Устройство для долива скважины жидкостью Советский патент 1982 года по МПК E21B21/08 

;54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЛИВА СКВАЖИНЫ ЖИДКОСТЬЮ 12

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьшшенности, в частности к области, связанной с предот вращением снижения гидростатического давления на пласт, приводящего к выбросс1М и газонефтеводопроявлениям при подъемеинструмента из скважины при бурении, текущем и капитальном ремонте нефтяных, газовых и газоконденеатных скважин путем долива .жидкости в последнкяо.

Известно устройство для долива скважины при .подъеме бурового инстру мента, состоящее из бака с расположенным в нем цилиндром с двумя отверстиями, в котором перемещается плунжер-золотник, приводимый в движение пневмоцилиндром, включаемым с помощью реверсивного пневмопереключателя 1 ..

Недостатками данного устройства являются невозкюжность дозировки объема раствора в зависимости от наружного и внутреннего диаметров труб и длины свечи, сложность изготовления золотникового клапана и отсутствие принудительной продавки жидкости воздухом.

Известно также устройство для долива скважины жидкостью, состоя- .

щее.из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем скважины, и системы пневмоуправления 2 .

Процесс долива жидкости в скважину с помощью устройства из дозировочной емкости осуществляется под давлением сжатого отработанного воздуха. Дозировочная емкость снабжена всасываиощим и нагнетательн1лм клапанами. Через всасывающий клапан жидкость поступает в дозировочную емкость из емкости для долива самотеком.

После заполнения дозировочной емкости всасывающий клапан закрывается и открывается нагнетательный, при этом жидкость принудительно поступает в затрубное пространство скважины.

Однако зто устройство не обеспечивает надежного долива жидкости в скважину при подъеме инструмента, вследствие чего происходит резкое снижение уровня промывочной жидкости в ней. Причиной этого является появление поршневого эффекта. Физическую сущность последнего можно объяснить следуквдим образом. При подъеме, инструмента вокруг долота образуется глинистый сальник или вц бурённая порода, уменьшается зазор между долотом и стенкой скважины, образуя своего рода поршень (то же самое происходит при подъеме HacocH компрессорных труб с пакером) , пере ме14ающийся в скважине вверх, Ьдё скважина является цилиндром. Обследование открыто фонтанирующих скважин показало, что в 20% случаев газ проявлению скважин предшествовал поршневой эффект. Это объясняется тем, что при поршневании под доло том (или пакером) возникает разряжение, которое вызывает приток жидкости из пласта в скважину. Явление еще более усугубляется в случае забивания отверстий долота продукци ей разбуренной породы. В этом случае столб жидкости в затрубном пространстве бурильных труб не будет проникать в нижнюю часть скважиИы и заполнять ее, что еще более будет способствовать проявлению скважины. Цель изобретения - повышение надежности долина при подъеме бурильных или насосно-компрессорных труб, а также определение момента проявления скважины. Поставленная цель достигается тем, что устройство для долива сква жины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем скважины, и системы пневмоуправления, снабжено герметизирующим устье сква жины полым корпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным с дозировочной емкостью и расположенным на устье скважины концентрично бурильным или насосно-компрессорным труба и двумя или более обратными клапанами, установленными на бурильных или насосно-компрессорных трубах и.за соединяющими затрубное пространство с внутритрубным. Для определения момента проявления скважины устройство снабжено установленным на корпусе стояком с подпружиненным штоком и поршнем, пространство под которым сообщено с затрубным пространством скважины. На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство, разрез той части устройства, которая смонтирована на бурильных Tpy6axf на фиг. 2 схема наземной части предлагаемого устройства; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1. Устройство состоит из плавающего в горизонтальной плоскости уплотненного полого корпуса 1, присое диненного к фланцу 2 обсадной колон ны труб на резьбе или фланцевом соединении. Корпус 1 с одной стороны имеет отвод, к которому присоединена труба 3 с гибким шлангом, идущая к дозировочной емкости, а с другой стороны - стопор, состоящий из оси 4 с петлей 5, пружины б, поджимаемой навинченным на патрубок 7 колпачком 8. Внутри корпуса 1 вставлена самоуплотняющаяся манжета 9, вгумированная в кольцо 10 с боковой канавкой под стопор. Внизу бурильных труб на некотором расстоянии от долота выполнено отверстие 11, сообщающее затрубное пространство бурильных или насосно-компрессорных труб с внутритрубным. Отверстие закрывается шариком 12 клапана. Шарик перемещается в градуированном канале 13 переходника 14, имеющего боковые отверстия 15. Верхняя и нижняя части переходника соединены между собой каналом 16. Сам переходник Выполнен литым по выплавляемым моделям. Проходное сечение его еще больше, чем проход трубы-с ечи и бурильных или насосно-компйессорных труб. Образуемый в скважине 17 сальник 18 расположен над долотом 19. Подкладываемая под элеватор 20 муфты трубы вставка состоит из двух вилок 21 и 22, между которыми приварена стойка 23 с рукояткой 24. Вставка свободно проходит в отверстие ротора 25, установленного на полу 26 буровой. к корпусу 1 присоединен стояк 27, в котором перемещается поршень 28, подпружиненный пружиной 29, шток 30 которого выступает наружу. Стояк закрывается навинчивающимся на него колпачком 31, в который упирается штифт 32, ограничивающий движение штока. Наземная часть устройства состоит из дозировочной емкости 33, которая соединена с нижний частью основной емкости 34. Для лучшего перемешивания промывочной жидкости вывод 35 из емкости предусмотрен наклонным. Емкость 33 имеет цилиндрический прилив, в котором расположен поршень (не показан) для изменения объема долива в зависимости от диаметра длины и толщины свечи. Внутри дозировочной емкости установлена тяга 36, открывающая или закрывающая клапаны 37 и 38, расположенные в боковинах емкости. Система приводится в действие силовым цилиндром 39, к которому подведена пневмолиния 40. Внутри цилиндра помещена возвратная пружина 41. Пневмолиния 42 через задвижку 43 соединена с атмосферой. Используется кран 44 включения пневмомуфты ШПМ-1070 буровой лебедки 45 и разрядник 46. На отводе линии от пневмомуфты установлена задвижка 47 Сливной клапан 37 соединен сливной линией 48 с трубой 3. По пневмолинии 49 от компрессор.ной установки поступает сжатый воздух в кран 44. Между задвижкой 47 и цилиндром 39 установлены клапан-раз рядник 50 и дополнительный пневмобаллон 51. Выкид разрядника 50 соединен с вспомогательным баллоном 52. На выкидной линии 53 установлен задвижка 54 для слива жидкости в ем кость 55. Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем. Перед началом подъема труб из скважины в зависимости от диаметра, толщины .стенки труб бурильной свечи и ее длины устанавливают устройство на определенный объем долива, после чего задвижкой 47 включают пневмосистему, связанную с линией включения пневмомуфты лебедки. При этом в период включенной пневмомуфты силовой цилиндр через тягу закрывает клапан 38- и открывает клапан 37. Жидкость через клапан 37 поступает в скважину. После выключения пневмомуфты воз дух из цилиндра выходит, силой пружины 41 клапан 37 закрывается, а кл пан 38 открывается для очередного заполнения скважины и т.д. Дозировочная емкость сообщается с атмосферой через кран 50 двойного действия, который в процессе заполнения емкости открывается в атмосферу, .а при доливе жидкости в сква жину сообщается с пневмолинией для обеспечения продавливания последней Система обеспечивает принудитель ную подачу жидкости в скважину с помощью сжатого воздуха следующим образом. После выключения пневмомуфты лебедки и соединения клапаном-разрядником 46 пневмолинии до клапана-раз рядника 50 с атмосферой поршень пне моцилиндра силой пружины 41 начинае вытеснять воздух из пневмоцилиндра. При создании в межтрубном простран стве выше долота повышенного давления от поршневания сила давления пневмо системы продавливает доливаемую жидкость в скважину в количестве, не доп кающем образования пустоты в сква жине. При этом жидкость в район под долото или поступает через затрубное пространство, разрушая при этом образовавшийся вокруг долота глинис тый сальник, или проходит в клапан, а так как шарики клапана при этом поднимаются, закрывая проход вверх, то она устремляется по внутритрубному пространству вниз, разрушая глинистую пробку внутри труб и промывая сопла долота, или двигается обоими путями (часть ее двигается по межтрубному, а часть - по внутритрубному пространству. В целом, на доливаемая жидкость, так и жидкость, содержащаяся в скважине, уже не могут перелиться через край скважины, так как межтрубное пространство закрыто , манжетой. В случае износа манжета может быть легко заменена. Для определения нормальной работы скважины, т.е. отсутствия проявления, периодически останавлив.агот подъем инструмента при включенной муфте ШПМ. Если после того, как воздух в доливной системе выйдет, через клапан не покажется жидкость, то проявления нет. Уход же жидкости в пласт отмечается неподвижностью опущенного вниз штока 30. Остановка штока в верхнем положении говорит о проявлении скважины. Периодические перемещения штока свидетельствуют о нормальной работе скважины. Годовой экономический эффект складывается из экономии, получаемой за счет сокращения времени долива, а также работ, связанных с ликвидацией возникших осложнений в процессе бурения. Формула изобретения 1.Устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем сквс1жины, и системы пневмоуправления, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности долива при подъеме бурильных или насосно-компрессорных труб, оно снабжено герметизирующим устьем скважины полым корпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным с дозировочной емкостью и расположенным на устье скважины концентрично бурильным или насосно-компрессорным трубам, и двумя или более обратными клапанами, установленными на бурильных или насосно-компрессорных трубах и соединяющими затрубное пространство с внутритрубным. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью определения момента проявления скважины, оно снабжено установленным на корпусе стояком с подпружиненным штоком и поршнем, пространство под которым сообщено с затрубным пространством скважины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 125214, кл. Е 21 В 21/08, 1959. 2.Авторское свидетельство СССР № 256686, кл. Е 21 В 21/08, 1966 (прототип).