Способ образования и регулирования обратного потока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности, к организации циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин. Оно может быть использовано в снарядах, оснащенных гидроударником. Цель - повышение производительности бурения. При способе образования и регулирования обратного потока внутри бурильной колонны труб 4 и вне ее создают циркуляцию промывочной жидкости (ПЖ). В керноприемнике 1 с клапаном (К) 2 путем периодического создания перепада давления в зоне К 2 образуют обратную циркуляцию. Периодическое создание перепада давлений в зоне К 2 осуществляют возбуждением волнового процесса в ПЖ. Длина волны λ численно равна длине керноприемника 1 от нижнего его торца до К 2, увеличенной в 8/5-8 раз. При этом К 2 установлен в боковой стенке керноприемника 1. Между последним и колонной бурильных труб 4 размещен гидроударник 3. На колонковой трубе 6, связанной с керноприемником 1, установлен породоразрушающий наконечник 5. Спускают керноприемник 1 в скважину. После создания циркуляции ПЖ устанавливают нагрузку на забой с целью включения гидроударника в работу для возбуждения волнового процесса. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иэОБРетениям ОткРытиям

ПРИ fHHT СССР (21) 4339836/23-03 (22) 05. 10. 87 (46) 07.09. 89. Рюл. 1(33 (7l) Центрально-Казахское производственное геологическое объединение "Центрказгеология" (72) Ю.Б.Лигай (53) 622.243.13 (088.8) (56) Дерусов В.П. Обратная промывка при бурении геологоразведочных скважин. — М,: Недра, 1984, с. 108-109.

Авторское свидетельствî СССР и 1255709, кл . Е 21 В 21/ОО, 1985. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБРАТНОГО ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУГ1ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промьапленности, в частности к органиэации циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин. Оно м.б. использовано в снарядах, оснащенных гидроударником. Цель — повышение производительности бурения. При способе образования и регулирования обратно(19) (И)

А1 (51) 4 Е 21 В 21/00

2 го потока внутри бурильной колонны труб 4 и вне ее создают циркуляцию промывочной;кидкости (ПЖ) . В керноприемнике 1 с клапаном (К) 2 путем периодического создания перепада давления в зоне К 2 образуют обратную циркуляцию. Периодическое создание перепада давлений в зоне К 2 осуществляют воэбущдением волнового процесса в ПЖ. Длина вол)ы ф численно равна длине керноприемника 1 от нщкнего его торца до К 2, увеличенной в 8/5-3 раз. При этом К 2 установлен в боковой стенке керноприемника l.

Между последним и колонной бурильных

rpye 4 размещен гидроударник 3. На колонковой трубе 6, связанной с кернолриемником 1, установлен породоразрушающий наконечник 5. Спускают керноприемник 1 в скващину. После создания циркуляции IN устанавливают нагрузку на забой с целью включения гидроударника в работу для воэбукдения волнового процесса. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

15060« 6

Изобретение относится к горной иром«шлеи««ост««, в частности к организации циркуляции промь«вочной жидкости при бурении скважин, и может быть использовано в снарядах, оснащенных гидроударником.

Цель изобретения — повышение производительности бурения .

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуще ст вля ется следующим образом.

Создают циркуляцию промывочной жидкости внутри бурильной колонны и вне ее, образуют обратную циркуляцию в керноприемнике с клапаном путем периодическоro создания перепада давления в зоне клапана возбуждением 20 волнового процесса в промывочной жидкости, возникновение которого обусловлено работой гидроударника. При ч «о««жидкосr««80 I 00 л, мин (Д

45 Гц.

Устанавливается расход жидкости

0::/мин и замеряется частота. Если

80 сна ниже 45 Гц, расход промывочной жидкости увеличивают до тех пор поУ ка, на не станет равной 45 Гц. При работе гидроударника с такой частотой волна огибает керноприемник 5 и

V распространяется в нем до клапана ф, В момент когда давление за клапаном минимальное и равно (-А), внутри керноприемника оно будет максимальным

15 т. е. равно (+А), образуя перепад давленийй численно равна длине керноприемника 25 от нижнего его торца до клапана, увеличенной в 8/5-8 раз .

Устройство для образования и регулирования обратного потока включает керноприемник 1 с клапаном ?, ус- 30 тановленным в верхней его части, гидроударник 3, размещенный между керноприемником 1 и колонной бурильных труб 4, и по родо р аз руш ающ«»й н аконечник 5, установленный на колонковой трубе 6, связанной с керноприемником 1 и колонной бурильной трубы 4 посредством переходника 7.

Измеряют длину керноприемника от нижнего его торца до клагана 2, про- 40 изводят спуск кернопрнемника н скваэтом длина волны волнового процесса жину, включив при этом, в компановку гидроударник, создают циркуляцию промывочной жидкости внутри бурильной колонны и в пространстве за ней и устанавливают нагрузку на забой с целью включения гидроударника в работу для возбуждения волновоro процесса.

Частота колебаний определяется по изве стной формуле

50 с

Я =

> где 9 — длина волны, м; с — скорость распространения вол55 ново го праце сса для «so « c=

1450 м/ч, м/с.

Согласно паспортной характеристике гидроударннка прн расход« промы- .

P = (+А) — (-А) = 2А.

Со гласно характерис тике гидроудариика его амплитуда 4 ат, поэтому перепад давлений составляет 2А 2««4

8 ат.

Этот перепад вызывает переток жидкости иэ керноприемника наружу.

Таким образом, получают максимальHbtH перепад давлений.

Чтобы изменить перепад давлений вызывающий обратный поток, длину вол««ы следует изменить эа счет изменения расхода промывочной жидкости.

При этом наибольший перепад давле««««й будет при длине волны, равной

4 «.. Для доказательства этого расчетным путем берутся длины волны я равнь«е SL; 4L, 8/3L, 2L, 8/5L.

Волновой процесс описывается следующим известным уравнением:

2»

P = А ° sin ---- у ъ у где P — давление;

А — амплитуда; длина волны; у — координата.

Если считать, что в начальный момент в точке с координатой у = 0 давление ы«нималь««ое, то необходимо ввести начальную фазу 3»/2, тогда уравнение принимает вид

2 3»

Р А sin(— — у + — — -).

Рассмотрим давление с координатой у = 0 и у = 2L, т. е. точку sa керноприемником у клапана и внутри керноприемника у клапана. Тогда перепад давлений Ь P определяется из уравнения

2 «« Зн Р = А sin(---- 2L + ----) h 2

2II 3 »

А sin(----0 + — — -)

Ъ 2! 506066 к;;м образом, регули;: тсi: обратный поток. упростив получаем

2» 3»

dP А ain(- — — 2L + ----) + А h 2

Вычисляем 1 Р для выбранных длин волн ф в интервале изменения OL до

8/5L. Эти длины волн GL, 4L, 8/3L»

2L, 8/5Ь.

Для длины волны BL

2» 3»

hP А ain(— -- ° 2L + — --) + A

8L 2

Фо р м ул а и э о б р е т е н и я

А.

Дпя длины волны 4L

2»

ДР А sin(— -- 2L +

3«

----) + А

А.

Длина волны 8/ЗЬ

2»

АР А sin(- — — 2L +

---L

3«

----) + А

Составитель А.Меньшиков

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор Г.Волкова

Заказ 5400/31 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г .Ужгород, ул . Гагарина, 101

А.

Для длины волны 2Ь

2«3

4Р А sin(— -- 2L + — — -) + А =О.

2Ь 2

Дпя длины волны 8/5L

2 « 3»

dP А sin(-- — 2L + -- — ) + А А.

8 2

---L

Отсюда видно, что максимальный перепад давлений dP получаем при длине волны Ъ, равной 4L, при этом он ðàвен удвоенной амплитуде (2А), но если его нэдо уменьшить» то для этого уменьшают частоту колебаний, уменьшая расход промывочной жидкости. Та1. Способ образования н ре гулирования обратно го потока, включаюпслй сс çäàíèå циркуляции промывочной жид1О кости внутри бурильной колонны и вне ее, образование обратной циркуляции в керноприемнике с клапаном путем периодического создания перепада давления в зоне клапана, возбуждение вол15 нового процесса в промывочной жидкости, о тл и ч ающий с я тем, что, с целью повышения производительности бурения, периодическое создание перепада давления в зоне клапа2О на осуществляют возбуждением волнового процесса в промывочной жидкости с длиной волны Я, численно равной длине керноприемника от нижнего его торца до клапана, увеличенной в

25 8/5-8 раз.

2. Устройство для образования и регулирования обратного потока, включающее керноприемник с клапаном, установленным в верхней его части, 30 гидроударник, размещенный между керноприемником и колонной бурильных труб, и породораэрушающий наконечник, отличающееся тем,что клапан установлен в боковой стенке керно приемника.