Устройство для бурения с очисткой скважины пеной

 

Использование: при бурении скважин в условиях поглощения промывочной жидкости . Сущность изобретения: устройство включает буровую установку, пенообразователь , связанный магистралями с насосом, компрессором и бурильной колонной, пеногаситель, также связанный магистралями с устьевой обвязкой, емкостью для пенообразующей жидкости и двигателем внутреннего сгорания. Емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха, охватывающего пенообразователь . В емкости размещен теплообменник, связанный с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания. Пеногаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости. Использование изобретения повышает эксплуатационные характеристики устройства при отрицательных температурах окружающего воздуха, повышает технику безопасности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (я)э Е 21 В 21/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О (Л

О 4

Ql (21 4824650/03 (22 11.05,91 (46 15.02.93. Бюл. М 6 (75 А.M.Êîëîìèåö, B.Ï,ÃoðåëîB, А.И.Балашов, И.П,Петров, И.И.Толокнов, В.З.Ющенко и Н.А.Вагин (56) Яковлев А.M., Коваленко В,И. Бурение скважин с пеной на твердые полезные ископаемые. Л.: Недра, 1987, с.78, рис.б.

Авторское свидетельство СССР М

98 249, кл. Е 21 В 21/G6, 1978. (54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ С ОЧИСТ ОЙ СКВАЖИНЫ ПЕНОЙ

957) Использование: при бурении скважин в условиях поглощения промывочной жидкости. Сущность изобретения: устройство включает буровую установку, пенообразоИзобретение относится к бурению скважин в условиях частичного или полного поглощения промывочной жидкости, при неустойчивых стенках скважин и других горно-геологических осложнениях.

Известен комплекс для бурения скважин с пеной, содержащий буровую установку с двигателем внутреннего сгорания, бурильную колонну с нагнетательным шлангоМ, герметизатором устья с отводным па рубком, а также блок-модуль, включающий эжЕкторный пеногаситель на отводном патрубке, компрессор, регулировочные вентили, диафрагмы, обратные клапаны, емкость для пенообразователя, пеногенератор, контрбльно-измерительные приборы, нагнетатеЛьный патрубок. Известный комплекс из-эа большого количества функциональных устройств (диафрагм, вентилей, обратных клапанов, переходников и т.р.), а также из,, Ж,, 1795075 А1 ватель, связанный магистралями с насосом, компрессором и бурильной колонной, пеногаситель, также связанный магистралями с устьевой обвязкой, емкостью для пенообразующей жидкости и двигателем внутреннего сгорания. Емкость для пенообраэующей жидкости выполнена в виде термоэащитного кожуха, охватывающего пенообразователь. В емкости размещен теплообменник, связанный с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания. Пеногаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости. Использование изобретения повышает эксплуатационные характеристики устроиства при отрицательных температурах окружающего воздуха, повышает технику безопасности. 4 ил. эа дополнительного подключения эжекторного пеногасителя, трудно регулируется и поддерживает устойчивую подачу пены оптимального состава в скважину через бурильные трубы.

К недостатком вышеприведенного комплекса относятся подача пенообразователя иэ емкости под давлением сжатого воздуха, что крайне небезопасно при засорении функциональных устройств комплекса.

Особенно опасна работа с комплексом при бурении скважин зимой, требующая большого внимания при трудоемких и продолжительных профилактических операциях в период времени, когда происходит замерзание раствора пенообразователя и конденсата воды, выделяющегося из сжатого воздуха.

1795075

Все зто снижает эффективность эксплуатации комплекса, особенно в зимний период .

Известно также другое устройство для образования и разрушения пены. Это устройство позволяет повысить эффективность процессов образования и разрушения пены за счет снижения энерогозатрат на разрушение пены и снижения расхода ПАВ при использовании систем с двигателями внутреннего сгорания.

Устройство для образования и разрушения пены содержит пенообразователь, емкость с раствором ПАВ, компрессор, насос, отстойнмк, двигатель внутреннего сгорания, связанный через карданный вал с вращателем бурильных труб, которые сообщены с пенообразователем через вертлюг. Недостатком данного устройства является малая мобильность и низкие эксплуатационные качества при работе в зимних условиях, Целью изобретения является повышение мобильности и эксплуатационных качеств при отрицательных температурах окружаю-. щего воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем буровую установку, смонтированные на раме пенообразователь, связанный входными магистралями с насосом и компрессором и выходной магистралью — с вертлюгом для бурильной колонны, пеногаситель связанный входным патрубком с устьевой обвязкой, выходным патрубком — с емкостью для пенообразующей жидкости и дополнительным — с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки и теплообменник, емкость для пенообраэующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха охватывающего пенообраэователь и установлена шарнирно на раме, насос и . компрессор кинематически связаны с единым приводным двигателем, выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания, размещенного на раме, теплообменник размещен в емкости для пенообразующей жидкости и связан с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, при этом пеногаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости, На фиг. 1 показана схема комплекса для бурения с очисткой скважины пеной; на фиг.

2 — передвижной модуль комплекса, подготавливаемый к транспортировке со шлангами для подачи пены в скважину и направления пены со шламом из скважины к пеногасителю (co снятыми боковыми щитками и крышкой); на фиг. 3 — вид на емкость

55 ра 6, включают буровой станок, насос 5 и пенообразователь 3.

В зависимости от конкретных горнотехнических условий бурения скважин используется один из составов пенообразователей, которые по трубопроводам подаются в пенообразователь 3. Привод насоса 5 и компрессора 6 осуществляется от двигателя 2.

Одновременно в пенообразователь 3 из ресивера 23 подается сжатый воздух. Далее, образовавшаяся в пенообразователе 3 пена по трубопроводу 7, шлангу 24, бурильным трубам 9 подается в скважину.

Иэ скважины пена со шламом через устьевую обвязку 12 по патрубку 11 с гибким шлангом подается в пеногаситель 10, где выходящая иэ скважины смесь пены со шламом подвергается воздействию, механическому (при ударе в стенки пеногасителя), центробежному, тепловому и разряжающему.

После такой обработки выделенный из пульпы воздух поднимается вверх, а восстаи оборудование модуля со стороны компрессора; на фиг. 4 — устройство емкости в изометрии с теплообменником, шлангом и выхлопной трубой для пропуска выхлопных

5 газов.

Устройство содержи буровую установку

1, смонтированные на раме 2 пенообразователь 3, связанный входными магистралями

4 и с насосом 5 и компрессором 6 и выходной магистралью 7 — с вертлюгом 8 для бурильной колонны 9, пеногаситель 10, связанный входным патрубком 11 с устьевой обвяэкой 12, выводным патрубком 13— с емкостью 124 для пенообразующей жид15 кости и дополнительным 15 — с выходной трубой 16 двигателя внутреннего сгорания

17 буровой установки 1 и теплообменник 18, Емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха 19

20 охватывающего пенообразователь 3 и установлена шарнирно на раме 20.

Насос 5 и компрессор 6 кинематически связаны с единым приводным двигателем внутреннего сгорания 21, размещенным на раме 20. Теплообменник 18 размещен в емкости 12 для пенообразующей жидкости и связан с выхлопной трубой 22 двигателя внутреннего сгорания 21, или с выхлопной трубой 16 двигателя внутреннего сгорания

30 17 буровой установки 1. Пеногаситель 10 шарнирно закреплен на емкости 12 для пенообразующей жидкости, Работает комплекс следующим обра. зом.

35 После проверки исправности отдельных устройств их монтируют в комплекс согласно схеме (фиг,1). Затем, запускают в работу двигателя буровой устэновки 1 и компрессо1795075

Комплекс удобен в монтаже, наладке и обслуживании, Шарнирное крепление емкости на раме обеспечивает свободный доступ специали5 став к любому из задействованных в комплексе устройств в процессе его ремонта.

Шарнирное крепление пеногасителя на емкости позволяет уменьшить габариты модуля при его транспортировке и создает

10 удобства при эксплуатации оборудования на рабочих площадках, Испытание комплекса в целом, атаюкеего отдельных устройств подтвердило надежность работы всего комплекса, безопасность работы

15 и значительно продлило время эксплуатации буровой установки в холодное время года.

Формула изобретения

Устройство для бурения с очисткой скважины пеной, включающее буровую установку, смонтированные на раме пенообразователь, связанный входными магистралями 25 с насосом и компрессором и выходной ма гистралью с вертлюгом для бурильной ко-. лонны, пеногаситель, связанный входным патрубком с устьевой обвязкой, выводным патрубком — с емкостью для пенообразую- 30 щей жидкости и дополнительным — с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, и теплообменник, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения мобильности и эксплуатацион- 35 ных качеств при отрицательных температуновленный пеногаситель со шламом оседает вниз. По выводному патрубку 13 смесь шлама с пенообраэователем попадает в шламосборники 25 или 26, В шламосборниках шлам задерживается, а пенообразователь поступает в емкость 14.

Периодически один шламосборник очищают и заменяют на другой. Благодаря тому, что в процессе пеногашения используется тепло отработанных выхлопных газов достигается интенсивное гашение пены и сбор пеногасителя. Отработанные газы поэволяют нагреть пенообраэователь в секциях и предохранить последний от замерзания в устройствах укрытых в полости под емкостью 14. рах окружающего воздуха, емкость для пенообразующей жидкости выполнена в виде термозащитного кожуха, охватывающего пенообразователь, и установлена шарнирно на раме, насос и компрессор кинематически связаны с единым приводным двигателем, выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания, размещенного на раме, теплообменник размещен в емкости для пенообраэующей жидкости и связан с выхлопной трубой двигателя внутреннего croра, размещенного на раме, или с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания буровой установки, при этом пенотаситель шарнирно закреплен на емкости для пенообразующей жидкости..

1795075

1795075

Фиг. 4

Составитель А. Коломиец

Техред M.Mîðråíòàë Корректор О.Густи

Редактор

Заказ 412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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