности жидкости соответственно в трубах для спуска диспергатора и в скважине, -давление нагнетания на устье, МПа -ус сорение свободного Пс1дения, - глубина установки диспергатора, м. чники информации,, внимание при экспертизе кое свидетельство СССР . Е 21 В 33/13, 1979