Скважинный сепаратор-аэратор газожидкостной смеси

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)5 Е 21 В 21/14

ГС СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"-"" ®ИЛЯ

3,,;,,у „: 14 ð ó (Р

К ПАТЕНТУ (21) 4911094/03 (2 ) 16.11.90 (46) 30.08.93. Бюл, N. 32 (75) В.А.Болотов, О,А.Росляков, И.В.Белей, И,П.Петров и И.И.Толокнов (73) Опытно-методическая партия новой техники ГГП "Центргеология" (56) Авторское свидетельство СССР

Рв 289185, кл, Е 21 В 3/12, 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 977696, кп. Е 21 В 21е14, 1979. (g4) СКВАЖИННЫЙ СЕПАРАТОР-АЗРАТОР

ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ .(57) Сепаратор-аэратор газожидкостной сМеси (ГЖС) относится к области бурения скважин и гидродобычи рыхлых полезных ископаемых. Сущность изобретения: он включает корпус с верхним и нижним переПредлагаемое изобретение относится к областям бурения скважин и гидродобычи рыхлых полезных ископаемых, Целью предполагаемого изобретения является расширение технологических фоэможностей выноса разрушенных горных пород в сложных геологотехнических условиях., Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг,1 изображен продольный разрез скважинного сепаратора в момент спуска снаряда в скважину и в процессе сепарации воздуха с направлением его в аэратор, а воды на забой, На фиг.2 показан продольный разрез сепаратора в момент установки снаряда на

„„HJ 1838574 А3 ходниками, перфорированный газовод с элементом закручивания потока газожидкостной смеси и аэратор с регулятором сечения выводного канала, Благодаря тому, что нижний переходник взаимодействует с корпусом через шлицевое соединение, а шток поршня жестко связан с нижним переходником и выводной канал аэратора выполнен в виде кольцевого зазора достигается работа сепаратора-аэратора по команде сверху в доух режимах с подачей ГЖС на забой или ее разделение на воздух и воду.

При этом воздух применяется для аэрации скважинной жидкости, а вода направляется дпя очистки забоя скважины, Зтим расширяются технологические возможности выноса разрушенных горных пород из скважины в сложных горно-технических условиях. 2 ил.

Ф забой скважины и буренин с подачей ГЖС в нижнюю часть инструмента без сепарации.

Скважинный сепаратор включает корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 переходниками. В корпусе 1 установлен перфорированный в нижней части газовод4 с элементом эакру- ф, чивания 5 потока газожидкостной смеси на наружной поверхности и аэратор 6 с регулятором сечения выводного канала 7, сообщенный с верхней частью газовода 4.

Сепаратор снабжен узлом включения и выключения сепарации, выполненным s виде поршня 8 со штоком 9, установленного о газоводе 4, Нижний переходник 3 связан с корпусом 1 шлицеоым соединением 10, а выводной канал 7 аэратопа 6 выполнен о виде кольцевого зазора 11, 1838574

Сепаратор монтируется в средней части снаряда (верхняя и нижняя части снаряда на фиг,1 и фиг,2 не показаны) и спускается в скважину и раздвинутом состоянии (фиг.1).

В момент установки нижней части снаряда на забой сепаратор сдвигается в шлицевой части, при агом поршень 8 поднимается вверх над перфорированной частью газовода 4 (фиг.2).

С подачей ГЖС в трубы снаряда она, проходя через осевые каналы 12 и 13 составных частей верхнего переходника 2, по винтовому каналу, образованному внутренними стенками корпуса 1, внешними стенками трубчатого гаэовода 4 и винтовым разделителем 5, поступает в кольцевой канал 4 нижнего переходника 3 и далее направляется в нижнюю часть снаряда к рабочему наконечнику. Рабочий наконечник (на фиг.1 и фиг.2 не показан) в буровом снаряде выполнен в виде коронок, долот и т.д., а в гидродобычном агрегате в виде гидромониторных, распыляющих насадок и др, устройств.

Омывая забой скважины, ГЖС захватывает частицы разрушенного породного материала и выносит их по стволу скважины на дневную поверхность.

Работа снаряда с подачей ГЖС на забой (вариант снаряда со сдвинутыми шлицами, фиг.2) эффективна при сравнительно невысокой степени нарушения сплошности горных пород в приэабойной части трещинами, карстовыми полостями, зонами перемлтия и другими нарушениями, способствующими значительным поглощениям ГЖС, Для восстановления циркуляции ГЖС при работе в зоне поглощения скважинный снаряд приподнимают над забоем скважины, При этом, сепаратор раздвигается в шлуцевой части нижнего переходника 3, а перемещающийся вниз поршень-распределитель 8 открывает перфорацию нижней части 15. При бурении снарядом с раздвинутым сепаратором осевое давление на рабочий наконечник оказывается только за счет массы нижней части снаряда и давления подаваемой вниз ГЖС, При интенсивной подаче ГЖС в винтовой агентопроводящий канал, он с высокой скоростью раскручивается в нижней части корпуса 1 и шлицевой втулки 16 переходника 3. При раскручивании ГЖС разделяется на воздух и воду (фиг.1). Вода подается на забой скважины, а воздух поступает в трубчатый гаэовод 4 через нижнюю перфорационную часть 15. Далее, воздух проходя через раздельные газораспределительные

5 патрубки 17, поступает в кольцевой аэратор 6. Выходя из азратора 6, воздух смешивается со скважинной жидкостью, эрлифтирует ее с подьемом на поверхность.

Таким образом при бурении достигается

>осстановление циркуляции промывочной жидкости, а при гидродобыче — высокопроизводительная откачка пыльцы (смеси подаваемой на забой воды и размываемой рыхлой руды).

Регулировка производительности работы сепаратора достигается путем изменения зазора 11 в кольцевом аэраторе 6. Для этого подбираются соответствующие по толщине регулировочныо шайбы 18, кото20 рые устанавливаются между верхней и ниж. ней частями верхнего переходника 2.

Благодаря оригинальности и простоте конструкции сепаратора обеспечивается высокая надежность и эффективность его работы даже в сложных условиях при полном поглощении промывочного (очистного) агента, 30

Формула изобретения

Скважинный сепаратор-аэратор газожидкостной смеси, включающий корпус с верхним и нижним переходниками, установленный в корпусе перфорированный в нижней части газовод с элементом закручивания потока газожидкостной смеси на наружной поверхности, и аэратор с регулятором сечения выводного канала, сообщенный с верхней частью гаэовода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения. технологических воэможностей выноса разрушенных горных пород в сложных геологотехнических условиях, он снабжен узлом включения и выключения сепарации, выполненным в виде поршня со штоком, установленного в газовое с возмо>кностью отсечения перфорированной нижней части газовода от аэратора в верхнем своем положении, нижний переходник связан с корпусом шлицевым соединением и установлен с возможностью ограниченного возвратнопоступательного осевого перемещения, при этом шток поошня жестко связан с нижним переходником, а выводной канал аэратора выполнен в виде кольцевого зазора.

1838574

Составитель И. Толокноа

Редактор С. Кулакова Техред M.Moðãåíòàë Корректор А. Мотыль

Заказ 2913 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